Technologia MOS - MOS Technology

MOS Technology, Inc.
Przemysł Projektowanie i produkcja półprzewodników
Poprzednik Allen-Bradley
Założony 1969 ( 1969 )
Zmarły 2001 ( 2001 )
Następca Commodore Semiconductor Group
Western Design Center
Siedziba ,
Stany Zjednoczone

MOS Technology, Inc. ("MOS" to skrót od Metal Oxide Semiconductor ), później znana jako CSG (Commodore Semiconductor Group) , była firmą zajmującą się projektowaniem i produkcją półprzewodników z siedzibą w Audubon w Pensylwanii w Stanach Zjednoczonych . Jest najbardziej znany ze swojego mikroprocesora 6502 i różnych projektów dla gamy komputerów domowych Commodore International .

Historia

Reklama technologii MOS z 1973 r. podkreślająca ich niestandardowe możliwości układów scalonych.

Firma MOS Technology, Inc. została założona w 1969 roku przez Allena-Bradleya jako drugie źródło kalkulatorów elektronicznych i ich układów scalonych zaprojektowanych przez Texas Instruments (TI). Na początku lat siedemdziesiątych firma TI zdecydowała się wypuścić własną linię kalkulatorów, zamiast sprzedawać tylko układy w nich zawarte, i wprowadziła je po cenie niższej niż cena samego chipsetu. Wiele wczesnych firm produkujących chipy było uzależnionych od sprzedaży chipów do kalkulatorów i zostało zniszczonych w następstwie; ci, którzy przeżyli, zrobili to, znajdując inne chipy do produkcji. MOS stał się dostawcą dla Atari , produkując niestandardowy jednoukładowy system Pong .

Sytuacja zmieniła się dramatycznie w 1975 roku. Kilku projektantów Motoroli 6800 opuściło Motorolę wkrótce po jej wydaniu, po tym, jak zarząd nakazał im zaprzestać prac nad tańszą wersją projektu. W tamtym czasie nie było czegoś takiego jak odlewnia półprzewodników typu pure-play , więc musieli dołączyć do firmy produkującej chipy, aby wyprodukować swój nowy procesor. MOS była małą firmą z dobrymi referencjami na właściwym obszarze, na wschodnim wybrzeżu USA. Na czele zespołu czterech inżynierów konstruktorów stanął Chuck Peddle, w tym Bill Mensch . W MOS przystąpili do budowy nowego procesora , który przewyższałby 6800, będąc jednocześnie podobnym do niego w celach i znacznie tańszym. Powstały projekt 6501 był nieco podobny do 6800, ale po zastosowaniu kilku uproszczeń w projekcie, 6501 byłby do 4 razy szybszy.

Mocowanie maski

Poprzednie projekty procesorów, takie jak 6800, były produkowane przy użyciu urządzenia znanego jako wyrównywacz styków . Była to w zasadzie skomplikowana kserokopiarka , która optycznie odtwarzała konstrukcję procesora lub „maski” na powierzchni krzemowego chipa. Nazwa „kontakt” odnosiła się do tego, że maska ​​była umieszczana bezpośrednio na powierzchni chipa, co miało tę istotną wadę, że czasami odciągała materiały z chipa, które następnie były kopiowane na kolejne chipy. To spowodowało, że maska ​​stała się bezużyteczna po kilkunastu kopiach i spowodowało, że ogromna większość chipów miała fatalne wady; w przypadku złożonego chipa, takiego jak 6800, tylko około 10% chipów będzie działać po zakończeniu procesu maskowania.

W 1974 Perkin-Elmer publicznie przedstawił system Micralign , pierwszy skaner projekcyjny. Zamiast umieszczać maskę na powierzchni chipa, trzymała ją z dala od powierzchni i używała bardzo dokładnej optyki do wyświetlania obrazu. Maski wytrzymywały teraz tysiące kopii zamiast dziesiątek, a wskaźnik wadliwości chipów odwrócił się tak, że prawdopodobnie 70% wyprodukowanych chipów będzie działać. Rezultatem była podobna inwersja cen; 6800 sprzedawano w małych partiach za 295 USD, bez innych zmian niż przy użyciu Micralign, ten sam projekt mógł sprzedać się za 42 USD.

Zmiana na Micraalign ujawniła kolejną zaletę. Wcześniej maski były masowo produkowane przez firmy fotograficzne, takie jak Kodak , które wykonywały dziesiątki tysięcy kopii maski wzorcowej lub „siatki celowniczej” i wysyłały maski do alignerów ciężarówką. Oznaczało to, że jeśli w projekcie zostanie znaleziona wada, naprawienie jej kosztowałoby znaczną ilość pieniędzy, ponieważ wszystkie starsze maski musiałyby zostać wyrzucone. W przeciwieństwie do tego, w przypadku Micralign istniała tylko jedna maska ​​na nakładkę, więc wymiana maski w razie potrzeby nie pociągała za sobą kosztów, chociaż koszt, a zwłaszcza czas, wyprodukowania tych masek wzorcowych był znaczny.

MOS rozwinął umiejętność „naprawiania” swoich masek po ich wyprodukowaniu. Oznaczało to, że gdy wykryto wady w projekcie, maski można było zdjąć z nakładek, naprawić i ponownie włożyć. To pozwoliło im szybko usunąć wady oryginalnych masek.

Linie produkcyjne firmy zazwyczaj odwracały liczby osiągane przez innych; nawet wczesne uruchomienia nowego projektu procesora — który stałby się 6502 — osiągały wskaźnik sukcesu 70 procent lub lepszy. Oznaczało to, że jego projekty były nie tylko szybsze, ale także kosztowały znacznie mniej.

6502 rodzina

Kiedy ogłoszono 6501, Motorola niemal natychmiast wszczęła proces. Chociaż zestaw instrukcji 6501 nie był kompatybilny z 6800, można go było podłączyć do istniejących projektów płyt głównych, ponieważ miał ten sam funkcjonalny układ pinów i rozmiar obudowy IC . To wystarczyło, by Motorola mogła pozwać. Sprzedaż 6501 w zasadzie się zatrzymała, a proces ciągnął się przez wiele lat, zanim firma MOS została ostatecznie zmuszona do zapłaty grzywny w wysokości 200 000 USD .

W międzyczasie firma MOS zaczęła sprzedawać 6502 , chip zdolny do pracy z częstotliwością 1 MHz we wrześniu 1975 r. za jedyne 25 USD. Był prawie identyczny z 6501, z tylko kilkoma drobnymi różnicami: dodanym oscylatorem zegarowym na chipie, innym funkcjonalnym układem pinów, generowaniem sygnału SYNC (obsługującym jednoinstrukcyjny krok) i usuwaniem sygnałów sterujących włączaniem magistrali danych (DBE i BA, z tym pierwszym bezpośrednio podłączonym do zegara fazy 2 zamiast tego). Przewyższał bardziej złożone 6800 i Intel 8080 , ale kosztował znacznie mniej i był łatwiejszy w obsłudze. Chociaż nie miał przewagi 6501 polegającej na tym, że mógł być używany zamiast Motoroli 6800 na istniejącym sprzęcie, był tak niedrogi, że szybko stał się bardziej popularny niż 6800, czyniąc to kwestią sporną.

Obraz płytki drukowanej Commodore 64 przedstawiającej niektóre ważne obwody technologii MOS: procesor 6510 (długi układ, na dole po lewej) i 6581 SID (po prawej). Tydzień/rok produkcji (WWYY) każdego chipa jest podany poniżej jego nazwy.

6502 był tak tani, że wiele osób uwierzyło, że to oszustwo, kiedy MOS po raz pierwszy pokazał go na targach w 1975 roku. Nie byli świadomi technik maskowania MOS, a kiedy obliczyli cenę za chip przy obecnych wskaźnikach wydajności w branży, nie sumowały się. Jednak wszelkie wahania przed zakupem zniknęły, gdy zarówno Motorola, jak i Intel obniżyły ceny swoich własnych projektów z 179 USD do 69 USD na tym samym pokazie, aby konkurować. Ich ruchy legitymizowały 6502, a pod koniec pokazu drewniana beczka pełna próbek była pusta.

6502 szybko stał się jednym z najpopularniejszych żetonów swoich czasów. Szereg firm licencjonowało linię 650x od MOS, w tym Rockwell International , GTE , Synertek i Western Design Center (WDC) .

Szereg różnych wersji podstawowego procesora, znanych jako 6503 do 6507, oferowano w 28-stykowych obudowach po niższych kosztach. Różne modele usuwały piny sygnałowe lub adresowe. Zdecydowanie najpopularniejszym z nich był 6507 , który był używany w dyskach Atari 2600 i Atari. 6504 był czasami używany w drukarkach. Firma MOS wypuściła również serię podobnych procesorów wykorzystujących zewnętrzne zegary, które dodały „1” do nazwy w trzeciej cyfrze, jako 6512 do 6515. Były one przydatne w systemach, w których obsługa zegara była już zapewniana na płycie głównej przez niektórych inne źródło. Ostatnim dodatkiem był „crossover” 6510 , używany w Commodore 64 , z dodatkowymi portami I/O.

Commodore Semiconductor Group

Niezależnie od tego, jak udany był model 6502, sama firma miała problemy. Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy wypuszczano 6502, cały rynek układów scalonych kalkulatorów firmy MOS załamał się, a jej wcześniejsze produkty przestały być dostarczane. Wkrótce znaleźli się w poważnych tarapatach finansowych. Inna firma, Commodore Business Machines (CBM), mocno zainwestowała w rynek kalkulatorów i również została prawie całkowicie zniszczona przez wejście TI na rynek. Nowy zastrzyk kapitału uratował CBM i pozwolił mu zainwestować w dostawców firmy, aby zapewnić, że ich podaż układów scalonych nie zostanie ponownie zakłócona w ten sposób. Wśród kilku firm byli producenci wyświetlaczy LED , kontrolery mocy i dostawcy chipów sterowników, w tym MOS.

Pod koniec 1976 roku firma CBM, notowana na giełdzie NYSE z kapitalizacją rynkową około 60 milionów USD, kupiła MOS (którego kapitalizacja rynkowa wynosiła około 12 milionów USD) w ramach transakcji dotyczącej wszystkich akcji. Posiadacze MOS otrzymali 9,4 procent udziałów w CBM pod warunkiem, że Chuck Peddle dołączy do Commodore jako główny inżynier. Umowa została zawarta i chociaż firma w zasadzie stała się ramieniem produkcyjnym Commodore, przez jakiś czas nadal używała nazwy MOS, aby nie trzeba było przedrukowywać instrukcji. Po pewnym czasie MOS przekształcił się w Commodore Semiconductor Group (CSG) . Pomimo zmiany nazwy na CSG, wszystkie produkowane chipy były nadal ostemplowane starym logo „MOS” do 1989 roku.

MOS zaprojektował wcześniej prosty zestaw komputerowy o nazwie KIM-1 , przede wszystkim po to, aby "pochwalić się" chipem 6502. Na Commodore Peddle przekonał właściciela, Jacka Tramiela , że kalkulatory to ślepy zaułek, a domowe komputery wkrótce staną się ogromne.

Jednak pierwotna grupa projektowa wydawała się być jeszcze mniej zainteresowana pracą dla Jacka Tramiela niż dla Motoroli i zespół szybko zaczął się rozpadać. Jednym z wyników było to, że nowo ukończony chip 6522 (VIA) pozostawał nieudokumentowany przez lata.

Bill Mensch opuścił MOS jeszcze przed przejęciem Commodore i przeniósł się do domu w Arizonie. Po krótkich konsultacjach dla lokalnej firmy o nazwie ICE założył Western Design Center (WDC) w 1978 roku. Jako licencjobiorca linii 6502, ich pierwszymi produktami były naprawione, energooszczędne wersje CMOS 6502 ( 65C02 , zarówno jako oddzielny układ i osadzony wewnątrz mikroprocesora zwany 65C150). Ale potem znacznie rozszerzyli linię, wprowadzając 65816 , dość prostą 16-bitową aktualizację oryginalnego 65C02, która mogła również działać w trybie 8-bitowym dla zapewnienia kompatybilności. Od tego czasu WDC przeniosło znaczną część oryginalnego katalogu MOS do CMOS, a 6502 nadal był popularnym procesorem na rynku systemów wbudowanych , takim jak sprzęt medyczny i kontrolery deski rozdzielczej samochodu.

Mikroelektronika GMT

Po bankructwie Commodore w 1994 roku, Commodore Semiconductor Group, następca MOS, został kupiony przez byłe kierownictwo za około 4,3 miliona dolarów plus dodatkowy milion na pokrycie różnych wydatków, w tym licencji EPA . Dennis Peasenell został dyrektorem generalnym. W grudniu 1994 r. zawarli z GMT Microelectronics Potencjalną Umowę Zakupu (ograniczenie odpowiedzialności spółki w zamian za podział kosztów sprzątania). W 1994 roku, firma, działająca pod nazwą GMT Microelectronics ( G reat M ixed-sygnał T echnologies ), ponownie oryginał MOS Technology, circa-1970 jedno- mikrometr fab w Audubon, Montgomery County, Pennsylvania, że Commodore zamknęła w 1993 roku.

Zakład znajdował się na liście miejsc niebezpiecznych odpadów EPA od 4 października 1989 r. Było to spowodowane wyciekiem TCE z 1974 r. z podziemnego betonowego zbiornika magazynowego o pojemności 250 galonów używanego przez Commodore Business Machines w procesie czyszczenia półprzewodników. Wycieki ze zbiornika spowodowały zanieczyszczenie lokalnych wód gruntowych trichloroetylenem (TCE) i innymi lotnymi związkami organicznymi (LZO) w 1978 roku. Do 1999 roku GMT Microelectronics miała 21 milionów dolarów przychodów i 183 pracowników pracujących na miejscu. Ogłoszona w marcu 1999 r. firma GMT świadczyła usługi odlewnicze oparte na procesach TelCom Bipolar i SiCr Thin Film Resistor i byłaby licencjonowanym alternatywnym źródłem produktów opartych na technologii Bipolar firmy TelCom, z produkcją na poziomie 10 000 5-calowych wafli miesięcznie, produkując CMOS , Urządzenia BiCMOS, NMOS, bipolarne i SOI . W 2000 roku GMT Microelectronics zaprzestała działalności i porzuciła wszystkie swoje aktywa w witrynie superfunduszu Commodore Semiconductor Group.

Konwencja nazewnictwa chipów

Większość chipów MOS jest nazywana zgodnie z następującymi zasadami, które pokazują zastosowaną technologię (projekt bramki logicznej):

Produkty

  • KIM-1 – komputer jednopłytkowy (zestaw)/płytka ewaluacyjna procesora na bazie 6502
  • 4510 – CPU ( CSG 65CE02 ) z dwoma CIA na chipie; 3,45 MHz
  • 5719 – Szyk bramy Gary'ego
  • 2523 – 8-cyfrowy chip kalkulatora
  • 2529 – Jednoukładowa tablica kalkulatora naukowego
  • 6501 – pin procesora zgodny z Motorolą 6800
  • 6502 – CPU równy 6501 z wyjątkiem braku kompatybilności z 6800-pinami
  • 65CE02 – procesor wywodzący się z 6502
  • 6503 – CPU z 12 pinami adresowymi, pinem NMI i pinem IRQ
  • 6504 – CPU z 13 pinami adresowymi i pinem IRQ
  • 6505 – CPU z 12 pinami adresowymi, pinem IRQ i pinem RDY.
  • 6507 – CPU z 13 pinami adresowymi
  • 6508 – CPU z 256 B RAM i 8 pinami I/O
  • 6509 – CPU z 20 pinami adresowymi
  • 6510 – CPU z pinami zegara i portami I/O,
  • 6520 — Adapter interfejsu peryferyjnego PIA
  • 6522 — Uniwersalny adapter interfejsu VIA
  • 6523/6525 - TPI Tri-Port Interfejs
  • 6526/8520/8521 — złożony adapter interfejsu CIA
  • 6529 — Jednoportowy adapter interfejsu SPI /SPIA
  • 6530 — RRIOT ROM-RAM-I/O Timer
  • 6532 – RIOT RAM-I/O Timer
  • 6540 – 2 KiB ROM
  • 6545 – Sterownik CRTC CRT
  • 6550 – 512 bajtów statycznej pamięci RAM
  • 6551 — Adapter interfejsu komunikacji asynchronicznej ACIA
  • 6560 — układ interfejsu wideo VIC, ( NTSC )
  • 6561 - Układ interfejsu wideo VIC, ( PAL ) Wersja: -101 / E
  • 6562 — układ interfejsu wideo VIC ( NTSC ) (6561 obsługujący 40 kolumn)
  • 6564 – 80-kolumnowy film (przeznaczony dla kolorowego PET, część jego konstrukcji zastosowana w MOS 6560/6561)
  • 6566 – VIC-II (Maksymalna maszyna)
  • 6567 - VIC-II (NTSC) Wersja: R56A/R7/R8/R9
  • 6569 – VIC-II (PAL) Wersja: R1/R3/R4/R5 (R1 = tylko 5 lumenów)
  • 6570 – 6500/1 mikrokontroler na PCB klawiatury w wersji Amiga 500: -036
  • 6572 – VIC-II (PAL-N)
  • 6573 – VIC-II (PAL-M)
  • 6581/6582/8580 — urządzenie interfejsu dźwiękowego SID
  • 7360/8360 – Urządzenie do edycji tekstu TED (HMOS-I/II)
  • 7501 – CPU HMOS-I 6502 z 7-bitowym portem I/O
  • 8361 - Jednostka generatora adresów AGNUS ( NTSC )
  • 8362 – Enkoder wyświetlacza DENISE
  • 8364 – PAULA Port Audio UART i Logic
  • 8367 - Jednostka generatora adresów AGNUS ( PAL )
  • 8370 - "Tłusty" moduł generatora adresów AGNUS (NTSC)
  • 8371 - "Fat" AGNUS Generator Adresu (PAL)
  • 8372 – Moduł generatora adresów ECS AGNUS
  • 8373 – Koder wyświetlacza ECS DENISE
  • 8374AGA ALICE Generator Adresu
  • 8375 – Moduł generatora adresów ECS AGNUS
  • 8500 – CPU HMOS-II wersja 6510
  • 8501 – CPU HMOS-II 6502 z 7-bitowym portem I/O
  • 8502 – procesor kompatybilny z 6510, ale zdolny do pracy z częstotliwością 2 MHz
  • 8520 – CIA (Complex Interface Adapter) 1 MHz 8520 lub 2 MHz 8520A-1 w Amidze
  • 8551 — adapter interfejsu komunikacji asynchronicznej ACIA, wariant HMOS-II 6551
  • 8562 – VIC-II (NTSC)
  • 8563 — Kontroler wyświetlania wideo VDC
  • 8564 – VIC-II (NTSC)
  • 8565 – VIC-II (PAL)
  • 8566 – VIC-II (PAL)
  • 8568 – VDC z kompozytowym przerwaniem HSYNC, VSYNC i RDY
  • 8701 – generator zegarowy
  • 8721 – PLA
  • 8722 – Jednostka zarządzania pamięcią MMU
  • 8726 — Kontroler rozszerzający REC RAM
  • 8727 — bezpośredni dostęp do pamięci DMA

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Współrzędne : 40 ° 07′27,9 "N 75 ° 25′07,2" W / 40.124417 ° N 75,418667 ° W / 40.124417; -75.418667