авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 18 |

«Стратегия выбора 50 лет Киевскому НИИ Микроприборов (1962 - 2012) Киев - 2012 Стратегия выбора 50 лет Киевскому ...»

-- [ Страница 10 ] --

На принципиально новой физической основе создана БИС серии К573. Коллектив, возглавляемый т. Яровым С.И., успешно справился со сложнейшей научно-технической проблемой разработки и налаживания серийного выпуска этих изделий. Особая заслуга в этом принадлежит т.т. Троценко Ю.П., Груданову Н.Б., Калитенко В.Ф., Хоружему А.А., Куриленко С.В., Забиржевскому Л.И., Гальке Л.В., Алексееву Ю.А., Поляковой Г.В.

Лаборатория В.И. Золотаревского на протяжении длительного периода решает принципиально новые вопросы создания коммутаторов и многофункциональных коммутирующих на основе современных конструктивно -технологических приемов. ОКРы это путь «Клык», «Континент-4», «Континент-6,6С», «Континент-8» последовательного решения сложных научно-технических задач разработки и внедрения.

По этому направлению следует отметить т.т. Золотаревского В.И., Покровского Е.Н., Вощинкина А.Ф., Лукашенко А.В., Седова В.И., Тесленко В.А., Фабрикова С.П., Сахно А.И., Некрасова В.М, Бондаренко В.А., Шельпука Г.Д., Ткачука А.Д., Шеревеню А.Г. и др.

С 1974 г. коллектив отдела прошел путь от разработки изделий ЗУ от 1 кбит до 128 Кбит (в части ПЗУ) и от 128 бит до 64 Кбит (в части РПЗУ).

С новой силой набирают размах перспективные разработки коллектива, возглавляемого т. Хцынским Н.И., которые предопределяют дальнейшее развитие и уровень техники.

Важную работу по программному обеспечению автоматизации измерений и применению электрофизических методов исследований в разработках проводит коллектив, возглавляемый т. Тарасенко Г.А. Этот коллектив настойчиво проводит техническую политику по максимальному использованию вычислительной техники на всех этапах исследования, разработок и внедрения. Здесь трудятся квалифицированные специалисты в своем деле, такие как т.т. Ворон А.А., Безшапкин Н.В., Мехед И.Б., Снигур В.А.

В нащем коллективе успешно работали лаборатории т.т. Деркача Ю.П., Гудыменко Н.А. Несмотря на то, что сегодня они в составе других коллективов, мы по-прежнему поддерживаем с ними деловые и творческие связи.

Мы прошли все этапы технологического развития. Большинство работ по тематике связано с коллективом отдела 210, который возглавляет Ю.П.Троценко.

Постоянная творческая работа этого коллектива, взаимопонимание в достижении цели является хорошим залогом внедрения многих изделий в серийное производство.

Важную роль в становлении и переходе на новый технологический уровень разработок сыграл бывший начальник НИО-3, зам.главного инженера ПО тов. Медведев Ю.П.

Вместе с «Курганами», «Кометами», «Квазарами», Крыльями», «Каратами», «Кремниями» и «Континентами» растет и новое поколение молодых специалистов таких, как т.т. Буй В.Б., Чернов А.В., Прокопенко А.М., Седов В.И,. Забиржевский Л.И., Забродина ОН., Невзоров В.Б., Савицкий В.Е. и опытные разработчики т.т. Корниенко М.И., Крутиков С.С., Юхименко Ю.А., Груданов Н.Б., Калитенко В.Ф., Копытов А.М., Прокофьев Ю.В., Зуб П.Н., Высочина С.В., Лисица Л.Н., Покровский Е.Н., Вощинкин А.Ф., Лукашенко А.В. и много других.

Оперативно выполняет работу по материально-техническому обеспечению отдела группа, возглавляемая т. Болгарчуком В.Л., и экономическая группа во главе со Станиславской Г.И.

Наши успехи были бы немыслимы без взаимопонимания и творческого обмена по технической идеологии развития микроэлектроники с Главными конструкторами направлений электронной техники Министерства т.т. Захаровым В.П., Кобылинским А.В., Ткаченко В.А., Апреленко Г.П., Рыжовым В.А.

Все направления, возглавляемые Главными конструкторами, дополняют друг друга и носят комплексный характер микроэлектроники в нашем объединении, а систематический обмен мнениями между нашими специалистами взаимно их обогащает и ускоряет решение всего объема поставленных задач.

Нас радуют успехи отделов НИО-4, где процветает дух здоровой конкуренции, дружелюбия и взаимопонимания.

Большой вклад в развитие и промышленную реализацию технологии пленок, используемых при изготовлении МДП ИС и БИС, внес начальник лаборатории д.т.н.

Белевский В.П.

Существенный вклад в реализацию изделий на основе КНС технологии и n-канальной технологии внесли технологи отдела 230 т.т. Ляшенко А.Ф., Товмач Е.С. Пелепец, П.И.

Тивоненко В.Г., Сахно А.И., Мацкевич В.М., Суржин В.Н., Гапич Я., отдела 20 – т.т.

Айвазов А.Я.. Немой А.М., отдела 210 – т.т. Березкин В.В.,Ткаченко А.С., Максименко П.С.

и Дзян А.С.

Важную роль в работах по повышению степени интеграции и функциональной сложности изделий сыграли разработки НИО-2 во главе с начальником НИО Рецем В.К.

Достойный вклад на разных этапах работ внесли такие товарищи как Карпенко Э.С., Рець В.К.. Ковалев Л.Г., Линник В.С., Харитонов С.И., Похалюк Л.Ф., Рудяк Т., Сказочкин Е.В., Пивоваров С.В., Щербина В.А., Дроздович Ю.В., Золотухин Б.А. и др.

Проектирование СБИС было бы невозможно без применения принципов машинного проектирования, без тесного сотрудничества с коллективом НИО-8, руководимого тов.

Бобовским В.В. Началом машинного проектирования в нашем объединении можно считать создание программ ПИ-КОД и ЭНКА. В настоящее время сотрудниками НИО- созданы более совершенные программы, обеспечивающие повышение производительности и точности расчетов.

Хочется отметить следующих сотрудников НИО-8, оказывающих большую помощь в работе отдела. Это Саватьев В.А., Тимченко А.П., Черный В.Г., Дунаев А.А.,Чернецкий.., Василенко А.П., Кривцов В.В., Дылевой С.Т., Трофимов В.Л., Кузько А., Лопаненко И.В., Примачук М.А., Табарный В.Г., Молчанов А.А., Волкогон и др.

Современный уровень развития микроэлектроники требует совершенствования контрольно-измерительной аппаратуры и испытательного оборудования. В этой части большой вклад внесли коллективы НИО-6, возглавляемого т. Гориным В.В.. В тесном контакте с нашим отделом работают и заслуживают слова благодарности тов.

Агафонов В.., Лившиц Л.Н., Скнарин, Скрипка Н.А., Кирилычев И., Иваненко А.П., Роль Ю.В., Мережаный Г.М., Блажевский В.А., Коба В., Мацкевич Г.Г., Кузьминский А.А., Стрельченко В.В., Лейдельман. Я.., Курочка Р.С., Бойко В.П., Можаева В., Явецкий А.А., Исаков И., а также работники цеха №4 тов. Тихенко А.И., Панченко В., Хоменко А.Ф., Шарапко А.

Большую и своевременную помощь, особенно при сдаче ОКР и освоении изделий, оказывает нам коллектив отдела испытаний, возглавляемого тов. Ляшенко В.И. Здесь хотелось бы сказать добрые слова в адрес Лазарука Б., Бориса И., Бандуры, Курочки, и др.

Творческое сотрудничество с коллективом НИО-9 способствовало повышению качества разрабатываемых изделий и улучшению их технических характеристик. Это особенно проявилось на примере разработки и освоения изделия К573РФ5.

Этим коллективом были решены новые для нас задачи исследования оптических свойств полупроводниковых кристаллов для обеспечения необходимых характеристик приборов. В решение этих задач внесли вклад Герасименко С.В., Вдовенков А.А., Чугаев В.Н., Шеремет, Денисюк, Мень и др.

Коллектив лаборатории, возглавляемой т. Клименко А.С. (отд.920), начиная с первых разработок МДП ИС, проводит целенаправленную работу по тепловым расчетам изделий, а также по анализу дефектности структур на различных этапах разработки и производства с использованием современных физико-химических методов. Особенно здесь хотелось бы поблагодарить т.т. Коваля Ю., Климовских В., Мазалецкого Ю.Д.

Со стороны отдела надежности во главе с т. Демениным С.Н. оказывалась постоянная помощь по теоретическим расчетам надежности. Разработке программ испытаний, методов электротермической тренировки, ускоренных испытаний МДП ИС и БИС.

Много работ проводит наш отдел с отделом 290 (начальник отдела Ю.Г.Кононенко). Это работы по перспективному направлению ПЗУ с финишным программированием, совершенствовании технологических маршрутов изготовления БИС, ионному легированию, ведению технологических работ по НИР «Комета-10» и др. Хочу отметить таких работников отдела как Федулов, Каренгин, Лазарев Д.П., Фролов О.С., Розанова, Невинный, Базанова.

На всех этапах разработки и внедрения мы ощущаем активную помощь отдела, руководимого т. Дуболазовым В.А., и благодарны т.т. Солдатенко Р.Г. Зелинской Л., Трофимовой С., Томашпольскому и др.

На современном этапе развития микроэлектроники большое влияние на успешное выполнение разработок оказывает научно-техническая информация и патентные исследования.

Оперативная информация о научно-технических достижениях в области разработки интегральных схем, технологии их изготовления, методов исследования элементной базы, КИА и технологического оборудования в СССР и за рубежом позволяет правильно определить тенденции развития микроэлектроники в нашей области, сферу применения разрабатываемых изделий, определить требования технологии и метрологическому обеспечению разработок.

Своевременное и качественное проведение патентных исследований и помощь в составлении и оформлении заявок на изобретения помогает нам создать изделия, соответствующие лучшим зарубежным образцам.

Отдел научно-технической информации оказывает нам большую помощь в публикации наших исследований, обсуждении результатов нашей работы на научных конференциях, семинарах и симпозиумах.

Мы с благодарностью отмечаем работу в этой области тов. Саватьеву Л.А..

Шкеля М.С., Боброву Л.А., Милевскую Н.П., Шкурат Е.М., Томашевскую Р.Л., Москаленко Н.П., Прохоренко С.А, Ставко Н.С., Панкратову З.В., Краснову Т.С., Делендик Г., сотрудников патентной лаборатории тов. Назаренко В.В., Коптенко Г.П., Веременко Г.Е., Бедареву Л.В. др.

Наши достижения были бы невозможны без тесного сотрудничества с отделами 150, 260, 180, 169, 30, 60, 520, ОГТ, ОГК, ППО НИИ и объединения, ОТЗ, ОК, ОТО, ПДО, ОГМ, ОГЭ, ОТД и многими другими.

В успешную деятельность коллектива отдела 280 вносят весомый вклад цеха №№ 1,2,4,8,9.

На разных этапах значительную помощь в освоении изделий и организации серийного производства оказывали т.т. Кизема И.Г. Медведев Ю.П., Барковский В.М., Добролеж С.А., Кострюков А.С.. Перуцкий А.П., Лямпарский А.Ф.. Кириченко Н.Е., Ганжа В.И., Дьяченко Б.Н., Дмитерчук В.П., Индутный В.З, Бабий В.В, Александров Б.Ф., Зозуля П.И., Воропаев В.М. и другие.

На всех этапах разработки и выпуска изделий в интересах Генерального заказчика большую методическую и практическую помощь отделу оказывали представители ВП №4153 во главе с Чуяновым М.М. Мы также благодарны т.т. Иванову В.С. и Ляху В.Я за взаимопонимание и помощь при решении вопросов по тематике отдела.

Эффективной работе коллектива отдела способствует активная работа партийной, профсоюзной и комсомольской организаций, постоянный интерес к работе отдела и помощь со стороны администрации НИИ и объединения, парткома, профкома и общественных организаций.

Важность выполняемых коллективом отдела 280 работ и то обстоятельство, что сегодня интегральные схемы, разработанные отделом, можно встретить во многих устройствах народно-хозяйственного и оборонного назначения, наполняет труд коллектива особым содержанием, укрепляет традиции и придает новые силы.

В настоящее время наш коллектив в расцвете творческих и духовных сил, по здоровому отмобилизован, сплочён.

И нет сомнения в том, что коллектив отдела 280 в тесном сотрудничестве с коллективами отделов и служб НИИ и объединения при активной поддержке администрации и общественных организаций встретит свой следующий юбилей новыми трудовыми успехами, внесет достойный вклад в укрепление экономической и оборонной мощи нашей отчизны.

В заключение я хотел бы поблагодарить всех сотрудников отдела 280, на которых я всегда опираюсь и от которых получаю поддержку и взаимопонимание, всех, кто работал в нашем коллективе, наших коллег из НИИ и объединения, всех, кто присутствует в этом зале за самоотверженный труд по разработке интегральных схем, пожелать им крепкого здоровья, дальнейших творческих успехов в создании новых изделий электронной техники.

ВП.Сидоренко 27.06.84 г.

С уходом с политической карты мира крупнейшего государства – СССР электронная промышленность, её НИИ и заводы оказались в труднейшем положении. Резко сократилась потребность в электронной компонентной базе специального назначения. Параллельно снизился объём финансирования разработок.

Многие электронные предприятия постепенно деградировали и развалились.

Это, к сожалению, не обошло и наш институт. Многие талантливые и квалифицированные специалисты начали искать себя в коммерческих структурах, банках, за рубежом, совместных предприятиях.

Финансирование разработок практически обнулилось. Пришлось искать нетрадиционные для НИИ работы и их финансирование.

О сегодняшнем дне отдела частично написано в этой книге.

2.4 По стопам фирмы «Интел»

Заика А.И., Петин Ю.А., Темченко В.А.

«Знание - столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника».

Фома Аквинский Первым большим проектом в области вычислительной техники для КНИИМП была разработка бортового вычислительного комплекса «Маневр ВК». Главным конструктором разработки был Аркадий Арсентьевич Мартынюк – начальник отдела 150. В состав отдела входили лаборатории А.И.Заики, А.В.Кобылинского, Л.П.Пасекова и технологическая лаборатория А.В.Клименко.

Перед отделом была поставлена задача: разработать бортовую 16-разрядную вычислительную машину для перспективных военных самолетов на базе гибридных многокристальных интегральных схем. Заказчик разработки - Всесоюзный НИИ радиоэлектронной аппаратуры (ВНИИРА).

Архитектурные, структурные и схемотехнические решения ЭВМ разрабатывались в лаборатории А.В.Кобылинского. Руководили группами разработчиков в этой лаборатории Н.Г.Сабадаш (арифметические устройства) – закончил аспирантуру в Институте кибернетики, П.Г.Таран (запоминающие устройства), В.Г.Васильев (устройства управления), К.П.Цуркан.

Из-за технологических проблем в изготовлении керамических многокристальных плат, техническая реализация проекта была пересмотрена. Чтобы вписаться в габариты, заданные заказчиком, было принято решение использовать уже полученные к 1970 году достижения отечественной микроэлектроники и микроминиатюризации. В качестве элементной базы микросхемы применить, разработанные по биполярной технологии (ИС «Логика-2» - серия 133), для постоянного запоминающего устройства - миниатюрные прямоугольные сердечники, а ОЗУ разрабатывать на основе магнитного оперативного ЗУ «КУБ-2»

(созданного в ленинградском КБ-2 Г.Ф.Староса). Отработка макета вычислителя проводилась во ВНИИРА с участием группы наших специалистов Н.В.Добровольского (руководитель группы), Е.Плотникова, В.А.Темченко.

В 1973 году рабочие образцы бортового вычислителя весом 6-7 кг были изготовлены и поставлены заказчику для отработки программ управления полетом летательного аппарата, проведения полетных испытаний.

В 1974 году стало ясно, что первая аппаратная разработка киевского НИИМП будет успешно завершена, и возможны дальнейшие работы по этому направлению на базе ИС среднего уровня интеграции и больших интегральных схем, которые появились в это время в нашем институте – параллельных регистрах, сумматорах, ИС ПЗУ и блоках ОЗУ.

Еще в конце 1960 – начале 1970-х годов разработчики бортового вычислительного комплекса «Маневр ВК» присматривались к возможностям использования МОП-ИС в разработках бортовой аппаратуры. Именно, в рамках ОКР «Маневр ВК» были разработаны первые МОП ИС аналоговых коммутаторов.

Опыт работы, приобретенный специалистами при разработке бортовой ЭВМ, и успехи НИИ в создании МОП - БИС, перспективы, которые открывали для вычислительной техники первые БИС микропроцессоров фирмы «Интел», привели НИИ к разработкам БИС - микропроцессоров.

Учитывая, что МЭП ориентировался на воспроизведение аналогов ЭВМ фирм IBM и DEC, в министерстве было принято решение о воспроизведении аналогов микропроцессоров фирмы «Интел». Выбор этих аналогов был сделан по предложению КНИИМП и ВНИИЭМ с учетом интереса к этим микропроцессорам разработчиков средств вычислительной техники в СССР и успехов в этой области американских фирм.

Комментарий А.И.Заики, одного из ведущих разработчиков микропроцессоров в КНИИМП, заместителя начальника отдела 150 :« Разработка собственных микропроцессоров - это был тупиковый вариант, аналогичный варианту Запорожского автозавода в истории создания «горбатого "Запорожца" и "Таврии". Да и мощных коллективов специалистов, обладавших фундаментальными знаниями вычислительной техники в сочетании со схемотехникой и технологией БИС в МЭП'е, в т.ч. в КНИИМП – не было».

Нужно отметить роль ВНИИЭМ в появлении и применении в СССР микропроцессоров серии 8080, а затем 8086 фирмы Интел. Во ВНИИЭМ, в частности благодаря усилиям В. М. Долкарта, занимавшего в то время должность заместителя директора и отвечавшего за разработку вычислительной техники, поняли, что новая линия микро-ЭВМ на базе микропроцессоров фирмы Интел, более перспективна, чем мини-ЭВМ. Институт закупил образцы микропроцессоров Intel и микросхем обрамления, систему разработки Intellec-800 и передал КНИИМП образцы кристаллов 8080.

Справка. «ВНИИЭМ – Всесоюзный НИИ электромеханики -это первый в стране завод институт, в котором одновременно были развернуты научные, проектно конструкторские подразделения и производство. С первых лет космической эры,, ВНИИЭМ, как головная организация, активно участвовал в разработке электротехнического оборудования ракет-носителей, в частности Р-7, с помощью которой был выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли, а затем и первый пилотируемый космический корабль «Восток».Благодаря успеху этого проекта на ВНИИЭМ было возложено создание первых метеорологических спутников. Успешная реализация этих космических проектов и определила место предприятия в космической отрасли. Теперь ВНИИ ЭМ - ОАО «Корпорация ВНИ ЭМ» - ОАО «Научно производственная корпорация «Космические системы мониторинга, информационно управляющие и электромеханические комплексы имени А.Г.Илсифьяна»).

Почему в воспроизведении аналогов была выбрана линия фирмы «Интел»?

История микропроцессоров началась в 1971 году. В конце 1971 года состоялась официальная презентация вычислительного микроустройства Intel 4004, которое выполняло роль центрального процессора - ядра в наборе из четырех микросхем для калькулятора. В то время, когда Интел создала свой первый микропроцессор, основной ее продукцией были транзисторы и кристаллы динамической оперативной и постоянной памяти. Однако уже в начале 1980-х годов конкурировать ей на рынке этих изделий с японскими фирмами было сложно. И тогда по инициативе одного из основателей фирмы и ее руководителя Э.Гроува «Интел» переориентировалась на микропроцессоры, хотя микропроцессоры 4004, 8008 и даже 8080 еще не были для нее основной статьей прибыли.

Ниже в таблице приведены достижения корпорации «Интел» в создании микропроцессоров и развитии их архитектуры Микропроцессоры корпорации «Интел»

Технологический уровень:

Этапы Годы Линия Микропроцессоры мин. размер элемента, развития количество элементов в кристалле до x86 10;

3 мкм, Исторические 1971- 4004, 4040, 8008, 1976 8080, 8085 3000 - 3;

1,5 мкм, 1978- x86 (16-бит) 8086,8088, 80186, 1982 80188, 80286 29000 - 1;

0,35 мкм, 1985- x86-32/IA-32 80386,80486, Pentium, 275000 – 7,5 млн.

2000 (32-бит) Pentium Pro, Pentium II 0,25;

0,065 мкм, 1999- Pentium III, Pentium 28,1 – 77 млн.

2000 4, Pentium M, Celeron M x86-64/EM64T Pentium4 некоторые), 0,09;

0,065 мкм, 2000 42 - 230 млн.

2005 (64-бит) Pentium D, Pentium Extreme Edition, CeleronD (некоторые) 2001 IA-64 (64-бит) Itanium Другие 1981- iAPX 432, 2000 RISC: (i860, i960, StrongARM XScale) Современные 2004- Celeron, 0,065;

0,045;

0, мкм, 2009 Pentium Dual 100 – 800 млн.

Core, Core (Solo, Duo, Quad), Atom, Xeon, Itanium 2, Core i5, Core i 0,032 мкм Будущие Core i3, Core i Микро- P5,P6, архитектуры NetBurst, Core, Nehalem В середине 70-х годов определились её лидирующие позиции в этой области микроэлектроники. На базе микропроцессора Интел 8080, с которого КНИИМП начал воспроизведение аналогов этого класса БИС, фирмой MITS был выпущен первый в мире миникомпьютерный комплект, который мог соперничать с промышленными образцами (персональный компьютер) Altair-8800. Он пользовался невероятно большой по тем временам популярностью.

Помимо самого микропроцессора фирма Интел создала целый ряд дополнительных микросхем, облегчающих его применение и упрощающих использование внешних устройств. Наиболее распространёнными из этих микросхем были: 8216 - контроллер шины;

8224 - генератор синхронизации (КР580ГФ24);

8228/8238 - системные контроллеры, декодировавшие сигналы состояния микропроцессора в сигналы управления шиной (КР580ВК28);

8231 арифметический сопроцессор;

8232 - процессор чисел с плавающей запятой (32 и разряда);

8251 - микросхема последовательного интерфейса (КР580ИК51);

8256 микросхема многофункционального периферийного адаптера: PCI, TIMER, PPA;

8253 - 3-канальный таймер/счётчик (КР580ВИ53);

8255 - микросхема трёхканального параллельного интерфейса (КР580ВВ55);

8271- контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД);

8275 - контроллер монитора;

8257- контроллер организации прямого доступа в память (DMA-контроллер) (КР580ВТ57);

8259 программируемый контроллер прерываний (КР580ВН59);

8275 –интерфейс видеоконтроллера (КР580ВГ75);

8355 - микросхема интерфейса с периферией (с Кбайт ПЗУ).

Работы по анализу микропроцессора 8080 фирмы Интел (схемотехника, архитектура) начались в лаборатории А.В.Кобылинского отдела 150 в начале года (он же стал начальником отдела после преждевременного ухода из жизни А.А.Мартынюка). А в конце года были получены первые образцы аналога 8080.

Таким образом, прошло менее года от анализа топологии интеловского образца до реализации 8-разрядного микропроцессора в КНИИМП.

В СССР был также воспроизведен и микропроцессор 8085. Он выпускался Новосибирским полупроводниковым заводом и назывался ИМ1821ВМ85А и ИКР1821ВМ85А. Этот процессор появился уже после 1810ВМ86 - полного аналога 16 разрядного процессора 8086.

Во второй половине 1970-х и в начале 1980-х годов на рынке уже присутствовало множество 8-разрядных архитектур, наиболее значимыми из которых были Интел 8080 и Моторола 6800. Микропроцессор 8080 и практически все БИС этого микрокомпьютерного комплекта фирмы Интел были воспроизведены в СССР КНИИМП в серии К580 (Они указаны в скобках в выше приведенном составе комплекта фирмы Интел).

Свои клоны (аналоги) популярных процессоров создавали и целый ряд других фирм. Копии i8080 производили Mitsubishi, National Semiconductor, NEC, Siemens, AMD и некоторые другие. Фирма Zilog вышла на рынок с процессором Z полностью совместимого на уровне машинного кода, но отличавшегося аппаратным интерфейсом. Этот процессор воспроизводили в ГДР.

Таким образом, в конце 1970-х годов рынок 8-разрядных микропроцессоров был переполнен.

В 1978 году «Интел» выпускает первый 16-битный процессор. Именно выпуск 16-разрядного процессора 8086 и дальнейшее развитие этой линии подтвердило гениальность стратегического хода Э.Гроува.

Процессор имел набор команд, который применяется и в современных процессорах. Именно от этого процессора берёт своё начало известная на сегодня архитектура x86. Далее эта линия дополняется процессорами 8087, 8088, 8089. Все эти процессоры и БИС компьютерного комплекта были воспроизведены КНИИМП в серии К1810.

В конце 1985 года фирма «Интел» выпускает 32 разрядный микропроцессор и позднее ряд его модификаций, отличавшихся между собой i производительностью, потребляемой мощностью, корпусами и прочими характеристиками: 386DX, 386SX, 386SL, 386EX. Они использовались на борту различных орбитальных спутников и микроспутников и в проекте NASA- Flight Linux.

Это было третье поколение линии х86. Процессор i386 был первым 32 разрядным процессором для IBM PC-совместимых персональных компьютеров (ПК). Применялся, преимущественно, в настольных персональных компьютерах и портативных ПК (ноутбуки и лэптопы). На основе микропроцессоров 80386 фирмой IBM были созданы персональные компьютеры IBM AT 386 (семейство PC) и IBM PS/2-80 (семейство PS/2). В первом применялась ОС PC-DOS, а во втором - OS/2.

Корпорация Интел более тридцати лет и до настоящего времени остается лидером в области микропроцессорной техники.

Более того, создание в начале 1990-х годов фирмы Intel's Systems Group и начало производства материнских плат персональных компьютеров, которые уже содержали процессор и память, а затем и полностью системных блоков персональных компьютеров, еще больше усилили конкурентные позиции корпорации Интел.

Чтобы представить масштабность научно-технических задач, которые приходиться решать при разработке микропроцессорной техники, обратите внимание на ежегодные затраты фирмы на НИОКР.

Ежегодные затраты корпорации Интел на исследования и разработки (млн. долл.) Годы Затраты Годы Затраты 1988 318 1994 1989 365 1995 1990 517 1996 1991 618 1997 1992 780 1998 1993 Исследования в корпорации Интел были направлены на повышение разрядности процессоров (от 4 до 64 бит), развитие технологии и соответственно минимизации размеров элементов в СБИС (от 10 мкм до 0,032 мкм.), создание новых архитектур, расширение сфер применения.

О прочности позиций корпорации свидетельствует динамика оборотов за период 1988-1998 годы, представленная ниже в таблице „Динамика оборотов корпорации Интел в 1988-2009 годы”.

Динамика оборотов корпорации Интел в 1988-2009 годы (млн.долл.) Год Год Оборот Оборот 1988 2875 1996 1989 3126 1997 1990 3921 1998 1991 4779 2002 1992 5844 2006 1993 8722 2007 1994 11521 2008 1995 16202 2009 Некоторое снижение оборотов в 2008-2009 годы было обусловлено, вероятно, общим мировым экономическим кризисом.

Мы остановились столь подробно на научно-технической и маркетинговой политике фирмы Интел, ее достижениях, чтобы понять, что задача, которую решал КНИИМП по воспроизведению ее аналогов была сугубо локальной во времени и по целям.

О том, как зарождалось микропроцессорная техника на фирме Интел можно прочитать в воспоминаниях сотрудников корпорации Интел Э.Волка, П.Штоля, П.Метровича «Как разрабатывались микросхемы Интел», отрывок из которых дан в этой книге.

После того, как КНИИМП было поручено воспроизведение аналогов микропроцессоров «Интел», институт стал соисполнителем комплексно-целевой программы «Микропроцессор» - одной из важнейших программ МЭП. Главный конструктор направления в институте - А.В.Кобылинский.

Эта программа была ориентирована на наиболее важные для текущего момента направления: бортовые ЭВМ для авиации, ракетостроение, кораблестроение, управление станками и технологическим оборудованием. Для важнейших оборонных систем разрабатывались БИС по идеологии «Эльбрус».

Фирма «Интел» на создание клонов ее микропроцессоров в СССР никак не реагировала. Было очевидно, что Советский Союз не собирался выходить с ними на западные рынки и не мог быть для Интел конкурентом: она уже ушла далеко вперед.

При этом в фирме, вероятно, понимали, что разработка и производство советских аналогов её микропроцессорных систем и их применение в аппаратуре создаёт хорошие предпосылки для будущего расширения рынка своих изделий.

В соответствии с принятым решением идти по стопам фирмы «Интел», коллектив, руководимый главным конструктором направления А.В.Кобылинским, свои работы начал с 8 – разрядного микропроцессора 8080 и периферийных БИС для него.

Выбор микропроцессора 8080, а затем и продуманное продолжение этой линии, с точки зрения быстрейшего удовлетворения советских потребителей в новой вычислительной технике был правильным. Такие изделия в СССР фирмами не поставлялись практически до конца 1980 - х годов.

Сделав первый шаг по пути «Интел», МЭП и КННИМП были обречены на создание и других аналогов ряда микропроцессоров этой линии. Это предусматривало на втором этапе создание серии 16 - разрядных процессоров 8086, 8087, 8088, 8089 (серий К1810 и 1810), и далее, пропуская микропроцессоры ряда 186, 286 и iAPX 432, перейти к 32-разрядному микропроцессору i386. Стоял вопрос и о воспроизведении iAPX 432, широко разрекламированного фирмой 32 разрядного процессора.

Перед КНИИМП стояла задача максимально сократить сроки в освоении в серийном производстве наиболее важных аналогов. Мудрость главного конструктора направления и его коллектива была в том, что они не пошли по пути создания всех типов микропроцессоров, и сумели выстроить свой оптимальный ряд БИС.

Это был не просто слепое копирование кристаллов. При воспроизводстве сопроцессора 8087, как наиболее сложного из серии 16-разрядных, разработчиками (А.И.Заика, В.М.Калатинец, В.А.Темченко и др.) был введен ряд улучшений в принципиальную схему, на которые было получено пять авторских свидетельств на изобретения.

Нужно было понимать идеологию фирмы Интел в построении архитектуры микропроцессоров и суть применяемых схемотехнических решений, адаптировать программное обеспечение к советскому потребителю, а также закладывать проектные нормы в топологию кристалла, адекватные уровню отечественной n канальной технологии, освоенной на заводе «Квазар», отработать методы контроля функционирования БИС и их испытаний, разработать инструкции по измерению контрольных параметров БИС.

О том, как проводилось проектирование топологии микропроцессорных БИС по интеловским кристаллам подробно описано в очерке В.А.Саватьева. Параллельно с разработкой топологии в отделе А.В.Кобылинского под руководством начальников лабораторий И.П.Обуховского (БИС центральных процессоров), А.И.Заики (БИС сопроцессоров), Г.П. Липовецкого (периферийные БИС) проводился анализ архитектурных, схемотехнических решений, назначения отдельных блоков в интеловских кристаллах. Одним из ведущих специалистов - заместителем главного конструктора и знатоком архитектуры микропроцессоров линии х80-86 был В.А.Темченко. Работы по адаптации программного обеспечения к советскому потребителю велись в лаборатории Н.Г.Сабадаша. Программное обеспечение для тестирования БИС на АИС разрабатывалось под руководством А.А.Кузьминского.

Технологическое проектирование и сопровождение разработок по микропроцессорному направлению выполняла лаборатория А.И.Москалевского отдела технологии МОП БИС Ю.П.Троценко.

Хотя воспроизведение аналогов 8-16 разрядных процессоров по идеологии фирмы Интел обрекало КНИИМП на трех - пятилетнее отставание от нее, тем не менее нужно признать, что свою локальную задачу в развитии микропроцессорной техники в СССР на основе лучших мировых достижений в этой области середины 1970 – 1980-х годов КНИИМП успешно решил.

Уже в начале 1980-х годов в СССР выпускались два 8 разрядных микропроцессорных комплекта: для общепромышленного применения – К580, КР580 (в пластмассовом корпусе), и для применения в военной аппаратуре – 580.

Комплекты БИС по функциональному назначению и техническим характеристикам соответствовали аналогичным БИС фирмы Интел. А позже и 16 - разрядные процессоры (серии К1810, 1810) были разработаны и освоены в серийном производстве в двух вариантах: общепромышленного применения и для применения в военной аппаратуре. Они выпускались по отечественной n-канальной технологии и на отечественном оборудовании на заводах «Квазар» (г. Киев), «Позитрон» (г.

Ивано-Франковск), «Электроприбор» (г. Фрязино, Московской области).

Создание и производство 16 разрядного микропроцессорного комплекта, безусловно, было серьезным шагом в развитии микропроцессорной техники в СССР.

МПК К1810 применялся в различных типах вычислительных средств, включая одноплатные управляющие микро - ЭВМ и микроконтроллеры, универсальные микро ЭВМ, персональные ЭВМ и высокопроизводительные микропроцессорные системы, например, ПЭВМ ЕС1840, 1842, «Нейрон И9.66», «Искра 1030.11», «АГАТ-П». Серия 1810 применялась в военной аппаратуре. На основе этой серии выпускался персональный компьютер Robotron EC 1834 производства фабрики «VEB Robotron» (ГДР).

Наличие большого числа схем различной степени интеграции в МПК серии К1810, таких же, как в МПК фирмы Интел, упрощало проектирование микропроцессорных систем и делало их компактными и экономичными.

Существенное значение имела совместимость МПК серии К1810 и БИС серии К580.

Несколько слов о значении создания микропроцессора К1810ВМ88 - аналога микропроцессора 8088.

Появление этого процессора было обусловлено тем, что микропроцессор был полностью 16-разрядным, и для его работы требовался новый набор 16 разрядных микросхем поддержки (например, микросхемы памяти), которые тогда ещё стоили слишком дорого. Поэтому многие производители отказывались использовать i8086 в новых системах и продолжали применять 8-разрядные микропроцессоры i8080/i8085.

Процессор 8088 это тоже - 16-битный микропроцессор. В его основе был микропроцессоре 8086, но он имел 8-битную шину данных. Процессор был, своего рода, переходным звеном между 16- и 8-битными микропроцессорами, и предназначался для перевода аппаратных конфигураций на базе микропроцессоров 8080/8085 на программную среду микропроцессора 8086 с целью повышения производительности этих 8-битных систем. Именно пара 8086/8088 была взята IBM в качестве основы для персонального компьютера.

Процессор широко использовался в оригинальных компьютерах IBM PC. Этот процессор явился базой для разработки семейства малых компьютеров. Он подготовил почву для быстрого создания совместимых настольных компьютеров.

В таблице «Технологические нормы для проектирования БИС 8 и разрядных микропроцессоров серий К580 и К1810» показан уровень технологии производства микропроцессорных БИС - аналогов фирмы Интел в СССР.

Здесь уместно упомянуть о том, что более быстродействующие 8 и 16 разрядные микропроцессоры серий К580 и К1810 были реализованы с применением метода масштабирования кристалла.

Заявления Пентагона о том, что Советский Союз приобрел, по крайней мере, достаточно технологического опыта, чтобы изготавливать микропроцессоры типа 8080 относилось к достижениям КНИИМП и завода «Квазар», хотя в США считали, что эти микропроцессоры созданы в «кремниевой долине» г. Зеленограда.

Технологические нормы для проектирования БИС 8 и 16 разрядных микропроцессоров серий К580 и К Параметр К580 К580 БИС К1810 К1810 К1810 К ИК80 ИК80А интерфейса ВМ86 ВМ87 ВМ88 ВМ Тактовая 2,0 3,0 2,0 5-8 5-8 5-8 5- частота, МГц Технология NMOS NMOS NMOS HMOS HMOS HMOS HMOS Количество 5000 5000 1500-4000 30000 65000 транзисторов Топологическая 8,0 7,2 8,0 5,0 4,0 5,0 4, длина канала, мкм Минимальный 4,0 3,6 4,0 2,0 2,0 2,0 2, размер элемента, мкм Толщина 1200 1000 1000-1200 700 700 700 подзатворного окисла, А Глубина 1,5 1,4 1,35 0,5 0,5 0,5 0, перехода, p-n мкм По микропроцессорной тематике в КНИИМП были разработаны и выпускались серийно и некоторые однокристальные микро ЭВМ (например, аналоги 8048, 8051/31). Руководил этими разработками Г.П.Липовецкий.

С освоением в КНИИМП К-МОП технологии был реализован и К-МОП вариант 16 разрядного микропроцессора. Эта разработка была выполнена в отделе №450 под руководством начальник отдела В.И.Золотаревского. Отдел был создан для этих целей на основе лаборатории, входившей в состав отдела В.П.Сидоренко.

Разработка была выполнена в основном молодыми специалистами под руководством начальников лабораторий В.И.Седова и Е.В.Уткина.

О наших достижениях в микропроцессорной технике газета «Интернейшнл Геральд трибюн, 7 ноября 1980 года (UNE, Friday, November 7, 1980, page 9) в статье «Русские сделали большой прогресс области создания компьютеров» писала следующее (приводим текст с некоторыми сокращениями):

«Обнаружены весьма убедительные свидетельства того, что русские сделали большой шаг вперед в области полупроводниковой и компьютерной технологии, и теперь отстают от США в области разработки и создания микропроцессоров не более, чем на три года, в то время, как годами существовала уверенность, что разрыв составляет не менее 10 лет.

«Контрол Дейта корпоррейшн» через свои венгерские контакты сумела получить советский микропроцессор - основной элемент, используемый для создания компьютеров и периферийных устройств, и, таким образом приобрела редкую возможность оценить истинное состояние советской микроэлектроники.

Убеждение в том, что СССР отстает от США в этой области только на три года, основано на результатах испытания микропроцессора с номером К580ИК80, 77, проведенного специалистами «Контрол Дейта корпоррейшн».

Эти результаты вновь заставили задуматься о разумности наложения ограничений на экспорт больших компьютеров в страны восточного блока. Более того, информированные источники заявляют, что объем производства компьютеров в СССР в прошлом году составил около 6 млрд. долл., т.е. примерно столько же, сколько в США, если не считать ИБМ.

В докладе для внутреннего пользования, подготовленном Лабораторией исследования отказов «Контрол Дейта», которая проводила исследования советского «чипа», указывается, что технология, используемая при создании К580ИК80, 77, сравнима с той, которую наши производители использовали в 1977 году.

Советское устройство является копией микропроцессора, выпущенного фирмой «Интел корпорейшн» - ведущего производителя «одночиповых»

компьютеров. И, подобно, интеловскому «чипу» 8080, он представляет собой полный восьмибитовый процессор, предназначенный для использования в компьютерах общего применения. Основываясь на результатах исследования логической структуры «чипа», в докладе утверждается, что русские обладают полным пониманием всей внутренней архитектуры, т.е. специфических логических операций и их взаимодействия, в соответствии с технологией «Интел».

В выводах доклада говорилось: «Нет никакого сомнения, что советская полупроводниковая технология в состоянии обеспечить их аналогом практически любого из находящегося в массовом производстве в США изделия». По мнению экспертов, этот «чип» был, видимо, изготовлен в Зеленограде - городе в 90 милях на северо-востоке от Москвы, который иногда называют «силиконовой долиной Советского Союза.

Работники «Контрол Дейта» уверены, что русский «чип» является настоящим промышленным изделием, а не лабораторным образцом… Различия, как впрочем, и сходства, между русским микропроцессором и его интеловским аналогом также заинтриговали исследователей.

С одной стороны, русский «чип» и его внутренние межсоединения имеют большие размеры, чем «чип» Интела, что весьма уверенно указывает на то, что русские не просто скопировали интеловское изделие, а скорее использовали его как модель для разработки собственных фотошаблонов.

Другое различие заключается в корпусировании, и различие коренное. В данном случае русские использовали более прочный и надежный керамический корпус для своего изделия, что является свидетельством более суровых условий, в которых этому микропроцессору приходиться работать».

За разработку и применение микропроцессорной техники Президиум АН УССР в 1983 г. присудил А.В. Кобылинскому премию им. С.А. Лебедева. За успехи, достигнутые в выполнении заданий одиннадцатой пятилетки, А.В. Кобылинский был награжден Орденом Трудового Красного знамени.

В начале 1980-х годов пришло время 32-разрядных микропроцессоров.

В 1981 году фирма "Интел" объявила о создании новой 32 – разрядной микропроцессорной системы iAPX-432. Все три компоненты - архитектура, операционная система и используемый язык были новыми;

ни один из них не являлся продолжением предыдущих разработок.

Фирма заверяла, что, начиная с 1971 г. она ответственна за все важнейшие технологические достижения в развитии микроэлектроники. Утверждалось, что последним наиболее важным вкладом в этой области станет новая система iAPX 432. Дословно в объявлении говорилось: "1981 г.: задавшись целью максимально сократить расходы на программное обеспечение, фирма "Интел" отказалась от традиционной архитектуры вычислительных машин и предложила "расширяемую" микропроцессорную систему, специально оптимизированную для обработки информации".

Это заявление, безусловно, привлекло внимание специалистов в СССР. И в МЭП встал вопрос о том, как продолжать дальше воспроизведение аналогов фирмы Интел. Даже была создана специальная комиссия Государственного комитета по науке и технике для рассмотрения этого вопроса.

Ведь iAPX 432 был объявлен, как главный проект фирмы «Интел» на 1980-е годы.

Несмотря на широкую рекламу возможностей новой микропроцессорной системы, сообщений о начале производства не было. В то же время появился уже микропроцессор 80286, выполненный по 1,5 мкм технологии, в 3-6-раз превышавший производительность 8086. Ожидался новый шаг Интел в развитии этой линии. Ожидания оправдались: в октябре 1985 году был создан 32-разрядный МП i386, содержащий уже 275 тысяч транзисторов и обеспечивающий 5 миллионов операций в секунду.

Главный конструктор направления А.В.Кобылинский проявил настойчивость в убеждении руководства МЭП в продолжении линии х86. Руководство НИИ предлагало не отвлекать силы института на новый проект фирмы Интел.

О том, как формировалась позиция КНИИМП по воспроизведению микропроцессоров, которые начала создавать фирма «Интел» после выпуска первых 16-разрядных микропроцессоров, вспоминают А.И.Заика и В.А.Темченко:

«Практически одновременно с этими микропроцессорами фирма Интел выпустила для встраиваемых применений 16-разрядный микропроцессор 80186/188.

Этот микропроцессор объединял на одном кристалле 16-разрядный микропроцессор 8086 с расширенной системой команд и ряд периферийных устройств - контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, последовательного интерфейса и другие.

Этот микропроцессор нами был также проанализирован и воспроизведен на схемотехническом, архитектурном и микропрограммном уровнях. И после этого было принято решение: для воспроизведения следующего 16-разрядного микропроцессора обсудить его архитектурные особенности и систему команд со специалистами Минского НИИ ЭВМ и главным конструктором новой модели ПЭВМ этого ряда ЕС1842 В.Я.Пыхтиным.

Справочно: При выборе архитектуры советских персональных компьютеров Министерство электронной промышленности настаивало на архитектуре PDP-11, в то время как Министерство радиопромышленности стояло за IBM PC. Окончательный выбор был сделан в пользу IBM PC. В 1984 году Минский НИИ ЭВМ постановлением СМ СССР был определен головной организацией Министерства радиопромышленности по разработке персональных компьютеров. Главным конструктором ряда ПЭВМ был назначен Пыхтин В.Я. В 1985 г. закончилась разработка первого советского персонального компьютера семейства ЕС ЭВМ – ЕС1840. Первые ПЭВМ создавались полностью на отечественных элементах и устройствах. Во всех ПЭВМ ряда ЕС184Х в качестве микропроцессора использовался 16-разрядный микропроцессор К1810ВМ86. ЕС ПЭВМ были совместимы с персональными компьютерами IBM PC.

Модель являлась развитием серии 16-разрядных ЕС ПЭВМ, обеспечивая по сравнению с ЕС-1841 достижение качественно более высокого уровня основных показателей назначения и существенно расширяя сферу эффективного использования ПЭВМ. Наиболее значительными новыми функциональными возможностями ЕС- было: эмуляция принципов работы МП 80286;

многозадачный режим использования на основе виртуальной памяти емкостью до 1 Гбайт;

многозадачный режим работы в сфере множества виртуальных MП типа К1810ВМ86;

аппаратная реализация основных функций обработки графических изображений (мультипликация, панорамирование, построение аксонометрии);

повышенное быстродействие и программная совместимость с ПЭВМ типа IBМ PC, IBM PC/XT, IBM PC/AT (на уровне ОС).

В результате проведенных работ и обсуждений был создан микропроцессор КР 1810ВМ86Д в 40 выводном корпусе. Процессор имел расширенную систему команд (ряд команд из микропроцессора 80186), возможности по прерыванию выполнения текущего потока команд, если в потоке команд встречно идут команды 80286. Следует отметить, что проблема корпусов для микропроцессоров оставалась одной из нерешенных задач практически до конца 80-х годов. Существовал практически только 40-выводный корпус типа ДИП, а микропроцессоры 80186, 80286 были уже в 68- выводном корпусе.

После выпуска фирмой Интел 16-разрядного микропроцессора появились настойчивые требования сверху воспроизвести этот микропроцессор. В это же время Интел выпустила и трехкристальный вариант первого 32-разрядного микропроцессора iAPX 432 для применения в аппаратуре военного назначения.

Военные требовали воспроизведения этого варианта 32-разрядного микропроцессора.

Особенно интенсивное давление на главного конструктора А.В.Кобылинского по воспроизведению микропроцессора 80286 началось после появления на рынке персональных компьютеров на его основе.

Чтобы определиться с дальнейшим направлением работ, А.В.Кобылинским был проведен ряд внутренних совещаний с зам.главного конструктора по архитектуре и схемотехнике Сабадашем, Заикой, Темченко и Тесленко. Было принято решение провести анализ архитектурных решений микропроцессора iAPX 432, архитектурных и схемотехнических решений микропроцессора 80286.

Анализ этих процессоров показал, что, несмотря на большую рекламную «шумиху», поднятую в печати, реально они представляли собой лишь переходные варианты к однокристальному 32-разрядному микропроцессору. Анализ поводился не только по доступным информационным материалам. Нами было проведено полное восстановление схемотехнических и архитектурных решений. Например, для МП 80286 были восстановлены микропрограммы. Используя микропроцессор КР1810ВМ86Д, белорусские специалисты по персональным компьютерам разработали ПЭВМ с аналогичными возможностями по системе команд и функциональным, что и ПЭВМ на микропроцессоре 80286.

Разработка микропроцессора КР1810ВМ86Д был на 30% отечественной, так как были переработаны микропрограммы, выполнение команд, архитектура, особенно базового кристалла 8086, а также унифицированы схемотехнические решения. За счет пропорционального масштабирования был уменьшен размер кристалла, что повысило процент выхода потенциально годных кристаллов, а также привело к увеличению тактовой частоты функционирования до 10 МГц».

Время показало, что отказ от создания аналогов микропроцессоров 80186 и 80286 был правильным. Также верная оценка была дана перспективам развития разрядных микропроцессоров. На технологии того времени проектировщики Интела не смогли реализовать iAPX-432 на одном кристалле (в систему в конце разработки уже входило три кристалла). Новая микропроцессорная система оказалась более медленной, чем предполагалось, и дорогой. Вместо этой системы в Интел пришло поколение 32- разрядных семейства процессоров 80386, 80486 и другие, выполненных по КМОП - технологии.

КНИИМП приступил к воспроизведению аналога 32 разрядного микропроцессора 80386.

Было очевидно, что на имеющейся технологической базе изготовить кристаллы по нормам, которые закладывались при проектировании, не удастся. Тем не менее, у разработчиков и руководства НИИ была надежда, что к тому времени, когда будут разработаны топология кристалла и изготовлены фотошаблоны, уже будет модернизирована технологическая база института, а вскоре вступит в строй современный модуль для производства кристаллов в ПО «Родон» (г. Ивано Франковск). Выполнение таких проектов предусматривалось Постановлением правительства СССР об ускоренном развитии электронной промышленности в 1988 2000 гг. с целью «уменьшения наметившегося» отставания от США и Японии, принятом в 1986 год.

В то время, когда перед КНИИМП была поставлена задача воспроизведения аналогов микропроцессоров фирмы Интел, вряд ли кто мог предвидеть, какими темпами будет развиваться микропроцессорная техника в ближайшие десять двадцать лет. Но уже в начале 1980-х годов, стало ясно, никто в СССР и в КНИИМП не должен строить иллюзий о конкурентоспособном развитии линий 8, 16, а тем более 32 разрядных микропроцессоров по идеологии Интел 8086 в нашей стране.

Хотя некоторые иллюзии о возможности воспроизведения аналогов 32 разрядных микропроцессоров были.

Тем не менее, воздавая должное трудовому энтузиазму, профессионализму разработчиков, создать экспериментальные образцы аналога 386 процессора КНИИМП не мог, хотя и разработал топологию и фотошаблоны кристалла. Однако были получены образцы большой тестовой структуры кристалла, содержащей всю регулярную структуру обрабатывающего тракта, все входные и выходные каскады, и только управляющая часть была отключена от потока управляющих сигналов.

После распада СССР о выполнении нового Постановление Правительства о развитии микроэлектроники и технологической базы для СБИС в Украине уже не могло быть и речи.

Вероятно, нужно было своевременно подумать, об использовании опыта специалистов, глубоко знавших микропроцессорные системы Интел, в сфере применения и эксплуатации аппаратуры и вычислительной техники на их основе, проектировании новых систем, создании аппаратурных блоков с микропроцессорным управлением.

Первый шаг в этом направлении был сделан директором КНИИМП В.Ф.Зубашичем. В НИИ была созданы настольные компьютеры, были начаты работы по разработке диагностической медицинской аппаратуры с применением микропроцессорных комплектов: микро-ЭВМ «Электроника К1-10», «Электроника К1-20», специализированный кардиометр «Электроника К1-КМ». Развивались современные технологии монтажа интегральных схем на печатных платах. Успешно шло производство калькуляторов различной сложности, начато было производство микро-ЭВМ.


Но с уходом из института В.Ф.Зубашича политика развития приборостроения в институте и в объединении на основе своих разработок не нашла дальнейшего продолжения.

После распада СССР открылся доступ продукции зарубежных фирм в страны СНГ и Балтии. Воспроизводить аналоги микропроцессоров Интел стало просто бессмысленным и экономически неразумным.

В 1991 году Интел начала работать на территории бывшего СССР. И уже за первые пять лет объем продаж продукции корпорации Интел в этом регионе с 2 млн.

долларов в 1992 году вырос до 376 млн. долларов США в 1997 году. В 1993 году в Украине зарегистрирована компания Intel Ukraine Microelectronics Ltd. В 2007 году Intel Corporation в лице Intel Ukraine Microelectronics Ltd. вступила в Ассоциацию предприятий информационных технологий Украины.

Благоприятная почва для этого была подготовлена благодаря широкому применению в СССР микропроцессорных комплектов К580 и К1810, опыту специалистов в проектировании своих систем и аппаратуры на их основе, знанием архитектуры и программного обеспечения линии микропроцессоров х выпускниками технических ВУЗ’ов, где обучение велось по программам, включавшим изучения этих процессоров. Применение системных решений было столь широким, что дисковая операционная система ISIS-II фирмы была введена в виде стандартного системного интерфейса СМ ЭВМ (СМ1810). В СССР на основе аналогов микропроцессорных БИС Интел выпускались отладочных комплексы для поддержания разработок на базе микропроцессоров. Например, НПО "Кристалл" МЭП, НПО им. С.П. Королева МПСС и Институт кибернетики НАН Украины создали на базе серии БИС К1810 комплекс средств отладки программ для нужд Министерства промышленности средств связи, который выпускался в НПО им. С.П.

Королева.

Думается, если бы в КНИИМП более широко смотрели на использование потенциала специалистов, проектировавших СБИС микропроцессоров, в новых сферах приложения микропроцессорной техники на основе архитектур Интел и активно искали пути взаимодействия с представительствами фирмы, открывшимися в Росси и Украине, будущее коллектива, работавшего на микропроцессорном направлении в НИИ, было бы иным.

Даже корпорация Интел для укрепления своих позиций в борьбе с конкурентами не сосредотачивала основное свое внимание на проектировании и производстве СБИС микропроцессоров.

Назовем только некоторые виды таких работ, которые начали ею развиваться в начале 1990-х годов.

Это - расширение производства материнских плат, стоечное исполнение компьютеров на базе новых процессоров, частичное обновление компьютеров за счет применения новых модулей, системы управления АТС, АСУ технологических процессов, промышленной автоматизации. В Интел были созданы группы совершенствования компьютерных технологий и группа коммуникаций и Интернет.

Работы первой группы направлены на улучшение потребительских свойств технологий, расширение сфер применений архитектур Интел (USB, Intellegent I/O, Intel Minianure Card и др.). Работы группы коммуникаций сосредоточены на продукции и технологиях, способствующих развитию и расширению сфер применении Интернет и локальных сетей.

В 2005 году Интел сообщила о создании подразделений, которые будут заниматься продуктами для бытового использования и разработками в области здравоохранения.

Несмотря на очевидность того, что новые микропроцессоры могут быть приобретены непосредственно у их производителей, и их производство в Украине невозможно, руководство КНИИМП продолжало настаивать на воспроизведении аналога 32 - разрядного микропроцессора 80386. В проекте «Программы развития микроэлектроники в Украине на период 1992-95 г.г.», разработанной под руководством заместителя генерального директора по науке НПО «Микропроцессор» - директора КНИИМП Л.Н.Цуканова и представленной в Государственный комитет Украины по вопросам оборонного комплекса и конверсии, предлагалось проведение ОКР СБИС «Разработка высокопроизводительного 32-х разрядного КМОП микропроцессора с 32-разрядной шиной данных (типа I80386) (1992-1994 годы, стоимость работ 22 млн. руб.) и ОКР СБИС высокопроизводительного разрядного КМОП «Разработка 32-х микропроцессора с 16-разрядной шиной данных (типа I80386SX (1993-1995 годы, стоимость работ 14 млн. руб.).

Как расценить такой подход к развитию микропроцессорного направления в КНИИМП и микропроцессорной техники в Украине? Непонимание реальной экономической ситуации в Украине или дань уважения к точке зрения главного конструктора направления? Ведь А.В.Кобылинский был предан идее развития процессоров линии х86 и убежден в необходимости создания производства в Украине аналога 32-разрядного микропроцессора фирмы Интел. Вряд ли кто-то даст ответ на этот вопрос. Директор НИИ после того, как коллектив КНИИМП высказал ему недоверие и избрал другого директора, покинул нашу страну. А.В.Кобылинский рано ушел из жизни и уже не увидел, как была разрушена микроэлектроника в Украине, которой он отдал лучшие свои трудовые годы.

2.5. Как разрабатывались первые микросхемы Intel Эндрю Волк, подразделение Desktop Platforms Group корпорации Intel Питер Штолль, подразделение Technology & Manufacturing Group корпорации Intel Пол Метрович, подразделение Desktop Platforms Group корпорации Intel (представлены отдельные разделы из статьи, опубликованной в www.intel.com/.../emea/.../history.htm) Первая продукция на заказ Формирование рынка как источника стабильных доходов - весьма длительный процесс, поэтому на заре своей деятельности Intel охотно бралась за выполнение интересных заказов, наибольшую известность из которых получил набор из 12-ти микросхем для калькулятора компании Busicomm. Именно он не только лег в основу кристалла 4004, но и положил начало всей микропроцессорной индустрии. И даже микропроцессор 8008 поначалу изготавливался на заказ и лишь впоследствии стал массово выпускаемым изделием.

Заказная продукция помогла Intel завоевать прочные позиции в столь динамично развивающейся отрасли, как производство ОЗУ. В сотрудничестве с компанией Honeywell Intel разработала устройство, получившее обозначение (PMOS RAM номер 2). С Биллом Регитцем (Bill Regitz), в то время сотрудником Honeywell, Intel заключила контракт на разработку усовершенствованной модели 1103. В проекте участвовали все, включая Пола Метровича, стараясь заставить этого монстра работать надежно. У Intel уже сформировался рынок для устройств такого типа, и даже было создано специальное подразделение Memory Systems Division, однако данные изделия не вполне отвечали требованиям по частоте регенерации.

Решение оказалось довольно простым: достаточно было лишь отрегулировать частоту регенерации до необходимых параметров. В конце концов, изделие принесло компании громадный финансовый успех.

Другие изделия гораздо менее известны. Том Иннес (Tom Innes), сотрудник Intel № 38, вспоминает о своем участии в 1970 году в разработке биполярных регистров и арифметических логических устройств для корпорации Burroughs (изделие 3405 и 3406). В этих комплементарных логических схемах (CTL) применялись вводы типа PNP и выводы на эмиттерных повторителях для обеспечения высокого быстродействия и пропускной способности. Компания Burroughs закупала такие чипы на протяжении целого десятилетия. Тед Дженкинс (Ted Jenkins), сотрудник Intel № 22, стоял у истоков разработки сульфидно-цинковых голубых светодиодов, а завершал этот проект Джерри Паркер (Gerry Parker), сотрудник Intel № 99. Результаты разработки были приобретены у Intel компанией Monsanto. По заказу этой фирмы мы разрабатывали и 7-сегментный декодер для цифрового вольтметра. Объем реализации таких устройств составил всего 10 штук, что крайне мало в нашем бизнесе.

В 1972 году разработанная Intel технология EPROM привлекла внимание компании Mars Money Systems (MMS), которая нуждалась в микросхеме для электронного разменного автомата. MMS была дочерним предприятием знаменитой корпорации Mars, Inc., выпускающей кондитерские изделия и другие продукты питания, которая одной из первых занялась реализацией своей продукции через торговые автоматы. Аккуратное обращение с монетами чрезвычайно важно для таких устройств, как с точки зрения рентабельности, так и качества обслуживания покупателей. Однако хороший разменный автомат со сбалансированными тщательнейшим образом рычагами и магнитами - весьма и весьма хитроумное приспособление, достойное изобретательности Руба Голдберга.

Фред Хайман (Fred Heiman), занимавший тогда должность президента MMS, изобрел электронный способ распознавания монет с применением настраиваемых катушек. На этой основе Intel разработала для MMS микросхемы 1205 и 1206. Их нумерация дошла до нас лишь потому, что Пол Метрович сохранил одну такую микросхему в качестве сувенира. Пол работал над прототипами дискретных компонентов этого устройства, доказав возможность осуществления проекта. Как вспоминает г-н Хайман, устройство, которому потребовалось около транзисторов, было доведено до ума менее чем за год. По его словам, работало оно великолепно, а срок службы приспособления составил от пяти до шести лет.

Единственной его движущейся частью был соленоид для возврата монет.

Спустя примерно год после запуска электронного монетоприемного механизма в производство бывший глава компании Mars, Inc., Форест Марс-старший (Forest Mars, Sr.) обратился к г-ну Хайману за разъяснениями принципов действия и возможностей устройства. Он, в частности, попросил г-на Хаймана организовать встречу с главой Intel, д-ром Робертом Нойсом (Robert Noyce), и спустя неделю такая встреча действительно состоялась. Пространное повествование д-ра Нойса о постоянно расширяющейся деятельности Intel "на переднем крае высоких технологий" привело к тому, что г-н Марс, привыкший иметь дело с продукцией, способной обеспечить стабильно устойчивую прибыль в долгосрочной перспективе, потерял всякий интерес к приобретению фирмы, занимавшейся разработкой никому тогда еще не ведомых кремниевых устройств. Как отмечает г-н Хайман, "если бы кремниевые технологии не развивались столь стремительными темпами, Intel вполне могла бы стать подразделением компании Mars, Inc". Ни один из сотрудников Intel о такой перспективе даже не подозревал, но, как подчеркивает Лес Вадаш, "…в любом случае мы не продавались и не продаемся".


Одной из любимых заказных разработок Пола Метровича была микросхема 8244, которая, в сочетании с микроконтроллером 8048 и ПЗУ, получила известность как игровая телеприставка "Odyssey 2" компании Magnavox. Это устройство пользовалось поистине грандиозным успехом, а Intel заработала на нем большие деньги. В этой связи заслуживает упоминания и чип 8245 для европейской телевизионной системы PAL, чье единственное отличие от микросхемы заключалось в количестве строк развертки на кадр и в параметрах синхронизации выходных телевизионных сигналов.

Процесс разработки времён «каменного века»

Сравнение современных инструментов разработки кремниевых устройств с теми, что были в нашем распоряжении 25-30 лет тому назад, позволит без преувеличения назвать то время "каменным веком". Сама методика разработки микросхем с тех пор довольно мало изменилась, подразделяясь в широком смысле на те же самые этапы: концептуальная проработка, проектирование логических элементов и интегральных схем, аттестация, разработка компоновочной схемы и маски, изготовление кремниевой подложки (технологический процесс), отладка и тестирование. Однако на этом все сходство и заканчивается. В прежние времена проектирование, аттестация и тестирование выполнялись, главным образом, вручную. Это, к счастью, облегчалось тем, что микросхемы насчитывали не миллиона транзисторов, как сегодня, а "всего лишь" менее 30 000.

В наши дни одна концептуальная проработка новой микросхемы подразумевает сотни страниц технических спецификаций, проектирование логических элементов отнюдь ограничивается, главным образом, написанием программного кода, аттестация и синхронизация логических элементов занимает всего несколько дней, в течение которых компьютеры выполняют миллионы тестовых операций, а само тестирование проводится на специальных системах стоимостью во много миллионов долларов. В этом разделе мы расскажем о том, как разрабатывались первые микросхемы.

Концептуальная проработка Когда Питер Штолль пришел в Intel в 1974 году, он был единственным инженером-разработчиком, работавшим над проектом Процесс 5810.

концептуальной проработки этой микросхемы весьма красноречиво иллюстрирует те радикальные перемены, которые произошли за это время в Intel. Его непосредственный начальник Джо Фридрих (Joe Friedrich) подготовил одностраничный документ под названием "Целевая спецификация", в котором задуманному изделию было присвоено наименование, состоящее из четырех цифр.

Помимо этого, в документе содержалась примерная схема расположения выводных контактов и довольно подробное описание функций микросхемы, предназначенное для лиц, уполномоченных утвердить или отвергнуть план запуска изделия в производство. Этого считалось достаточным для того, чтобы Питер понял, чтo именно от него требовалось.

Все высшее руководство Intel - от Роберта Нойса до Джо Фридриха собралось в одном помещении для обсуждения и утверждения проекта, основанного на "Целевой спецификации изделия 5810". Чтобы дать проекту "добро", хватило единственного совещания. Наименование изделия - 5810 - осталось без изменений с момента утверждения проекта вплоть до прекращения производства микросхемы.

Это наименование присутствует везде: в "Целевой спецификации", схематике, памятных записках, производственном плане-чертеже, на масках, в печатных рекламных материалах, производственных отчетах и во всех прочих документах, так или иначе имевших отношение к изделию.

Первоначальная целевая спецификация вспомогательной микросхемы тоже была предельно простой, т.к. задача разработчиков заключалась в интеграции функций микропроцессора 8080 в генератор тактовой частоты и системный контроллер с добавлением только простой последовательной подсистемы ввода вывода и нескольких дополнительных прерываний. Документ занял всего лишь две страницы.

Когда проект получил уже "зеленый свет", было предпринято несколько попыток внести в него изменения, особенно в свете слухов о выпуске аналогичного изделия компанией Zilog (проект Z80). Нашему менеджеру хотелось переименовать его в micro-VAX, однако и он, в конце концов, оставил микросхему 8085 в покое, взявшись за следующий чип 8086. Простота принятия решений и проработки условных обозначений те далекие времена резко контрастирует с нашей собственной практикой не только в последние годы, но и уже в 1978 г. К тому времени концептуальная проработка стала растягиваться на долгие месяцы, в ней были задействованы многочисленные комитеты, выдававшие "на гора" кипы "памятных записок" в виде толстенных томов, и эта тягомотина, в конце концов, надоедала всем до чертиков. К 1978 году относится и появление не изжитой до сих пор, вводящей нас самих в заблуждение привычки присваивать одному и тому же изделию несколько кодовых наименований, которые к тому же нередко меняются.

Разумеется, современная продукция настолько сложна, что сопутствующая ей документация просто обязана быть достаточно полной, однако, отказавшись от простых и понятных принципов наименования, мы сами усложнили себе жизнь.

Разработка логических элементов и интегральных схем. Когда мы только начинали свою карьеру в Intel, в нашем распоряжении не было практически никаких инструментов разработки логических элементов, не было ни VHDL, ни средств синтеза логических схем. На смену проектированию на уровне логических элементов, принципы которого мы осваивали в университетах, пришло проектирование на уровне транзисторов, обеспечивающее максимальную эффективность их применения при минимальных размерах интегральных схем.

Повторяющиеся функции присваивались отдельным ячейкам, но оптимизация ячеек все же проходила на уровне транзисторов.

Стационарная система моделирование схем под названием SPULS была в году чуть ли не единственным инструментальным средством разработки. В отличие от современной, чрезвычайно сложной среды автоматизированного проектирования, обставленной многочисленными, весьма жесткими ограничениями, весь процесс обучения инженера-проектировщика обращению с доступными нам средствами занимал какие-то полчаса. Нас вводили в помещение под названием "зона общих терминалов", в котором стояло несколько простеньких терминалов ввода-вывода, подключенных к центральной ЭВМ типа PDP-10. Получасового обучения вполне хватало, чтобы показать нам, как входить в систему и работать с несложным текстовым редактором. Мы умели составлять описание интегральной схемы, количество транзисторов в которой колебалось от пяти до нескольких десятков, отдавать системе моделирование схем команды на обсчет тех или иных входных сигналов и на отслеживание сигналов выходных. Результаты моделирования выводились на принтер в виде "линейной графики" с определением временных характеристик и параметров напряжения по каждому знакоместу в целом.

Разрешение оси ординат ограничивалось 70-ю или 120-ю точками (знаками) в зависимости от ширины каретки принтера.

В 1975-1977 гг., когда просчитывались схемы микропроцессоров 8085 и 8086, размеры интегральных схем, с которыми справлялась наша центральная ЭВМ, были столь малы, что о моделировании схем или путей в них целиком нечего было и думать. Мы раскладывали схему на составные части из 5-20 транзисторов, обсчитывали их, а затем вручную собирали вместе полученные результаты, основываясь лишь на своем интуитивном понимании подсистемы в целом. Система моделирования была необходима для обсчета таких интегральных схем, как усилители считывания данных ОЗУ, входные буферы, внутренние каналы предварительной зарядки и разгрузки.

Ограничения на размеры схем накладывали и такие вычислительные ресурсы, как, например, память. Немаловажную роль играли и регулярные выходы центральной ЭВМ из строя, что случалось примерно каждые 15 минут. Сбой в работе ЭВМ приводил к потере результатов всего цикла. То же самое относится и к правке файлов: средств автоматического резервного копирования в то время просто не было. Привычка как можно чаще сохранять результаты своей работы далась нам пoтом и кровью.

Конечно же, у нас не было и никаких компьютерных средств для удаления паразитных емкостей из топологии кристалла, поэтому точность обсчета тактовых частот в огромной степени зависела от способности инженера-проектировщика интуитивно рассчитывать расстояния и маршрутизацию связей между элементами интегральной схемы. Логические схемы чипов 8085 и 8086, как и других микропроцессоров и контроллеров того времени, по большей части состояли из простейших n-канальных элементов логики, загружаемых в обедненном режиме. Для микросхемы 8085 Питер Штолль разработал таблицу расчетных задержек при загрузке в обедненном режиме транзисторов всех использовавшихся нами размеров при различных нагрузках на схему. По этому "бумажному компьютеру" мы и обсчитывали подавляющее большинство тактовых маршрутов вместо того, чтобы пользоваться системой моделирования. Причем ошибки эти таблицы давали весьма и весьма незначительные при условии, что приблизительные расчеты паразитных емкостей в кристалле были сделаны более-менее верно.

Макеты и прототипы Поскольку наши возможности моделирования были весьма ограничены, применялось множество других способов проверки жизнеспособности новых идей и результатов их воплощения. Как вспоминает Пол Метрович, прототип микросхем PMOS EPROM был создан Давом Фромэном (Dov Frohman), изобретателем стираемых ППЗУ (EPROM), на основе матрицы дискретных транзисторов 4x4 в корпусе типа TO?5 в виде специального макета с возможностью программирования и считывания данных. Аналогичная 16-разрядная матрица была изготовлена и для тестирования изделия 1701, однако необходимость в ней отпала, поскольку полноразмерная матрица 256x8 прекрасно заработала.

Довольно много компонентов - начиная с 1850-транзисторного чипа 5810 для электронных часов и заканчивая, по меньшей мере, микропроцессором 8085, который насчитывал 6144 транзистора, - вообще не проходило инструментального тестирования логики, если не считать расчетов самого инженера-проектировщика.

Так, в 1976 году Эндрю Волк потратил несколько недель, играя роль "человека компьютера" при обсчете команд для чипа 8085. Целый ряд проектов был осуществлен с использованием в макетировании и построении прототипов таких серийно выпускаемых логических узлов, как ТТЛ-схема серии 7400, в качестве имитатора логических элементов нового чипа. Создание макетов еще до завершения обсчета всех параметров изделия было чрезвычайно сложным делом, а серийно выпускаемые компоненты, естественно, не могли воспроизвести всех функций новой микросхемы. Основная ценность макетирования заключалась, главным образом, в возможностях отладки уже реализованных проектов, проверки функциональных качеств устройства, готового к воплощению в кремнии, и изучения факторов, которые трудно учесть на этапе моделирования. Мы охотно работали с прототипами таких устройств, обслуживающих интерфейс с пользователем, как видеотерминалы или компьютерные игры.

Макетирование остается рациональным способом до тех пор, пока количество транзисторов в устройстве не превышает нескольких десятков тысяч. В дальнейшем же макеты становятся чересчур крупногабаритными и сложными, чтобы справляться с быстродействием реальной кремниевой продукции. Последним макетом, который создали Андрю Волк и Пол Метрович, стал видеотерминал, одним из первых получивший в начале 80-х годов 5-значное наименование (82730).

По иронии судьбы макетирование получило в наши дни вторую жизнь под названием эмуляции, широко используемой для проверки работоспособности чипов, насчитывающих миллионы транзисторов. Разница в том, что функции чипа реализуются программным эмулятором, а не имитируются с помощью дискретных логических элементов, запаянных или прикрепленных проводами к макету. Теперь мы можем загрузить ПК необходимой для проверки информацией, не изготавливая никаких чипов вообще.

Моделирование логических схем Первая в Intel стационарная система моделирования логических схем под названием LOLA/LOCIS разрабатывалась группой под руководством Марка Фломенхофта (Mark Flomenhoft). Появилась она на свет как нельзя вовремя, в ходе разработки микропроцессора 8086. С ее помощью нам удалось обнаружить десятки логических ошибок еще до начала последовательного экспонирования топологии кристалла на пластину (и тем не менее, еще несколько ошибок было обнаружено уже после реализации кристалла в кремнии!). По сравнению с логическим моделированием, проходившее параллельно макетирование потребовало, по меньшей мере, в пять раз больше людей, намного больше оборудования, денежных средств и более просторных помещений, но с другой стороны методика моделирования логических схем столкнулась вскоре со значительными трудностями.

(Ведущий конструктор микропроцессора 8086 Джим Маккевитт (Jim McKevitt) выявил, по меньшей мере, столько же ошибок, не пользуясь при этом никакими инструментальными средствами, помимо собственного мозга, схематических чертежей и множества хорошо отточенных карандашей).

Разработка компоновочной схемы и маски В течение первого десятилетия существования Intel схематические чертежи и компоновочные схемы изготавливались вручную. Инженеры-проектировщики вычерчивали черновые варианты, а чертежники переносили их на восковки размера D, которые передавались проектировщику на проверку и заверялись его подписью.

Любые правки, вносимые в чертежи, также проходили проверку и заверялись подписью.

В разработке плана компоновочной схемы участвовали как инженеры проектировщики, так и специалисты по проектированию топологии печатной схемы (маски). Компоновочная схема изделия 8085, основанная на общей топологической структуре микропроцессора 8080, оказалась проще, чем у остальных кристаллов.

Она была практически полностью выполнена Питером Штоллем, а Эндрю Волк составил компоновочную схему матрицы управляющей логики, аналогичной матрице ПЗУ со сдвоенной структурой. Черновой чертеж он сделал на миллиметровке, аккуратно соединив отдельные листы с тем, чтобы чертеж оказался как можно более подробным и в то же время компактным. Выполнение окончательного варианта компоновочного чертежа заняло две недели (его черновой вариант на миллиметровке сохранился у Эндрю до сих пор).

В то время не существовало никаких компьютерных средств проверки проектных норм или контроля за размещением логических элементов и монтажных соединений. Физическую компоновку выполняли высококвалифицированные специалисты по проектированию масок, которые вычерчивали карандашами линии на огромных листах лавсановой пленки с нанесенной на нее миллиметровой сеткой.

Начиная с 1974 года чертежи стали проходить оцифровку с помощью системы Calma GDS I, что позволило автоматически дублировать повторяющиеся ячейки вместо того, чтобы вычерчивать их всякий раз заново вручную. Однако такие важнейшие вопросы, как соответствие вычерченных линий диаграммам схематических узлов, а также проектным нормам, решались, как и прежде, лишь благодаря старательности чертежников. Ведь даже самые высококвалифицированные из наших специалистов по проектированию масок допускали в первоначальном варианте множество ошибок, обнаружение и устранение которых было весьма трудоемкой задачей.

Нередко мы сами изобретали различные приспособления, хотя бы немного повышавшие эффективность контроля за соблюдением проектных норм. Так, Питер Штолль вычертил на прозрачной лавсановой пленке концентрические квадраты, которые ему помогали визуально контролировать соблюдение проектных норм на чертежах путем сверки ширины буквально каждого контакта и межконтактного пространства.

По нашему убеждению, те или иные нарушения проектных норм присутствовали в большинстве изготавливаемых в то время микросхем. Однако ведь никак нельзя рассчитывать на безупречную работу компонента, монтажная схема которого выполнена с нарушениями. Поэтому, наряду с обычной сверкой чертежей по диаграммам схематических узлов, регулярно проводились и весьма трудоемкие контрольные проверки сначала перед оцифровкой, а затем - перед выводом на пленку. Мы обычно брали желтый и черный карандаши, чтобы пройтись по всем без исключения схематическим узлам микросхемы, сверяя их по оцифрованным чертежам со схематическими диаграммами. Совпадающие схемы помечались на диаграммах желтым, а в чертеж вписывались соответствующие сигнальные наименования. Этот способ применялся еще в 1977 году, когда мы работали над первым экспонированием микропроцессора 8086 на пластину. Тот кристалл насчитывал 20 000 транзисторов, а его контрольная проверка заняла две недели. Оба инженера-проектировщика - Питер Штолль и Чан-Кит Нг (Chun-Kit Ng), выполняя ее порознь, выявили по 19 из 20 ошибок, показав чрезвычайно высокий для такого способа результат. Спустя несколько месяцев Тодд Вагнер (Todd Wagner) предоставил Intel первое инструментальное средство проверки соединений логических элементов компоновочной схемы, которое избавило будущие поколения проектировщиков от выполнения этой чрезвычайно обременительной задачи.

Первые маски изготавливались путем переноса выполненных на лавсановой пленке чертежей на так называемый рубилит - двухслойный специальный материал в виде огромных листов. Его основа, покрытая темно-красной пленкой, напоминающей целлофан, была сделана из массивного прозрачного лавсана стабильных размеров. Первые микросхемы Intel изготавливались с помощью механизма под названием "координатограф", который направлял процесс гравировки клише в рубиновом слое. При этом измерение координат и размеров элементов схемы и соединений, а также их перенос в гравировальный механизм, выполнялись вручную. Чуть позже стал использоваться плоттер производства компании Xynetics, оснащенный лезвиями вместо рейсфедеров, который ускорил процесс и повысил точность гравировки.

По завершении процесса гравировки оставалось снять с рубилита контуры слоев маски, после чего ими занимались инженер-проектировщик и специалисты по проектированию масок, которые несколько дней занимались поиском допущенных при гравировки и снятии пленки ошибок и зазубрин. За этим следовала контрольная проверка на соблюдение проектных норм, после чего рубилит направлялся изготовителю маски для производства кремниевых кристаллов. Малейшая ошибка приводила к браку детали. Тед Дженкинс вспоминает, как он работал над первой микросхемой Intel - 64-разрядным ОЗУ 3101, которая сначала получилась только 63 разрядной из-за ошибки, допущенной при снятии слоя с рубилита.

С листами рубилита нужно было обращаться крайне аккуратно во избежание повреждений, ведь рубиновый слой легко стирался. Эндрю Волк вспоминает, как ему позвонил изготовитель маски микропроцессора 8080A и сообщил, что на лавсановой основе обнаружен "неопознанный объект" - случайно прилипший к нему кусочек рубина. Возникли опасения, что он выпал откуда-нибудь, где был необходим. Многочасовая проверка по чертежу не выявила потерянных кусочков рубина, и маску запустили в производство. К счастью, изготовленные на ее основе кристаллы оказались вполне работоспособными.

Добавление или удаление транзисторов и межкомпонентных соединений на рубилите выполнялось, разумеется, вручную. Задача эта напоминала хирургическую операцию не только своей сложностью, но и тем, что выполнявший ее специалист пользовался хирургическим скальпелем и масштабной металлической линейкой.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 18 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.