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    微处理机的发明者:特德.霍夫<%=id%>


      一、微处理机是如何发明的
      
      1947年,威廉·肖克利与约翰·巴丁和华尔特·布拉顿一起在贝尔实验室发明了晶体管,1957年7月,担任费尔柴尔德公司研究与开发部主任的诺伊斯及杰克·卡尔比发明的集成电路之启,微电子行业的另一项最重要的创新就是特德·霍夫于1971年发明的微处理机。
      霍夫出生在纽约州罗彻斯特附近的农村,其父亲是个电气工程师,叔叔是一个化学工程师,霍夫在孩提时代,他的叔叔就送给他一套化学实验设备,并为他订了《大众科学》杂志。1956年,他在家乡附近的伦塞勒综合工学院攻读电子工程时,写出了他的本科毕业获奖论文“晶体管中的电流转换方式”。到1958年,他已经取得两项专利。第一项专利是他在大学二年级时发明的火车电子监测器,其工作原理是监测铁轨上的音频信号,第二项是他在大学三年级时发明的一种避雷装置。
      在伦塞勒综合工学院读书时,霍夫久闻斯坦福大学费雷德里克·特曼教授的大名。大学毕业时,就提出去斯坦福大学读博士,到了斯坦福大学后,报名学习晶体管理论,且很快地参加了半导体的研究工作。在获得博士之后,他作为副研究员留在斯坦福大学。在他十年的研究过程中,霍夫为他的创业欲望所困扰,他说:“我需要就某种具有潜在经济价值的思想进行开发工作,在这种时候,最大的捧场莫过于别人为你的这个打算出钱。”
      1968年因特尔(INTEL)公司成立,开始搜罗研究与开发人员,经斯坦福大学竭力推荐,霍夫受聘担任了因特尔公司的研究与开发工作。那时因特尔公司研究的重点是半导体存储芯片。1969年6月20日,日本商事公司要求因特尔公司为他们设计一些特殊的芯片,计划生产台式计算器系列。但商事公司提出的这种设计方案,对于因特尔公司来说在操作上非常复杂。因而霍夫设想,能否设计把一台计算机放置在一块半导体芯片上,这种想法一直萦绕在他的脑际。后来霍夫说:“我凝视着书桌旁的那台PDP-8型计算机,思考着商事公司的这些设计方案,我纳闷儿,他们这种计算器为什么要搞得这么复杂呢?”于是,他就着手设计一种微处理机,在设计的过程中,他产生了一种灵感——把中央处理机的所有功能都集中在一个芯片上,并附加上两个存储芯片,一个存储数据,另一个装有驱动中央处理机的程序,制造成了一种简易的通用计算机,它不仅可以用在象商事公司那样复杂的计算器上,而且还可以用于操作电梯或一组交通讯号灯,又可以完善许多其它的功能,只需改变一下程序即可。
      日本商事公司对霍夫的微处理机并不感兴趣,相反,他们着手继续设计他们的芯片系列。尽管如此,霍夫还是继续进行这项研究。早在60年代的一次会议上,因特尔公司的高级经理罗伯特·诺伊斯曾预言,将会诞生一种装在一个芯片上的计算机。当时,一个不同意他这种预言的听众说;“天哪,我肯定不希望我的整个一台计算机丢失在地板上一个小洞里。”诺伊斯回答说:“你完全搞错了,因为你的书桌上有一百多个计算机呢,丢掉一个也算不了什么。”所以在微处理机的研究方面,罗伯特·诺伊斯坚决支持霍夫。
      60年代末,大多数计算机设计人员对设计小型计算机不感兴趣,他们都集中在设计大型计算机上,然而霍夫不以为然,他说服了刚从费尔柴尔德公司到因特尔公司来的雇员斯坦·麦卓尔与他合作,共同研究这种微处理机。
      1970年3月,费德里克·费金从费尔柴尔德转到因特尔来,他为微处理机画了芯片的格式和线路图。1971年1月,微处理机终于研究出来了,因特尔公司就为这第一种微处理机定名为“4004”型,千位数上的“4”表示按客户的要求研制的,个位数上的“4”表明这是因特尔公司制造的第四种专为客户设计的芯片。
      因特尔公司的经理戈登·穆尔介绍这种微处理机的功能时说:“如今,我们可以生产单一的微处理机芯片了,它可以派几千种不同的用场。”这也是微处理机的美妙之处,且在应用上的灵活性有巨大的商业意义。
      
      二、集成电子新纪元——微处理机时代的到来
      “INTEL 4004”型公布之后四个月,德克萨斯仪器公司在一家期刊上登出了它的八位微处理机广告。一个月后,因特尔公司也公布了自己的八位微处理“8008”型。
      “8008”型公布后,霍夫、麦卓尔和费金又研究了一种改进型的微处理机,当时MOS技术出现了,他们使用这项技术,在1973年8月研制出了“INTEL 8008”型,其运算速度比“4004”型快20倍。随后Motorola公司研制出了MC6800和MOSTechnology公司研制出了6502。1976年Zilog公司吸收了INTEL 8080和MC6800的优点,研制出了高档八位微处理机Z-80,因特尔公司也在改进“8008”型的基础上研制出了“INTEL 8085”型,Motorola公司研制成了MC6809。1978年-1981年,因特尔公司研制出了十六位微处理机“INTEL 8086/8088”,Zilog公司研制出了Z-8000和Motorola公司研制出了MC68000,其特点采用了高性能的HMOS工艺,其性能指标比八位微处理机提高一个数量级,1982年,因特尔公司推出了INTEL 80286,其时钟频率为6-20MHz。1985年因特尔在超大规模集成电路技术的基础上,研制出了三十二位微处理机INTEL80386,IBM公司研制出16032。1989年,因特尔公司发表了INTEL 80486三十二位微处理机,其工作频率可达100MHz,1993年,因特尔公司又推出了奔腾微处理机,工作频率达233MHz,1995年,因特尔公司再次推出INTEL高能奔腾,1997年推出了奔腾二代,工作频率高达450MHz,1999年3月,奔腾三代500MHz问世,1999年10月推出奔腾三代733MHz,2000年3月8日推出奔腾三代1000MHz,2002年又推出奔腾四代处理器,最大主频达到2.8GHz,且提供桌面处理技术,采用INTELNET BURSTTM微体系结构,与以前的处理器相比提供了较高的处理特性。在今后的十年里,微处理器将向30GHz的主频冲刺。可见,自从“INTEL 4004”型问世后,微处理机的发展日新月异,产品像潮水般的涌向市场,推动着微电子行业技术的进步及产品的更新换代。
      
      三、微处理机的产生推动着计算机的更新换代及其应用
      从科学技术的发展史看,20世纪70年代,由于当时军事工业、空间技术和工业自动化技术的迅速发展,日益要求生产体积小、可靠性高和功耗低的计算机,构成了微处理机产生和发展的强大推动力。另一方面,当时的大规模集成电路工艺和计


         

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