Intel 4004

Intel 4004 er en 4-bits mikroprosessor (CPU) produsert av Intel Corp i 1971. Den er regnet for å være den første kommersielle, integrerte mikroprosessoren.Den militære mikroprosessoren F14 CADC ble produsert i 1970, over et år før introduksjonen av 4004. Dens eksistens ble hemmeligholdt frem til 1998.

4004 var opprinnelig designet for å bli brukt i kalkulatorer, men endte opp med å bli brukt i mange andre apparater som en fleksibel erstatning for logiske mikrobrikker. Dette indikerte at det fantes et marked for mikroprosessorer og resulterte i at Intel og flere andre produsenter av integrerte kretser fortsatte med å utvikle bedre og bedre mikroprosessorer. Dette er en trend som har fortsatt frem til i dag.

Historie og beskrivelse

4004 ble utgitt som en 16-pins CERDIP 15. november 1971. 4004 var den første prosessoren som var designet og produsert av Intel, som tidligere laget minnebrikker. Sjefsingeniørene som utviklet den var Ted Hoff og Federico Faggin fra Intel og Masatoshi Shima fra Busicom (senere ZiLOG).

Siden 4004 var designet for å bli brukt i Busicoms kalkulatorer, ble det også utviklet tilleggsbrikker til den (for eksempel 'programm'-ROM). 4004 bestod av 2300 transistorer og den ble etterfulgt det neste året av den første 8-bits prosessoren 8008, som hadde 3300 transistorer (og 4040, en revidert 4004).

Intels fjerde mikroprosessor var den som startet mikrodatamaskinrevolusjonen; 8080.

Tekniske spesifikasjoner

• Maksimum hastighet er 740 kHz
• Separat program- og datalagring ( en harvardarkitektur). I motsetning til de fleste hardvardarkitekturdesign så bruker 4004 en enkel, multiplekset 4-bits buss for overføring istedenfor separate databusser.
  • 12-bits adresser
  • 8-bits instruksjoner, som må ikke plasseres i samme minne som
  • 4-bits dataord
• Instruksjonssett som inneholder 46 instruksjoner (41 er 8-bits og 5 er 16-bits)
• Registersett som inneholder 16 registre med 4 biter hver
• Intern subrutinestakk er 3 nivå dyp
• Bruker NMOS logikk

Mikroarkitektur og pinout

Klikk på bildene for å se de i full størrelse.

Intel 4004 blokkdiagram

Intel 4004 DIP-brikke pinout

Tilleggsbrikker

• 4001: 256B ROM (256 8-bits programminstruksjoner), og en innebygd 4-bits I/O-port^*
• 4002: 40B RAM (80 4-bits dataord), og en innebygd 4-bits utgang; RAM-delen av brikken er delt inn i fire registre, hver bestående av 20 4-bits ord:
  • 16 dataord (brukt for mantissesifre i det originale kalkulatordesignet)
  • 4 statusord (brukt for eksponentsifre og symboler i den originale kalkulatordesignet)
• 4003: 10-bits parallell skiftregister-utgang for tastatur, skjerm, skrivere etc.
• 4008: 8-bits adresse-'latch' for tilgang av standard minnebrikker, og en innebygd 4-bits brikkevelger og I/O port^*
• 4009: Program- og I/O-tilgangskonverter for standard minne- og I/O-brikker^*

(*) 4001 kan ikke brukes sammen med 4008/4009.

Fotnote

Eksterne lenker

• Federico Faggins internettside †
• Interjvu med Masatoshi Shima om hands rolle i utviklingen av 4004
• MCS-4 Micro Computer Set datablad
• Christian Bassow's CPU Museum – Omfattende side om Intel 4004
• The Antique Chip Collector's Page

(†) Det har blitt rappportert at siden inneholder adware/spyware.