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Tecnología MOS

MOS Technology, Inc. ("MOS" es la abreviatura de Metal Oxide Semiconductor ), más tarde conocida como CSG (Commodore Semiconductor Group) y GMT Microelectronics , era una empresa de diseño y fabricación de semiconductores con sede en Audubon, Pensilvania . Es más famoso por su microprocesador 6502 y varios diseños para la gama de computadoras domésticas de Commodore International .

Historia

Un anuncio de MOS Technology de 1973 que destaca sus capacidades de circuitos integrados personalizados.

Tres ex ejecutivos de General Instrument , John Paivinen, Mort Jaffe y Don McLaughlin, formaron MOS Technology en Valley Forge, Pensilvania, en 1969. Allen-Bradley Company buscaba proporcionar una segunda fuente de calculadoras electrónicas y sus chips diseñados por Texas Instruments (TI). ). En 1970 Allen-Bradley adquirió una participación mayoritaria en MOS Technology.

A principios de la década de 1970, TI decidió lanzar su propia línea de calculadoras, en lugar de vender solo los chips que contenían, y las introdujo a un precio inferior al precio del conjunto de chips por sí solo. Muchas de las primeras empresas de chips dependían de las ventas de chips de calculadora y desaparecieron posteriormente; los que sobrevivieron lo hicieron encontrando otros chips para producir. MOS se convirtió en proveedor de Atari y produjo un sistema Pong de un solo chip personalizado .

Las cosas cambiaron drásticamente en 1975. Varios de los diseñadores del Motorola 6800 abandonaron Motorola poco después de su lanzamiento, después de que la gerencia les dijera que dejaran de trabajar en una versión de bajo costo del diseño. En aquel momento no existía nada parecido a una fundición de semiconductores exclusiva , por lo que tuvieron que unirse a una empresa de fabricación de chips para producir su nueva CPU. MOS era una pequeña empresa con buenas credenciales en la zona adecuada: la costa este de Estados Unidos. El equipo de cuatro ingenieros de diseño estaba encabezado por Chuck Peddle e incluía a Bill Mensch . En MOS se propusieron construir una nueva CPU que superaría al 6800 y al mismo tiempo sería similar en propósito y mucho menos costosa. El diseño resultante del 6501 era algo similar al 6800, pero al utilizar varias simplificaciones de diseño, el 6501 sería hasta cuatro veces más rápido.

Fijación de mascarilla

Los diseños de CPU anteriores, como el 6800, se produjeron utilizando un dispositivo conocido como alineador de contactos . Se trataba esencialmente de una fotocopiadora compleja , que reproducía ópticamente un diseño de CPU, o "máscara", en la superficie del chip de silicio. El nombre "contacto" se refería al hecho de que la máscara se colocaba directamente sobre la superficie del chip, lo que tenía la importante desventaja de que a veces arrancaba materiales del chip, que luego se copiaban en chips posteriores. Esto provocó que la máscara se volviera inútil después de aproximadamente una docena de copias y provocó que la gran mayoría de los chips tuvieran defectos fatales; para un chip complejo como el 6800, sólo alrededor del 10% de los chips funcionarían una vez que se completara el proceso de enmascaramiento. [1]

En 1974, Perkin-Elmer presentó públicamente el sistema Micralign , el primer escáner de proyección. En lugar de colocar la máscara en la superficie del chip, la mantuvo alejada de la superficie y utilizó ópticas de alta precisión para proyectar la imagen. Las máscaras ahora duraban miles de copias en lugar de decenas, y la tasa de fallas de los chips se invirtió de modo que quizás el 70% de los chips producidos funcionaran. El resultado fue una inversión similar en los precios. El 6800 se vendió en lotes pequeños por 295 dólares ; sin más cambios que usar un Micralign , el mismo diseño podría venderse por $42 . [1]

El cambio al Micralign reveló una ventaja adicional. Anteriormente, las máscaras eran producidas en masa por compañías de fotografía como Kodak , que hacían decenas de miles de copias de una máscara maestra, o " retícula ", y enviaban las máscaras a los alineadores en camiones. Esto significaba que si se encontraba un defecto en el diseño, costaría una cantidad significativa de dinero arreglarlo, ya que habría que desechar todas las máscaras más antiguas. Por el contrario, con Micralign solo había una máscara por alineador, por lo que no había ningún costo inherente en reemplazar la máscara si fuera necesario, aunque el costo, y especialmente el tiempo, de producir estas máscaras maestras era considerable. [1]

MOS desarrolló la capacidad de "arreglar" sus máscaras una vez producidas. [1] Esto significó que a medida que se descubrieran fallas en el diseño, las máscaras se podían quitar de los alineadores, arreglarlas y volver a colocarlas. Esto les permitió eliminar rápidamente las fallas en las máscaras originales.

Las líneas de producción de la empresa normalmente revertían los números que otras estaban logrando; incluso las primeras ejecuciones de un nuevo diseño de CPU (lo que se convertiría en el 6502) estaban logrando una tasa de éxito del 70 por ciento o más. Esto significó que sus diseños no sólo eran más rápidos, sino que también costaban mucho menos.

6502 familia

Cuando se anunció el 6501, Motorola inició una demanda casi de inmediato. Aunque el conjunto de instrucciones del 6501 no era compatible con el 6800, se podía conectar a diseños de placas base existentes porque tenía la misma disposición de pines funcionales y el mismo espacio de paquete de circuitos integrados . Eso fue suficiente para permitir que Motorola presentara una demanda. Allen-Bradley volvió a vender sus acciones a los fundadores, las ventas del 6501 básicamente se detuvieron y la demanda se prolongaría durante muchos años antes de que MOS finalmente se viera obligado a pagar 200.000 dólares en multas.

Mientras tanto, MOS había comenzado a vender el 6502 , un chip capaz de funcionar a1  MHz en septiembre de 1975 por tan solo 25 dólares . Era casi idéntico al 6501, con solo unas pocas diferencias menores: un oscilador de reloj en el chip agregado, una disposición de pines funcional diferente, generación de la señal SYNC (que admite pasos de una sola instrucción) y eliminación de las señales de control de habilitación del bus de datos. (DBE y BA, con el primero conectado directamente al reloj de fase 2). [2] Superó a los más complejos 6800 e Intel 8080 , pero costó mucho menos y fue más fácil trabajar con él. Aunque no tenía la ventaja del 6501 de poder usarse en lugar del Motorola 6800 en el hardware existente, era tan económico que rápidamente se volvió más popular que el 6800, lo que lo convirtió en un punto discutible.

Imagen de la placa de circuito de un Commodore 64 que muestra algunos circuitos importantes de la tecnología MOS: la CPU 6510 (chip largo, abajo a la izquierda) y el SID 6581 (derecha). La semana/año de producción (WWYY) de cada chip se proporciona debajo de su nombre.

El 6502 era tan barato que mucha gente creyó que era una estafa cuando MOS lo mostró por primera vez en una feria comercial de 1975. No conocían las técnicas de enmascaramiento de MOS y cuando calcularon el precio por chip con las tasas de rendimiento actuales de la industria, no cuadraron. Pero cualquier duda en comprarlo se evaporó cuando tanto Motorola como Intel bajaron los precios de sus propios diseños.$179 a$69 en el mismo show para poder competir. Sus movimientos legitimaron el 6502 y, al final del espectáculo, el barril de madera lleno de muestras estaba vacío. [ cita necesaria ]

El 6502 se convertiría rápidamente en uno de los chips más populares de su época. Varias empresas obtuvieron la licencia de la línea 650x de MOS, incluidas Rockwell International , GTE , Synertek y Western Design Center (WDC) .

Se ofrecieron varias versiones diferentes de la CPU básica, conocidas como 6503 a 6507, en paquetes de 28 pines a un costo menor. Los distintos modelos eliminaron los pines de señal o dirección. Con diferencia, el más popular de ellos fue el 6507 , que se utilizó en las unidades de disco Atari 2600 y Atari. El 6504 se utilizaba a veces en impresoras. MOS también lanzó una serie de CPU similares que usaban relojes externos, que agregaban un "1" al nombre en el tercer dígito, como del 6512 al 6515. Estos eran útiles en sistemas donde algunos ya proporcionaban soporte de reloj en la placa base. otra fuente. La última incorporación fue el "crossover" 6510 , utilizado en el Commodore 64 , con puertos de E/S adicionales.

Grupo Commodore Semiconductor

Por muy exitoso que fuera el 6502, la propia empresa estaba teniendo problemas. Aproximadamente al mismo tiempo que se lanzaba el 6502, todo el mercado de circuitos integrados de calculadoras de MOS colapsó y sus productos anteriores dejaron de comercializarse. Pronto se encontraron en serios problemas financieros. Otra empresa, Commodore Business Machines (CBM), había invertido mucho en el mercado de las calculadoras y también estuvo a punto de desaparecer con la entrada de TI en el mercado. Una nueva inyección de capital salvó a CBM y le permitió invertir en proveedores de la empresa para ayudar a garantizar que su suministro de circuitos integrados no volviera a verse afectado de esta manera. Entre las diversas empresas se encontraban fabricantes de pantallas LED , controladores de energía y proveedores de chips controladores, incluido MOS.

A finales de 1976, CBM, que cotizaba en la Bolsa de Nueva York con una capitalización de mercado de alrededor de 60 millones de dólares , compró MOS (cuya capitalización de mercado era de alrededor de 12 millones de dólares ) en un acuerdo de acciones. Los titulares de MOS recibieron una participación accionaria del 9,4 por ciento en CBM [3] [4] [5] con la condición de que Chuck Peddle se uniera a Commodore como ingeniero jefe. El trato se concretó y, aunque la empresa básicamente se convirtió en el brazo de producción de Commodore, continuaron usando el nombre MOS durante algún tiempo para que no fuera necesario reimprimir los manuales. Después de un tiempo, MOS se convirtió en Commodore Semiconductor Group (CSG) . A pesar de haber cambiado el nombre a CSG, todos los chips producidos todavía llevaban estampado el antiguo logotipo "MOS" hasta 1989.

MOS había diseñado previamente un kit de computadora simple llamado KIM-1 , principalmente para "mostrar" el chip 6502. En Commodore, Peddle convenció al propietario, Jack Tramiel , de que las calculadoras eran un callejón sin salida y que las computadoras domésticas pronto serían enormes.

Sin embargo, el grupo de diseño original parecía estar incluso menos interesado en trabajar para Jack Tramiel que para Motorola, y el equipo rápidamente comenzó a separarse. Uno de los resultados fue que el chip 6522 (VIA) recién completado quedó sin documentar durante años.

Bill Mensch dejó MOS incluso antes de la toma de poder de Commodore y se mudó a Arizona. Después de un breve período como consultor para una empresa local llamada ICE, creó el Western Design Center (WDC) en 1978. Como licenciatario de la línea 6502, sus primeros productos fueron versiones CMOS de bajo consumo y con corrección de errores del 6502 ( el 65C02 , como chip separado e integrado dentro de un microcontrolador llamado 65C150). Pero luego ampliaron enormemente la línea con la introducción del 65816 , una actualización de 16 bits bastante sencilla del 65C02 original que también podía ejecutarse en modo de 8 bits para mayor compatibilidad. Desde entonces, WDC trasladó gran parte del catálogo MOS original a CMOS, y el 6502 siguió siendo una CPU popular para el mercado de sistemas integrados , como equipos médicos y controladores de tableros de automóviles.

Microelectrónica GMT

Después de la quiebra de Commodore en 1994, Commodore Semiconductor Group, sucesor de MOS, fue comprado por su anterior dirección por unos 4,3 millones de dólares , más un millón de dólares adicional para cubrir gastos diversos, incluida una licencia de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Dennis Peasenell se convirtió en director ejecutivo. En diciembre de 1994, la EPA celebró un acuerdo de compra prospectiva (que limitaba la responsabilidad de la empresa a cambio de compartir los costos de limpieza) con GMT Microelectronics. En 1994, la empresa, que operaba bajo el nombre de GMT Microelectronics ( G reat Mixed -signal Technologies ), reabrió la fábrica de proceso de un micrómetro ( planta de fabricación de semiconductores ) original de MOS Technology, de alrededor de 1970, en Audubon , condado de Montgomery , Pensilvania, que Commodore había cerrado en 1993. [6]

La planta había estado en la Lista de Prioridades Nacionales de sitios de desechos peligrosos de la EPA desde el 4 de octubre de 1989. [7] [8] Esto se debió a una fuga de tricloroetileno (TCE) en 1974 de un tanque de almacenamiento de concreto subterráneo de 250 galones utilizado por Commodore. Máquinas Comerciales en el proceso de limpieza de semiconductores. [6] Las fugas del tanque habían provocado que el agua subterránea local se contaminara con TCE y otros compuestos orgánicos volátiles (COV) en 1978. [6] En 1999, GMT Microelectronics tenía 21 millones de dólares en ingresos y 183 empleados trabajando en el sitio. [ cita necesaria ] Anunciado en marzo de 1999, GMT habría proporcionado servicios de fundición basados ​​en los procesos de resistencia de película delgada bipolar y SiCr (cromo de silicio) de TelCom y habría sido una fuente alternativa con licencia para los productos basados ​​en bipolar de TelCom, [9] con producción funcionando a 10.000 obleas semiconductoras de 5 pulgadas al mes, que producen dispositivos CMOS , BiCMOS, NMOS, bipolares y SOI ( silicio sobre aislante ). En 2000, GMT Microelectronics interrumpió sus operaciones y abandonó todos sus activos en el sitio del superfondo Commodore Semiconductor Group. [6]

Convención de nomenclatura de chips

La mayoría de los chips MOS reciben nombres de acuerdo con las siguientes reglas, que muestran la tecnología utilizada (diseño de puerta lógica): [10]

Productos

Referencias

  1. ^ abcd Mensch, Bill (10 de noviembre de 2014). "Historia oral de William David" Bill "Mensch, Jr" (PDF) . Museo de Historia de la Computación . pag. 18.
  2. ^ "Manual de hardware de la familia de microcomputadoras MOS MCS6500 (número de publicación 6500-10A), enero de 1976, p. 41" (PDF) .
  3. ^ "MOS: el auge de la tecnología MOS y el 6502" (publicado el 18 de enero de 2006). Marzo de 2015 . Consultado el 10 de mayo de 2016 . MOS Technology es de propiedad privada y está valorada en alrededor de 12 millones de dólares.
  4. ^ "El fabricante de calculadora se integra hacia abajo". Científico nuevo . vol. 71, núm. 1071. Información comercial de Reed. 9 de septiembre de 1976. p. 541 - a través de libros de Google.
  5. ^ "Commodore compra tecnología MOS", New Scientist , septiembre de 1976
  6. ^ abcd "TERCER INFORME DE REVISIÓN QUINQUENAL para el sitio Superfund de Commodore Semiconductor Group" (PDF) . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos Región III. Agosto de 2015. Archivado desde el original (PDF) el 21 de mayo de 2020.
  7. ^ "Información del sitio Superfund de Commodore Computers". Agencia de Protección Ambiental. Abril de 2004 . Consultado el 23 de mayo de 2019 .
  8. ^ "Grupo Commodore Semiconductor" (PDF) . epa.org . Agosto de 2002 . Consultado el 11 de agosto de 2020 .
  9. ^ "GMT firma un acuerdo de fundición bipolar con TelCom". Tiempos de ingeniería electrónica . Consultado el 23 de mayo de 2019 .
  10. ^ "m6502.txt - m6502 - tanquecarneiro". Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 24 de marzo de 2015 .
  11. ^ Vis, Pedro. "Melcor 380". Calculadoras . Consultado el 14 de enero de 2023 .
  12. ^ Woerner, Joerg. "MELCOR Modelo 380". Museo de la Calculadora Datamath . Consultado el 14 de enero de 2023 .
  13. ^ Sebastián, Mike. "Chips de calculadora MOS Technology, Inc.". Calculadoras programables . Consultado el 4 de abril de 2019 .
  14. ^ Braun; et al. (4 de enero de 1977). Sistema de medición para la manipulación farmacológica del mecanismo de coagulación en sangre y del tiempo de coagulación transcurrido. Estados Unidos: Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos . Consultado el 4 de abril de 2019 .
  15. ^ "Anuncio de chip de calculadora de tecnología MOS de 1974". Electrónica . 14 de noviembre de 1974 . Consultado el 4 de abril de 2019 .

enlaces externos

40°07′27.9″N 75°25′07.2″W / 40.124417°N 75.418667°W / 40.124417; -75.418667