Masatoshi Shima (嶋 正利, Shima Masatoshi , nacido el 22 de agosto de 1943 en Shizuoka ) es un ingeniero electrónico japonés . Fue uno de los arquitectos del primer microprocesador del mundo , el Intel 4004 . En 1968, Shima trabajó para Busicom en Japón e hizo el diseño lógico para una CPU especializada que se traduciría en chips personalizados de tres chips. En 1969, trabajó con Ted Hoff y Stanley Mazor de Intel para reducir la propuesta de Busicom de tres chips a una arquitectura de un solo chip. En 1970, esa arquitectura fue transformada en un chip de silicio, el Intel 4004 , por Federico Faggin , con la ayuda de Shima en el diseño lógico. [3] [4] [5]
Más tarde se unió a Intel en 1972. Allí, trabajó con Faggin para desarrollar el Intel 8080 , lanzado en 1974. Luego, Shima desarrolló varios chips periféricos Intel, algunos utilizados en la PC IBM , como el controlador de interrupciones 8259 , el chip de interfaz periférica programable 8255 . , chip temporizador 8253 , chip de acceso directo a memoria (DMA) 8257 y chip USART de comunicación serie 8251 . Luego se unió a Zilog , donde trabajó con Faggin para desarrollar Zilog Z80 (1976) y Z8000 (1979). [2]
Estudió química orgánica en la Universidad de Tohoku en Sendai , Prefectura de Miyagi , Japón . Con malas perspectivas de empleo en el campo de la química, comenzó a trabajar para Busicom , un fabricante de calculadoras comerciales , y se incorporó en la primavera de 1967. Allí, aprendió sobre software y diseño de lógica digital, de 1967 a 1968. [3]
Después de que Busicom decidiera utilizar circuitos de integración a gran escala (LSI) en sus productos de calculadora, comenzaron a trabajar en lo que más tarde se conoció como el "Proyecto Busicom", [5] un conjunto de chips para la calculadora Busicom 141-PF que condujo a la creación del Primer microprocesador , el Intel 4004 . [4] En abril de 1968, se le pidió a Shima que diseñara la lógica de lo que se pretendía que fuera un futuro chipset que sería diseñado y producido por una empresa de semiconductores. [3] Shima diseñó un chipset LSI de propósito especial, junto con su supervisor Tadashi Tanba, en 1968. [4] Su diseño constaba de siete chips LSI, incluida una CPU de tres chips . [5] El diseño inicial de Shima incluía unidades aritméticas ( sumadoras ), unidades multiplicadoras, registros , memoria de sólo lectura y un conjunto de macroinstrucciones para controlar un sistema informático decimal . [4] Busicom quería producir un chipset LSI de uso general, no sólo para calculadoras de escritorio, sino también para otros equipos como cajeros , cajas registradoras y máquinas de facturación . Shima comenzó a trabajar en un chipset LSI de uso general a finales de 1968, y Busicom luego se acercó a las empresas estadounidenses Mostek e Intel para convertir la lógica en circuitos MOS y el diseño del chip para su fabricación. El trabajo fue encomendado a Intel, que en aquel entonces era más una empresa de memoria y tenía instalaciones para fabricar el chip semiconductor de óxido metálico ( MOS ) de puerta de silicio de alta densidad que Busicom necesitaba. [3]
Shima acudió a Intel en junio de 1969 para presentar la propuesta. Debido a que Intel carecía de ingenieros lógicos para comprender los esquemas lógicos o ingenieros de circuitos para convertirlos, Intel le pidió a Shima que simplificara la lógica. [6] [3] Intel quería un diseño de CPU de un solo chip, [3] influenciado por Tadashi Sasaki de Sharp , quien había presentado el concepto a Intel en 1968. [7] Esto luego fue formulado por Marcian "Ted" Hoff de Intel en 1969, simplificó el diseño inicial de Shima a cuatro chips, incluida una CPU de un chip. [5] Debido a que la formulación de Hoff carecía de detalles clave, a Shima se le ocurrieron sus propias ideas para encontrar soluciones para su implementación. Ambos finalmente se dieron cuenta del concepto de microprocesador de 4 bits , con la ayuda de Stanley Mazor de Intel para interpretar las ideas de Shima y Hoff. Shima fue responsable de agregar un registro de desplazamiento estático de 10 bits para que fuera útil como interfaz de teclado y buffer de impresora, muchas mejoras en el conjunto de instrucciones , haciendo que la organización de la memoria de acceso aleatorio (RAM) sea adecuada para una calculadora, la información de la dirección de la memoria transferencia, el programa clave en un área de rendimiento y capacidad del programa, la especificación funcional, la idea de computadora decimal, el software, la lógica de la calculadora de escritorio, el control de entrada/salida (E/S) en tiempo real y la instrucción de intercambio de datos entre el acumulador y el general. -registro de finalidad . [3] Las especificaciones de los cuatro chips se desarrollaron durante un período de unos pocos meses en 1969, entre un equipo de Intel dirigido por Hoff y un equipo de Busicom dirigido por Shima. [5]
Después de que Shima regresó a Japón a finales de 1969 y luego regresó a Intel a principios de 1970, descubrió que no se había realizado más trabajo en el 4004 desde que se fue, y que Hoff ya no estaba trabajando en el proyecto. El líder del proyecto se había convertido en Federico Faggin , que se había unido a Intel sólo una semana antes de la llegada de Shima. Faggin fue contratado de Fairchild Semiconductor, donde había desarrollado la tecnología de puerta de silicio MOS original, la única tecnología que podría usarse para diseñar un chip de la complejidad y velocidad del 4004. Shima trabajó con él, ayudándolo con el diseño lógico del Procesador 4004 [3] Trabajó en las oficinas de Intel durante seis meses, desde abril hasta octubre de 1970. Luego, su empresa vendió los derechos de uso del 4004 a Intel, con la excepción del uso en calculadoras comerciales.
Después del 4004, Intel diseñó el 8008 (arquitectura de Computer Terminal Corporation, diseño de Federico Faggin y Hal Feeney). Luego, Shima se unió a Intel en 1972. [2] Fue contratado para implementar la lógica a nivel de transistor del próximo microprocesador de Intel, que se convirtió en el Intel 8080 (concepción y arquitectura de Federico Faggin), lanzado en 1974. [3] Luego, Shima desarrolló varios Chips periféricos Intel, algunos utilizados en IBM PC , como el controlador de interrupciones 8259 , el chip de puerto paralelo 8255 , el chip de temporizador 8253 , el chip DMA 8257 y el chip USART de comunicación serie 8251 . [2] No participó en la creación del Intel 8088 o 8086 .
Shima se mudó a Zilog en 1975 y, utilizando sólo unos pocos asistentes, [8] desarrolló la implementación física y a nivel de transistor del Zilog Z80 , bajo la supervisión de Faggin, quien concibió y diseñó la arquitectura Z80 para que fuera un conjunto de instrucciones compatible con el Intel 8080. A esto le siguió la misma tarea para el Z8000 de 16 bits . [3]
Según compañeros de trabajo de Intel, el método de Faggin que utilizó Shima fue diseñar toda la lógica a nivel de transistor, directa y manualmente, no a nivel de puerta y/o registro. Por lo tanto, los esquemas eran difíciles de leer, pero como los transistores estaban dibujados de tal manera que sugerían un "plano" del chip, [9] ayudó a la hora de realizar el diseño físico del chip. Sin embargo, según Shima, la lógica se probó por primera vez en placas que utilizaban chips de lógica transistor-transistor (TTL), antes de traducirse manualmente a equivalentes de transistores MOS.
Después de regresar a Japón, Shima fundó el Intel Japan Design Center en 1980 y VM Technology Corporation en 1986. En VM, desarrolló el microprocesador de 16 bits VM860 y el microprocesador de 32 bits VM 8600 para el mercado japonés de procesadores de texto . Se convirtió en profesor en la Universidad de Aizu en 2000. [2]