從誕生到無處不在——一文看懂四位微處理器（一）

微處理器由一片或少數幾片大規模集成電路組成，能完成讀取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，所以其基本組成部分有算術邏輯單元（ALU，Arithmetic Logical Unit）；累加器（accumulator）和通用寄存器（register）；程序計數器（也叫指令指標器）；時序和控制邏輯部件；數據與地址鎖存器／緩沖器；內部總線。

微處理器從20世紀60年代未開始出現，到今天已經無處不在，無論是手機、可穿戴設備等智能電子產品，還是汽車，數控機床，導彈，航空航天，等都要嵌入各類不同的微處理器。

根據微處理器的應用領域，可以分為三類：通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和數字信號處理器、微控制器（MCU）。

根據微處理器處理信息的字長，有4位、8位、16位、32位、64位微處理器。早期的微處理器（16位及以前）生產廠商魚龍混雜，不只INTEL，還有Mitre、Garrett AiResearch、Intel、TI、Fairchild、Rockwell、NEC、National Semiconductor、Western Electric、Motorola、Zilog、INMOS、DEC、SUN。到了32位，主要是Intel的天下，從Pentium到其PRO版，II代、III代，IV代等等，AMD和VIA等雖然好好學習，但還是難以撼動Intel的霸主地位。

下面我們開始踏上4位微處理器時代之旅，讓我們了解一下4位時代的精典產品。

雖然微處理器直到1970年才出現，但是1969年7月美國登月飛船“阿波羅11號”就采用了復雜的計算系統，包括姿態控制、制導導航系統以及船載計算機等。這些復雜的計算系統吸引了美國各大公司投身其中，紛紛力爭推出自己的計算機產品來取代對方。

在20世紀70年代開發4位微處理器的公司有Mitre、Garrett AiResearch、Intel、TI、Fairchild、Rockwell、NEC、National Semiconductor等。

2140

1968年多名從Mitre公司離職的工程師創建了Viatron計算機公司，于1969年發明了第一個基于LSI技術的4位微處理器2140。

MP944

MP944是第一個航空航天微處理器，也是第一個軍用微處理器，還是第一個完全集成芯片組微處理器。

1968年Garrett AiResearch開始研制一種數字計算機，以同正在開發中的用于美國海軍F－14雄貓戰斗機的主飛行控制電腦的電機系統競爭。1970年6月，美國Garrett AiResearch的Steve Geller和Ray Holt發明了基于MOS－LSI技術的產品，由6顆芯片組成（兩個頂級的石英傳感器，一個20位高精度的模數字轉換器A／D，一個20位高精度數模轉換器D／A，一個MOS－LSI芯片組，一個高效的電源單元），命名為MP944。該芯片僅約40平方英寸（約25000平方毫米），頻率達375KHz，以更小的體積和更高的可靠性打敗了基于電機系統的設計，被運用于美國海軍早期的所有雄貓戰斗機（TomCat fighter，包括F－14雄貓戰機），1970年第一架使用MP944的F－14飛機試飛；由于美國軍方認為這種技術太過先進而不允許將其設計細節公開，直到1998年才得以揭開其面紗。