mini|Programmierbarer elektronischer Tischrechner Rockwell 920 mit dem 4-Bit-Mikroprozessor Rockwell PPS-4 mini|Innenansicht des elektronischen Tischrechners Rockwell 920 mit dem 4-Bit-Mikroprozessor-Chipsatz Rockwell PPS-4, 1 kByte Nur-Lese-Speicher (1024 × 8 Bit, A0577PA, A0578PB, A0579PB, A0580PB, A0581PA), Allzweck-E/A (10696PA), Arbeitsspeicher (256 × 4 Bit, 4 × 10432PD, 3 × 10432PC), Zentraleinheit (10660PD).
Der Rockwell PPS-4, kurz für , war ein 4-Bit-Mikroprozessor von Rockwell International, der Ende 1972 auf den Markt kam. Er fand breite Anwendung in Tischrechnern, Taschenrechnern, frühen elektronischen Spielen und Spielzeug sowie in anderen eingebetteten Anwendungen. Weiterentwickelte Versionen wurden bis in die 1980er-Jahre hinein produziert.
Die ursprüngliche Version wurde als ein Set bestehend aus drei Mikrochips umgesetzt, bestehend aus der CPU, einem Taktgenerator und einem Anwender-ROM. Im Jahr 1975 wurde der Taktgenerator integriert, wodurch der PPS-4/2 mit einer Vielzahl von ROM- und RAM-Unterstützungschips entstand. Im Jahr 1976 wurde der PPS-4/1 um ein anwenderdefiniertes ROM erweitert, wodurch eine Ein-Chip-Lösung entstand, die mit einer geringeren Geschwindigkeit lief.
Die Markteinführung des PPS-4/1 fiel mit der des Rockwell PPS-8 zusammen, einem technisch ausgereifteren 8-Bit-Prozessor. Die für den PPS-8 erschienenen Zusatzchips waren auch mit dem PPS-4/1 kompatibel. Diese Versionen der Produktreihe wurden bis in die 1980er Jahre hinein weiter produziert. Der PPS-8 wurde jedoch kurz nach seiner Einführung wieder eingestellt, als technisch ausgereiftere 8-Bit-Prozessoren auf den Markt kamen.
Beschreibung Der PPS-4 wurde im Metallgate-Verfahren hergestellt, während der zeitgenössische Intel 4004 auf dem fortschrittlicheren PMOS-Logikprozess mit Siliziumgate basierte. Dies erforderte hohe Spannungen: Der PPS-4 wurde mit einer Gleichspannung von −17 V betrieben und erreichte dabei 256 kHz, während der 4004 bei 15 V mit 750 kHz lief.
Die CPU mit der Teilenummer 10660 war in einem 42-poligen Quad-In-Line-Gehäuse untergebracht. Zu den Pins gehörten ein 12 Bit breiter Adressbus, ein Datenbus mit 8 Bit Breite, sowie drei 4 Bit breite Ein- und Ausgänge, die auf verschiedene Weise kombiniert werden konnten. Die restlichen Pins wurden für die Stromversorgung und Taktsignale genutzt.
Dank der getrennten Daten- und Adressbusse konnte der PPS-4 einen 8-Bit-Befehl in einem einzigen Taktzyklus lesen. Der 16-polige 4004 verfügte dagegen über einen einzigen 4-Bit-Bus, der fünffach multiplexiert war. Dadurch waren für eine 12-Bit-Adresse externe Flipflops sowie drei Zyklen für die Adressierung und anschließend zwei Zyklen zum Lesen eines Befehls erforderlich. Dadurch erreichte der PPS-4 trotz einer Taktfrequenz, die nur ein Drittel der des 4004 betrug, in etwa die gleiche Gesamtgeschwindigkeit.
Ein vollständiges System bestand aus der CPU 10660, dem Taktgenerator 10706 (in einem 10-poligen TO-5-Gehäuse) sowie einem ROM- oder RAM-Chip. Der Takt war vierphasig und basierte auf der kostengünstigen Verfügbarkeit von Keramikresonatoren, welche in der Konsumelektronik in großen Stückzahlen in analogen US-Farbfernsehgeräten nach NTSC eingesetzt wurden.
Der PPS-4/2 wurde im Herbst 1975 eingeführt. Dabei wurde der Taktgeber auf dem CPU-Chip integriert, wodurch das System auf zwei Chips reduziert wurde: die 11660-CPU und ein ROM- oder RAM-Chip. Außerdem verfügte er über einen integrierten LED-Controller. Dieser wurde normalerweise zusammen mit dem Speicher-Eingabe-Ausgabe-Systemchip verwendet, der 2 KB ROM, 128 Byte RAM und 16 serielle Schnittstellen vereinte, die auf verschiedene Weise kombiniert werden konnten.
Anfang 1976 folgte der PPS-4/1, der weiterhin auf dem PMOS-Prozess basierte, während die meisten anderen Unternehmen inzwischen auf die neue NMOS-Logik umgestiegen waren. Er war für den Einsatz mit dem kurz zuvor erschienenen PPS-8 konzipiert, der ebenfalls den PMOS-Prozess nutzte. Beide Modelle waren so ausgelegt, dass sie mit einem gemeinsamen Satz von Schnittstellenchips funktionierten. Es wurde eine große Vielfalt an PPS-4/1-Modellen hergestellt, die sich hinsichtlich der auf dem Chip integrierten RAM-, ROM- und E/A-Komponenten unterschieden. Diese Versionen liefen mit 40 kHz bis 120 kHz deutlich langsamer als die ursprünglichen Modelle.
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Einzelnachweise
Kategorie:Mikroprozessor