Tretti år med digital kretsteknikk En teknisk historiefortelling av Yngvar Lundh Utrolig mye har hendt på et par mannsaldre
Digitalteknikk De første viktige tretti år Vi kalte det Sifferteknikk 1940 1950 1960 1970 1980 1990 Data - Tele - og mer og mer og mer. Tilgjengelighet Sterke hjelpemidler billig nok for alle
Liten interesse Omkring 1960: Norge bør ikke satse på regnemaskinteknikk Studiemøtet i Radioteknikk og Elektroakustikk 1962 Teknisk Ukeblad 1963 Dristig ledelse ved FFI lot oss holde på
Femtiårene Datamaskiner fant sin grunnleggende form (von Neumann) Datamaskiner ble praktiske hjelpemidler for industri, handel, forskning, forsvar Vakuumrør begrenset levetid Whirlwind computer MIT Lincoln Lab 1951 Ferranti Mercury FFI 1958
Pris drift - vedlikehold Datamaskin: Multi-million investering Ny spesiell bygning. Spesielt driftpersonale. Linjeskriver
Forsvarets forskningsinstitutt - FFI Et par entusiaster kuttet noen hjørner Et signalbehandlingsproblem ble løst digitalt: Lydia Transistorer Trykte kort Pålitelig mekanikk Først og fremst: Worst case design! Unge entusiaster Siffergruppen 1961
Ny industri i Norge Basert på elektronikk Digitalteknikk Utviklet ved FFI og SI Nusse SAM Rasmus Skjærebrenner Nord-1 Spesielt i 70- og 80-årene Odin for feltartilleri
Slektstavle for norske datamaskiner Fra Teknisk Ukeblad 1972
Rør var nødvendig men krevde vedlikehold De største datamaskinene i femtiårene kunne ha titusener av rør. Rør måtte skiftes ofte. Eksperimentell regnemaskin Hovedoppgave 1956 NTH - FFI TX-0 Transistormaskin 1957 En epokegjørende utvikling Ved MIT Lincoln Lab
Matematikkmaskiner I femtiårene pågikk mange prosjekter i laboratorier, særlig i USA og England. Noen enkelte firmaer IBM og Ferranti leverte kommersielt
Solid state! Søkte etter nye komponenter Valget ikke opplagt Magnetiske elementer, ferritt Vakuumrør Best funksjon, men Ringkjerne med flere hull Biaksiale kjerner I femtiårene var valget ikke avgjort Transistor Logiske kretser, skiftregistre og andre registre, hurtighukommelse
Transistorutvikling Surface barrier var det hurtigste lansert i masseproduksjon 1953 av Philco Planar ble fremtiden. Utviklet 1959 ved Fairchild Semiconductors. Kom på markedet først i 60-årene Mange forskjellige fysiske transistor-prinsipper
Punktkontakt og planar 23. Desember 1947 Schockley og Bardeen Første planar transistor Fairchild 1959 Epitaxial gull-dopet Fairchild 1961
Konkurranse Planarteknikken var langt enklere og sikrere i produksjon Gjorde det mulig for flere å mestre Vi er de eneste Problem for den som skal bruke den komponenten Second sourcing ble en avgjørende faktor En ny komponent ble først godtatt på markedet når den var second sourced av minst en annen troverdig leverandør Fra 1961-62 ble det for alvor mulig å bruke transistorer i datamaskiner
Worst case komponenter En serie av digitale kretsmoduler ble utviklet ved FFI i 1961-62 Tre transistorer på markedet ble vurdert på ytelse og pris Og en av dem ble innkjøpt i stort antall En parameter, viktig for worst case ble målt. Komponentene sortert Suksessfaktor!
Et sett av moduler Grunnleggende logiske elementer, Port, flipflop, add Dokumentert Med regler for sammenkobling, og fanout. Fleksibelt.
Rask utvikling Allerede da gikk utviklingen raskt 1961: 100 khz (Lydia) 1963: 30 MHz (SAM) ny serie moduler Aller viktigst med transistorer var øket pålitelighet - Og plass og kraftforbruk
Hukommelse I dag kalles det minne Mange effekter og prinsipper Magnetisk tromme Williamson rør Utnyttet etterlysningstiden I fosforet Nikkel Forsinkelseslinjer Kvikksølv Elektrisk
Forsinkelseslinjer Lyd som er på vei er et minne Kvikksølvstreng Nikkeltråd Forsinkelse 10 μs Dvs 10 bit ved 1MHz Kobbertråd
Magnetkjerner Utviklet først i femtiårene Viktig i bruk fra medio 60, utover i 70-årene Myriabit (=10 000 bit) RCA 1953 RAM - Random Access Memory SAM 1963 64x64 x 25 dvs: 4096 ord à 24+1bit
Integrerte kretser fra midt i 1960-årene Planarteknikken tillot mange transistorer på en brikke. 1969: 64 bit på en brikke 1970-71: 256 bit Fairchild 1967 8-bits akkumulator Hukommelsesbrikker ble viktig for nesten all elektronikk En japansk fabrikant ble dominerende leverandør Skapte krise i elektronikkbransjen en gang i åttiårene
Mer kompakt med integrerte kretser Fra midt i sekstiårene SAM-2: Mindre, sterkere! Deretter i rask rekkefølge: Kongsbergs SM3 -og Odin
Kun masseproduksjon? Konstruksjon og prosessering var lenge forbeholdt noen etablerte firmaer Økende kompleksitet Mead and Conway revolution Konstruksjonsregler (Lambda) MPC
Multi Project Chip - MPC MPC Og Multi Chip Wafer Prøver i små antall Relativt billig
Interesse i Norge På FFI ble et par kretser konstruert Først en synkroniseringskrets for PCM- multipleks Digital telefonsentral, STK, NRK, Regjeringen, Militæret, Eksport Dernest en grensesnitt-krets for en multicomputer Ett kort Erstatter fire Martinus (1973) 30 kraftige prosessorer og en styremaskin
Kostruksjonshjelpemidler Tegning og kontroll mest manuelt Senere bedre tegneutstyr FFI anskaffet Computervision Data til USA via fjernskriver
Inspirasjon Vi inviterte prof. Carlo Sequin fra Berkeley Interesse fra studenter Prøvekretser sammen med MIT via Lynn Conway Firmaer startet i Oslo og Trondheim for Application Specific Integrated Circuits VLSI ble moderne ASIC bød på problemer Svært avhengig av antall
Mikroprosessorer osv Intel 4004 kom i 1971 Det var et svar på Application Specific. Gate arrays Motorola 1969 (12 gates) Texas Instruments 1970 Varianter etter hvert: PROM, PLA, PAL, GAL, CPLD, FPGA Siden har utviklingen fortsatt minst like fort Det kan mange her fortelle mer om!