细数了不起的25款震撼世界的微芯片设计（图文）（二） - 数模混

　　

　　德州仪器的 TMC0281语音合成器（1978）

　　如果没有TMC0281，E.T.可能还永远无法“给家里打电话”。这是因为TMC0281是首款单芯片语音合成器，它也是德州仪器推出的“说和拼”（ Speak & Spell）学习玩具的“心”（我们是不是应该说是“嘴”呢？）。在史蒂芬·斯皮尔伯格的电影中，外星人用它搭建了自己的行星间发报机（电影中，E.T. 还用一衣架、一个咖啡罐和一把圆锯）。

　　TMC0281使用了一种称为线性预测编码的技术传递声音，声音听起来就像一连串的嗡嗡声、嘶嘶声和邦绑声。当年的四个工程师的Gene A. Frantz目前还在德州仪器。他称，这一令人惊讶的解决方案被认为“不可能通过集成电路完成”。微芯片的改进型被用在了Atari街机游戏和克莱斯勒 K-cars中。在2001年，德州仪器将语音合成芯片产线卖给了Sensory公司，后者在2007年晚些时候中止了该产线的生产。如果你需要打一个长距离或很远很远距离的电话，你可以在易趣上花上大约50美元买一个仍处于良好状态的“说和拼”玩具来满足你的需求。

　　在《班德大脑的真象》一文中，《飞出个未来》的电影监制人和主要作者David X. Cohen将解释他为什么将6502选作班德的大脑。



　

　　德州仪器的TMS32010数字信号处理器（1983）

　　作为美国的一个大州德克萨斯州给我们留下了许多深刻的印象，如“十加仑”帽、炸鸡排、胡椒博士饮料，以及TMS32010数字信号处理器，不过相比较前面提到的几件特产而言TMS32010数字信号处理器可能名声要略逊一些。虽然由德州仪器的研发的TMS32010并不是首款DSP（首款DSP是西部电气公司在1980年推出的DSP-1），但是它却是速度最快的一款。TMS32010可以在200毫微秒内进行乘法运算，这一成绩这工程师们都兴奋不已。此外，它还可以执行来自快速片上（on-chip）ROM和慢速片外（off-chip） RAM的指令。而与之竞争的产品只有DSP功能。DSP设计团队的成员Wanda Gass目前仍然在德州仪器，他表示：“这一优势使得为TMS32010进行程序开发变得更具灵活性，这就像为微控制器和微处理器进行程序开发一样。”TMS32010每部售价为500美元，在第一年这款产品都销售了1000部。随后销售量开始猛涨，如今DSP已经广泛用于调制解调器、医疗设备和军用系统中。哦，TMS32010还有一个应用，那就是用在了一个可爱的洋娃娃身上，这个洋娃娃可以唱歌和说话。TMS32010是大型DSP家族中的首位。未来DSP家族中还将会继续扩大，这可是德州仪器的财富。
　

　　微芯科技公司的 PIC 16C84微控制器（1993）

　　在上世纪九十年代早期，8位微控制器领域由摩托罗拉一家公司独占。随后一家小的连名字都不起眼的竞争者现出了，这就是微芯科技公司。微芯科技公司研发出了 PIC 16C84，该产品整合了一种名为EEPROM的存储器。在擦除时，PIC 16C84微控制器并不像它的前辈那样需求紫外线擦除器。该芯片的主要设计师Rod Drake现在为微芯科技公司的董事。他称：“现在用户可以在飞行中改变他们的编码了。”更棒的是，这款芯片的成本低于5美元，仅有目前其它替代产品成本的四分之一。这些替代产品主要来自摩托罗拉公司。16C84已经被使用在智能卡、远程控制、无线汽车钥匙中。16C84成为了微控制器领域的开端，而微芯科技公司也成为了《财富500》排行榜中的电子工业超级明星。目前16C84已经销售了60亿部，其中一部分被用在了工业控制器、无人飞行器、数字验孕测试、芯片控制烟火、LED珠宝饰物和名为Turd Alert的化粪池监视器上。

　　

　　飞兆半导体公司的μA741 运算放大器（1968）

　　运算放大器都是一些设计相似的硅板。你总是在使用它们中的一些。在几乎所有的事情中你都可以用到它们，它们也会漂亮的完成一些任务。设计者们用它们制作音频和视频的前置放大器、电压比较器、精度校正器、以及许多的其它系统，这些都是日常电子用品的一部分。

　　在1963年，26岁的工程师Robert Widlar在飞兆半导体公司设计出了首款单片电路的运算放大器IC――μA702。当时每部售价为300美元。随后，Widlar通过改进设计出了 μA709，成本也随之削减到了70美元，这使得该款产品获得了巨大的商业成功。故事到了这里，事业如日中天的Widlar要求升职。在要求没有得到满足后，Widlar辞职了。国家半导体公司如获致宝，迅速就雇用了Widlar。在国家半导体公司，Widlar帮助建立了相似的IC设计部门。在1967 年，Widlar为国家半导体公司研发出了更好的运算放大器，LM101。

　　尽管对于突然出现的竞争，飞兆半导体公司管理人员变得焦头烂额，但是在公司的研发实验室里，新加入的David Fullagar对LM101进行了仔细的研究。很快，Fullagar发现虽然LM101的设计非常巧妙，但是还是存在许多缺点。为了避免特定的频率失真，工程师不得不将一个外部电容与芯片联接。此外，由于半导体的质量有波动，导致IC的输入级，也就是所谓的前端使得一些芯片对噪音十分敏感。

　　他称：“前端看起来有些临时凑合的感觉。”

　　Fullagar着手开始自己的设计。他拓展了半导体当时的制造程序限制，在芯片中整合了一个30皮法电容。现在如何改良前端呢？解决方案非常的简单，增加了一对额外的晶体管。“在当时，我并不知道如何解决这一问题，我开车去了一趟塔霍湖。”额外的电路使得放大更加平滑，从芯片到芯片变得十分稳定。

　　Fullagar带着自己设计找到了飞兆半导体公司研发总监Gordon Moore。Moore随后将这一设计送到了公司的商业部门。新的芯片μA741成为了运算放大器的标准。IC和由飞兆半导体公司竞争对手研发的类似产品已经销售了数百万部。以702每部售价300美元的价格你在今天可以买数千个741芯片。

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