ICs and Mikroprozessoren


 

Die Geschichte der Homecomputer beginnt 1958 mit der Erfindung der ICs (engl. Integrated Curcuits, integrierte Schaltkreise) von Jack Kilby, der fur die amerikanische Firma Texas Instruments arbeitete.
Erstmals war es möglich, die Baugröge entscheidend zu verringern, indem man Transistoren, Dioden and Widerstände auf kleinen Platinchen zusammenfasste. Dieses Konzept hatte große Vorteile: Durch die Verdichtung waren kürzere Signalwege zu bewältigen, wodurch sick die Geschwindigkeit der Prozessoren enorm steigern ließ. Außerdem waren die ICs viel billiger als die aus Einzelkomponenten hergesteliten Schaltungen.
Vom IC war es nicht mehr weft bis zum Mikroprozessor. Am 15.11.1971 stellte Intel einen neuartigen Baustein vor: Der Chip enthielt Rechen- and Steuerwerk eines einfachen Computers and war universeil verwendbar. Der "4004" war eine Auftragsarbeit for Busicom, einen Hersteller von Rechenmaschinen. Die jedoch zeigten kein großes Interesse an dem Baustein, so dass Intel schließlich die Rechte daran zurückkaufte. Relativ schnell folgten dann weitere Prozessoren: 8008 als erster 8-Bitter, 8080 and 8085. Es gab rasch weitere Anbieter von Mikroprozessoren, Intel konnte jedoch seine Position all Marktführer bis heute behaupten.
Ein Mikroprozessor ist eine auf einem Chip integrierte Halbleiterschaltung, die ein binäres Rechenwerk (CPU = Central Processor Unit) enthält, sowie Anschlüsse ("Busleitungen") and Steuerschaltungen, um diesel binäre Rechenwerk mit externen Komponenten zu verbunden. Als externe Komponenten sind insbesondere digitale Speicherbausteine fur Programme and Daten notwendig sowie Peripherie-Module zur Kommunikation des Prozessors mit seiner Umgebung ("Input/Output" abgekürzt "I/O"}.
Im Laufe der Zeit haben sich aus Mikroprozessoren drei Anwendungsschwerpunkte herausgebildet: Mikrocomputer, Microcontroller and digitale Signalprozessoren (DSP).

 


 


 

 

Geschichte der Halbleitertechnik


 

Die Elektrotechnik ist ein Kind des 19. Jahrhunderts. Die wichtigsten Erfindungen (elektrische Maschinen) stammen aus dieser Zeit. Die Halbleitertechnik ist dagegen im wesentlichen erst in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts entstanden.

Die ersten Bauelemente stammen aber aus den 20er Jahren and wesentliche Teile der Theorie der Halbleiter aus den 30er Jahren.

1920s

Detektor-Kristalle im Volksempfänger

1930s

Erfndung des FET-Transistors (Hall) and Entwicklung der Theorie der Halbleiter­

Ober an e (Schottky)

1947148

Erfindung des bipolaren Transistors lurch Bardeen, Brattain and Shockley bei

den Bell-Labs (USA)

956

Erste (bipolare) Silizium-Transistoren

1958/59

Erfindung des integrierten Schaltkreises bei Texas Instruments (USA) lurch Jack

Kilb

1965

Erste bi polare ICs, erste FET-Transistoren

1971

Geburt der Mikroprozessoren

1989

Prozessoren mit ca. 100 000 Transistoren, Halbleiter-Speicher (RAM)

1990

Höchstinte ration bei Speichern (100 Mio. Trans.) and Prozessoren

Entwicklung der Rechner-Technologie


Die Geschichte der Rechner-Entwicklung zeigt die Abhängigkeit von der Halbleitertechnik. Erst die Verfügbarkeit leistungsfähiger monolithisch integrierter Prozessoren hat den PC and damit die heutige Computer- and Kommunikationstechnik möglich gemacht. Auch die Entwicklung der Prozessoren ist keineswegs abgeschlossen. Man geht entsprechend dem von Gordon Moore, einem der Grunderväter von Intel, aufgestellten Gesetz (Moore's Law) davon aus, dass sich die Packungsdichte der HL­Bauelemente etwa alle 3 Jahre verdoppelt.

Um these Entwicklungen tatsächlich zu realisieren, sind nosh ganz erhebliche Probleme technischer Art zu Iösen. Bei den Speicherbausteinen müssen vor allem ausreichend große Kondensatoren auf engstem Raum entworfen and gefertigt werden, notwendig dazu wird die Verwendung neuer Materialien mit extrem hoher Dielektrizitätskonstante sein.

 

 

 


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