Эта работа может быть выполнена легко, если вы делаете это многократно.
Federico Faggin — итальяно-американский физик, инженер, изобретатель и предприниматель. Он наиболее известен тем, что спроектировал первый коммерческий микропроцессор, Intel 4004. Он возглавил проект 4004 MCS-4 и группу проектирования в течение первых пяти лет деятельности Intel в области микропроцессоров. Faggin также создал, работая в Fairchild Semiconductor в 1968 году, самосовмещающуюся MOS технологию кремниевого затвора SGT (metal–oxide–semiconductor), которая сделала возможным создание микросхем памяти MOS, датчиков изображения CCD и микропроцессора. После 4004 он возглавил разработку Intel 8008 и 8080, используя свою методологию SGT для проектирования микросхем случайной логики, что было необходимо для создания первых микропроцессоров Intel. Он был соучредителем вместе с Ralph Ungermann и генеральным директором Zilog, первой компании, полностью посвященной микропроцессорам, и возглавлял разработку процессоров Zilog Z80 и Z8. Позже он был соучредителем и генеральным директором Cygnet Technologies, а затем Synaptics.
В 2010 году он получил Национальную медаль технологии и инноваций за 2009 год, высшую награду, которую Соединенные Штаты присуждают за достижения, связанные с технологическим прогрессом. В 2011 году Faggin основал Фонд Federico and Elvia Faggin для поддержки научного изучения сознания в университетах и научных институтах США. В 2015 году Фонд Faggin помог учредить эндаумент в размере 1 миллиона долларов для Presidential Chair семьи Faggin в области физики информации в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, чтобы способствовать изучению «фундаментальных вопросов на пересечении физики и смежных областей, включая математику, сложные системы, биофизику и когнитивные науки, с объединяющей темой информации в физике». Federico Faggin проживает в Silicon Valley с 1968 года и является натурализованным гражданином США.
Образование и ранняя карьера
Родился в Виченце, Италия, Federico вырос в интеллектуальной среде. Его отец, Giuseppe Faggin, был ученым, который написал много академических книг и перевел, с комментариями, Эннеады Плотина с оригинального греческого на современный итальянский язык. Federico проявлял сильный интерес к технологиям с раннего детства. Он посещал техническую гимназию в Виченце, I.T.I.S. Alessandro Rossi, а позже получил степень лауреа по физике summa cum laude в Падуанском университете.
Лаборатория НИОКР Olivetti
Faggin присоединился к Olivetti в возрасте 19 лет. Там он со-проектировал и возглавил реализацию небольшого цифрового транзисторного компьютера с магнитной памятью 4 K × 12 бит в 1960 году. Отдел НИОКР Olivetti впоследствии разработал один из первых в мире программируемых настольных электронных калькуляторов, Olivetti Programma 101 в 1964 году. После этого первого опыта работы Faggin изучал физику в Падуанском университете и преподавал курс лабораторных работ по электронике для студентов 3-го года обучения физики в академическом году 1965–1966.
SGS-Fairchild
В 1967 году он присоединился к SGS Fairchild, ныне STMicroelectronics, в Италии, где разработал первую технологию MOS с металлическим затвором и спроектировал первые две коммерческие интегральные схемы MOS. SGS отправил его в Калифорнию в 1968 году. Когда Fairchild продал SGS-Fairchild, Faggin согласился завершить разработку технологии кремниевого затвора с Fairchild.
Карьера в Silicon Valley
Fairchild Semiconductor
Технология кремниевого затвора SGT — одна из наиболее влиятельных технологий, питавших прогресс микроэлектроники с момента появления MOSFET. Без SGT первый микропроцессор не мог быть создан в течение 1970–1971 гг.
В феврале 1968 года Federico Faggin присоединился к Fairchild Semiconductor в Пало-Альто, где был руководителем проекта по технологии MOS кремниевого затвора, MOSFET с самосовмещающимся кремниевым затвором, и изобретателем его уникальной архитектуры процесса. SGT стала основой всех современных интегральных схем NMOS и CMOS. Она сделала возможным создание микросхем памяти MOS в течение 1969–1970 гг., первого микропроцессора в течение 1970–1971 гг. и первого CCD и EPROM (электрически программируемого постоянного запоминающего устройства) с плавающими кремниевыми затворами в 1970–1971 гг. SGT заменила существующую технологию MOS с алюминиевым затвором и была принята во всем мире в течение 10 лет, в конечном итоге сделав устаревшими оригинальные интегральные схемы, построенные с биполярными транзисторами.
Fairchild 3708
В Fairchild, Faggin спроектировал первую коммерческую интегральную схему, использующую технологию кремниевого затвора с самосовмещающимися транзисторами MOSFET: Fairchild 3708. 3708 был 8-битным аналоговым мультиплексером с логикой декодирования, заменяющим эквивалентный Fairchild 3705, который использовал технологию металлического затвора. 3708 был в 5 раз быстрее, имел в 100 раз меньшую утечку переходов и был намного надежнее, чем 3705, демонстрируя превосходство SGT над MOS с металлическим затвором. См. также: Faggin, F., Klein T. 1969. "A Faster Generation of MOS Devices With Low Threshold Is Riding The Crest of the New Wave, Silicon-Gate IC's." Electronics, 29 Sept. 1969.
Intel
Intel 4004. Federico Faggin присоединился к Intel из Fairchild в 1970 году в качестве руководителя проекта и дизайнера семейства MCS-4, которое включало 4004, первый в мире однокристальный микропроцессор. Fairchild не использовала преимущества SGT, и Faggin горел желанием использовать свою новую технологию для проектирования продвинутых микросхем.
4004 1971 году стал возможен благодаря расширенным возможностям технологии кремниевого затвора SGT, которая была улучшена благодаря новой методологии проектирования логики, созданной Faggin в Intel. Именно эта новая методология, вместе с его несколькими инновациями в проектировании, позволили ему разместить микропроцессор на одном небольшом кристалле. Однокристальный микропроцессор — идея, которая, как ожидалось, произойдет через много лет в будущем — стала возможной в 1971 году благодаря использованию SGT с двумя дополнительными инновациями: 1) «захороненные контакты», которые удвоили плотность цепи, и 2) использование загрузок с двухфазными тактовыми импульсами — ранее считавшихся невозможными с SGT — что повысило скорость в 5 раз, при этом сократив площадь кристалла вдвое по сравнению с MOS с металлическим затвором.
Методология проектирования, созданная Faggin, была использована при реализации всех ранних микропроцессоров Intel, а позже также для Z80 Zilog.
Intel 4004 — 4-битный центральный процессор (CPU) на одном кристалле — был членом семейства 4 пользовательских микросхем, разработанных для Busicom, японского производителя калькуляторов. Другие члены семейства, составляющие семейство MCS-4, были: 4001, программируемое ПЗУ с маской 2k-бит с программируемыми линиями ввода-вывода; 4002, динамическое ОЗУ на 320 бит с 4-битным портом вывода; и 4003, регистр сдвига с 10-битным последовательным входом и последовательным/параллельным выходом, статический, для использования в качестве расширителя ввода-вывода. Faggin способствовал идее широкого маркетинга MCS-4 для клиентов, отличных от Busicom, показав руководству Intel, как клиенты могли бы спроектировать систему управления, используя 4004. Он спроектировал и построил тестер 4004, используя 4004 как контроллер тестера, таким образом убедив Bob Noyce пересмотреть пункт об исключительности с Busicom, который не позволял Intel продавать линию MCS-4 другим клиентам.
В 2009 году четыре автора 4004 были введены в качестве стипендиатов Computer History Museum. Ted Hoff, глава отдела прикладных исследований, сформулировал архитектурное предложение и набор команд с помощью Stan Mazor и в сотрудничестве с Masatoshi Shima из Busicom. Однако ни один из них не был дизайнером микросхем и ни один не был знаком с новой технологией кремниевого затвора SGT. Проектирование кремния было существенно недостающим ингредиентом для создания микропроцессора, поскольку все остальное было уже известно. Federico Faggin возглавлял проект в другом отделе без участия Hoff и Mazor. Faggin изобрел оригинальный SGT в Fairchild Semiconductor в 1968 году и предоставил дополнительные уточнения и инновации, чтобы сделать возможной реализацию 4004 на одном кристалле. С рутинной помощью от Shima, Faggin завершил проектирование кристалла в январе 1971 года.
Intel 2102A — переделка Intel 2102 статического ОЗУ, где Federico Faggin впервые представил в Intel депопуляционную нагрузку, объединив технологию кремниевого затвора с ионной имплантацией. Проектирование было выполнено в конце 1973 года Federico Faggin и Dick Pashley. 2102A была в 5 раз быстрее, чем 2102, открывая новое направление для Intel.
Ранние микропроцессоры Intel
Методология проектирования кремния Faggin была использована для реализации всех ранних микропроцессоров Intel.
Intel 8008 был первым в мире однокристальным 8-битным процессором и, как 4004, был построен с помощью p-канального SGT. Разработка 8008 первоначально была назначена Hal Feeney в марте 1970 года, но была приостановлена до завершения 4004. Она была возобновлена в январе 1971 года под руководством Faggin, используя базовые схемы и методологию, которую он разработал для 4004, с Hal Feeney, выполняющим проектирование кристалла. Архитектура процессора 8008 первоначально была создана CTC Inc. для интеллектуального терминала Datapoint 2200, в котором она была реализована в дискретной логике микросхемы.
Микропроцессор Intel 4040 1974 года был намного улучшенной, совместимой с машинным кодом версией процессора 4004, позволяющей ему напрямую взаимодействовать со стандартными памятью и устройствами ввода-вывода. Federico Faggin создал архитектуру 4040 и контролировал Tom Innes, который выполнял работу по проектированию.
Микропроцессор 8080 1974 года был первым высокопроизводительным 8-битным микропроцессором на рынке, использующим более быстрый n-канальный SGT. 8080 был разработан и спроектирован Faggin, и спроектирован Masatoshi Shima под надзором Faggin. 8080 был значительным улучшением архитектуры 8008, но сохранил совместимость программного обеспечения с ней. Он был намного быстрее и проще в подключении к внешней памяти и устройствам ввода-вывода, чем 8008. Высокая производительность и низкая стоимость 8080 позволили разработчикам использовать микропроцессоры для многих новых приложений, включая предшественников персонального компьютера.
Когда Faggin покинул Intel в конце 1974 года, чтобы основать Zilog с Ralph Ungermann, он был менеджером отдела НИОКР, отвечающим за все продукты MOS, кроме динамических памятей.
Zilog
Zilog была первой компанией, полностью посвященной микропроцессорам, основанной Federico Faggin и Ralph Ungermann в ноябре 1974 года. Faggin был президентом и генеральным директором Zilog до конца 1980 года и разработал и спроектировал процессор Z80 и его семейство программируемых периферийных компонентов. Он также со-спроектировал процессор, руководителем проекта которого был Masatoshi Shima. Z80-CPU был значительным улучшением по сравнению с 8080, но сохранил совместимость программного обеспечения с ним. Намного быстрее и с более чем в два раза большим количеством регистров и команд, чем 8080, он был частью семейства компонентов, включающего несколько интеллектуальных периферийных устройств: Z80-PIO, программируемый контроллер параллельного ввода-вывода; Z80-CTC, программируемый счетчик-таймер; Z80-SIO, программируемый контроллер интерфейса последовательной связи, и Z80-DMA, программируемый контроллер прямого доступа к памяти. Это семейство микросхем позволило спроектировать мощные и недорогие микрокомпьютеры с производительностью, сравнимой с миникомпьютерами. Z80-CPU имел существенно лучшую структуру шины и структуру прерываний, чем 8080, и мог напрямую взаимодействовать с динамическим ОЗУ, поскольку включал встроенный контроллер обновления памяти. Z80 использовался во многих ранних персональных компьютерах, а также в системах видеоигр, таких как MSX, ColecoVision, Sega Master System и Game Boy. Z80 все еще производится в большом количестве в 2017 году в качестве основного микропроцессора в различных системах на кристалле.
Микроконтроллер Zilog Z8 1978 года был одним из первых однокристальных микроконтроллеров на рынке. Он интегрировал 8-битный процессор, ОЗУ, ПЗУ и средства ввода-вывода, достаточные для многих приложений управления. Faggin разработал концепцию Z8 в 1974 году, вскоре после основания Zilog, но затем решил отдать приоритет Z80. Z8 был спроектирован в 1976–78 годах и все еще производится в большом количестве сегодня, в 2017 году.
Communication CoSystem
Communication CoSystem 1984 года. Cosystem был разработан Faggin и спроектирован и произведен Cygnet Technologies, Inc., второй стартап-компанией Faggin. Подключенный к персональному компьютеру и к стандартной телефонной линии, CoSystem мог автоматически управлять всеми личными голосовыми и данными пользователя, включая электронную почту, доступ к базам данных, передачу экрана компьютера во время голосовой связи, ведение записей вызовов и т. д. Патент, охватывающий CoSystem, широко цитируется в области личной связи.
Synaptics
В 1986 году Faggin со-основал и был генеральным директором Synaptics до 1999 года, став председателем с 1999 по 2009 год. Synaptics первоначально была посвящена НИОКР в области искусственных нейронных сетей для приложений распознавания образов, используя аналоговую VLSI. Synaptics представила I1000, первый в мире однокристальный оптический распознаватель символов в 1991 году. В 1994 году Synaptics представила сенсорную панель для замены громоздкого трекбола, который тогда использовался в ноутбуках. Сенсорная панель была широко принята отраслью. Synaptics также представила ранние сенсорные экраны, которые впоследствии были приняты для интеллектуальных телефонов и планшетов; приложения, которые теперь доминируют на рынке. Faggin разработал общую идею продукта и возглавлял группу инженеров, которые дополнительно уточняли идею в ходе множества сеансов мозгового штурма. Faggin является соавтором десяти патентов, переданных Synaptics. Он является председателем emer
