如果莎士比亚是一个科技小说作家，他可能会写出一些看起来非常像仙童F8和Mostek 3870微控制器的故事。这个故事充满了错位的信任、企业的诱惑、转变的忠诚、不幸、挪用、法律诡计，以及巨大的成功之后的遗忘。一个真正的莎士比亚的故事，仙童的第一个微处理器，命名为“F8”(命运)。

1968年，当c·莱斯特·霍根离开摩托罗拉半导体集团，来到仙兆半导体公司担任新任总裁时，他遭遇了一场“灾难”。他花了一个月的时间找出了仙童相机和仪器公司强加给仙童半导体公司的不相关业务，然后他放弃了这些业务。此举立即使仙童半导体公司1.7亿美元的年收入减少了约7,000万美元。这不是一个很好的开始，但打扫房间通常一开始看起来很乱。到1974年，威尔夫·科里根(Wilf Corrigan)接替霍根，飞兆半导体的销售额已经上升到3.84亿美元。

飞兆在微处理器领域姗姗来迟。就连霍根也承认这一点。仙童的MOS LSI业务从未成功过。尽管如此，仙童还是开发了一种微处理器，实际上是一种微控制器，它在20世纪70年代成为业界最大的成功之一。首先，我招对了人。

钟大卫博士在计算机和半导体行业有着深厚的根基，他经常换工作。他最初在普渡大学计算机实验室担任系统软件程序员，并于1962年获得博士学位。1959年，他成为霍尼韦尔48位H-800计算机CPU设计团队的一员。两年后，他加入IBM，为该公司的高端IBM 360大型机设计基于ecl的电路。这段经历将他带到了德州仪器，在那里他担任该公司ECL逻辑芯片的工程经理，用于IBM的360 85型和195型计算机。随后，他花了三年时间在联合技术实验室设计军用计算机，并于1972年加入通用仪器公司(General instruments Corporation)，担任微处理器开发主管。

当时，GI很好地设计了MOS LSI芯片，但它还没有微处理器。然而，GI已经购买了德国打字机和计算器制造商Olympia开发的微处理器架构的非独家许可，并准备基于该架构设计微处理器。GI派钟去德国学习奥林匹亚微处理器的设计。1973年从德国回到美国后不久，Chung离开GI，加入仙童半导体公司担任微处理器产品总监，在那里他管理了仙童第一台微处理器F8的开发。1974年9月，Fairchild发布了F8微处理器。

Fairchild F8微处理器具有以单个累加器和64字节暂存寄存器为中心的独特架构。暂存寄存器的前16个字节可以通过指令直接访问。整个刮刮板可以通过6位ISAR(间接刮刮板地址寄存器)寻址。ISAR的最高三位指定八个寄存器页中的一个，最低三位指定指定页中的八个寄存器中的一个。非常巧合的是，当GI发布名为8000系列的微处理器时，它也有一个8位的刮刮板寄存器库，尽管8000系列微处理器的刮刮板只有48个条目。与Fairchild F8一样，GI系列8000微处理器使用6位间接刮刮板地址寄存器来访问刮刮板中的8字节条目。这种独特的ISAR和刮擦板，以及其他相似之处，强烈表明仙童F8和GI系列8000处理器都源自奥林匹亚的原始微处理器设计。GI认为这种建筑上的相似性强烈暗示了商业机密的盗用，并在1976年初对仙童提起诉讼。不到一个月，仙童就购买了Olympia微处理器设计的许可，这基本上结束了仙童与GI的法律问题，尽管诉讼又拖了几年。

在最小的双芯片配置下，仙童F8看起来更像一个微控制器。这两款芯片分别是Fairchild F3850 CPU和F3851 PSU (Program Storage Unit)。F3850 CPU集成了一个ALU, 64 entry scratchpad寄存器，ISAR和两个8位并行I/O端口。3851 PSU包含程序计数器，数据计数器，堆栈寄存器，一个1kbyte的程序ROM和两个8位并行I/O端口。这两个芯片无胶地连接在一起，创建了一个独立的8位微控制器，有64字节的RAM(暂存)和1千字节的程序ROM。

飞兆知道F8的客户会要求替代供应商，因此在1975年6月授权Mostek作为第二供应商。该许可证还允许Mostek开发基于F8架构的其他芯片设计。首先，Mostek的制造机器大量生产了F8系列的初始芯片，并大幅降低了价格。然后，在1976年，Mostek宣布了MK3870微处理器，它在一个芯片上结合了F3850和F3851的功能，增加了一个可选的64字节RAM，可以容纳可执行代码，允许代码叠加，并扩展了ROM，包括可选的2和4千字节版本。Mostek还将定义片上ROM的金属层移到了金属堆栈的顶部，这使得该公司可以储存部分完成的芯片，从而将掩模NRE费用降低了一个数量级以上，降至非常有竞争力的1000美元。

仙童F8微处理器未能在市场上站稳脚跟。仙童甚至在F8的基础上开发了一款家用视频游戏机，但也不成功。然而，MK3870微控制器着火了，并被设计到许多产品中。

仙童基于F8微处理器开发了一款名为Channel F的家用视频游戏机，但在市场上没有取得成功。图片来源:维基共享资源Evan-Amos

MK3870非常成功，因此仙童开始采购MK3870微控制器。也许最著名的使用MK3870的产品之一是Fluke 8050A, 1979年推出的4.5位数台式万用表。MK3870控制整个仪器，对ADC进行排序，进行测量，并计算额外的测量值，如dB，电导和相对电压读数。它还驱动了DMM的显示。微控制器功耗非常低，因此福禄克能够为8050A DMM提供可充电电池选项。

其他仪器制造商也在他们的测试设备设计中使用了MK3870。例如，惠普在5315A/B和5316A/B通用计数器中使用了它们。Heathkit在其OCW-1401飞机导航计算机中使用了这种电池，该计算机由4节AA电池运行。Bally在家用版的埃尔顿·约翰神奇队长弹球机中使用了MK3870。

Heathkit OC-1401飞机导航计算机采用了Mostek MK3870微控制器，使用4节AA电池。图片来源:Datamath计算器博物馆

我和Mostek MK3870有一段个人历史。1977年，我开始为惠普98×5台式计算器系列开发模拟I/O接口卡。它本质上是一个4通道，3.5位数字电压表，安装在一个易于使用的插件卡上。很明显，从一开始设计就需要一个微控制器，但在当时，没有太多的选择。选择包括Mostek MK3870、英特尔8048、摩托罗拉MC6801和惠普自己的纳米处理器，这是一种早期的微处理器，可以执行位操作，但没有ALU。

惠普曾在HP 3455A和3456A电压表的设计中使用了纳米处理器，并在其98034A HPIB卡中作为控制器IC。它是在惠普位于科罗拉多州洛夫兰的NMOS工厂生产的。然而，纳米处理器缺乏ALU使它不适合我的项目。我需要ALU的计算能力。

惠普I/O卡在5伏的电源轨道上被限制在500毫安，摩托罗拉MC6801的耗电量是MK3870或8048的两倍，这使得它不合格。这是不幸的，因为Mostek MK3870和Intel 8048都有古怪的哈佛架构，专门为早期微控制器上可用的减少的片上资源量身定制。MC6801采用摩托罗拉简洁的6800处理器架构。

被迫在两个糟糕的选择中做出选择，我选择了MK3870，然后去了加利福尼亚州的山景城，在那里，仙童和蔼可亲的赫布伦纳(Herb Brunner)教了一门F8汇编语言编程课。在DEC的PDP-9和HP的2100等小型计算机架构上编程之后，F8/MK3870的编程模型对我来说简直太奇怪了。幸运的是，惠普聘请了Michaela Dichter，她负责实际的微控制器编程，所以我就不用经历这些了。

在经历了一些不寻常的颠簸之后，我们终于在1980年发布了HP 98037A模拟I/O卡。在那之后不久，我离开了惠普。98037A从未真正投入生产，只制造了三个硬件原型。至少有两名幸存者。下图显示了98037A中使用的处理器板，插接线等，在板的右侧出现了紫色和金色的Mostek MK3870。贴在黑板上的白色标签上的字是我45年前写的。

来自HP 98037A模拟I/O卡的处理器板，右侧显示Mostek MK3870。图片来源:Steve Leibson

MK3870微控制器与英特尔的8048进行了几年的有效竞争。英特尔当时的市场营销总监Bill Davidow指出，英特尔将赢得所有销量在5000台以下的设计，而Mostek的MK3870将赢得销量在5000台以上的设计，因为Mostek的NRE费用更低，单价也更低。英特尔为这些小批量设计提供给客户的微控制器实际上是更昂贵的uv可编程8748，因此英特尔在市场份额上做得很好。

然而，由于这场竞争，MK3870成为达维多著名的焦土营销活动“粉碎计划”(Project Crush)的明确目标。当英特尔开发出8048的后继者，更优越的8051时，MK3870的游戏已经结束了。正如小亨利·布鲁姆(Henry Blume Jr.)在《8048》口述历史小组中指出的那样，“莫斯泰克就这样消失了。他们不再引用3870s。”

但在微控制器的历史上，我们还没有达到那个程度。这还需要几年的时间。

参考文献

对C.莱斯特·霍根的采访，1995年1月24日，《硅起源:半导体技术口述历史》，斯坦福图书馆

1974年:通用微控制器系列发布电脑历史博物馆

关于Intel 8048微控制器的发展和推广的口述历史小组，计算机历史博物馆，2008年7月30日

《微芯片背后的人:罗伯特·诺伊斯和硅谷的发明》，莱斯利·伯林，牛津大学出版社，2005年

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