Microcontrôleurs TI + décapsulation puce TP0458 TI Galaxy 10
Posted: 31 Jan 2021, 12:03
Dans des actualités précédentes, je t'ai présenté mes premières calculatrices, dont la TI Galaxy 10 de 1988 puis la TI Galaxy 40 de 1991.Très similaires en apparence, mais pourtant technologiquement très différentes bien que n'ayant pas abordé ce point.
En effet je t'avais démonté les calculatrices, et nous pouvions y constater l'utilisation de puces microcontrôleurs complètement différentes :- la CD4816AN2S de chez Texas Instruments sur la TI Galaxy 10
- la T6A59 de chez Toshiba sur la TI Galaxy 40
Revenons très rapidement sur l'histoire des microcontrôleurs Texas Instruments. En 1958 Jack S. Kilby, alors directeur de laboratoire chez TI-Dallas, inventait le circuit intégré qui allait permettre de donner vie aux calculatrices telles que nous les connaissons aujourd'hui.En 1967, Texas Instruments inventait la première calculatrice électronique à circuit intégré, aboutissement du projet Cal-Tech.
Pas encore d'écran à l'époque, les résultats étant imprimés sur une bande de papier.
Mais dans un premier temps Texas Instruments ne commercialisa pas de calculatrice, préférant déposer un brevet et fabriquer les puces électroniques internes à fournir à d'autres constructeurs.
1970 c'est donc Canon qui commercialisa la toute première calculatrice électronique à circuit intégré, la Pocketronic.En juin 1972, Texas Instruments se lançait enfin pleinement dans l'aventure en sortant sa première calculatrice électronique à circuit intégré, la TI-2500 Datamath.
En 1974, afin de standardiser la production de ses puces microcontrôleurs pour calculatrices, Texas Instruments invente le TMS1000. Il s'agit d'un microordinateur 4 bits, technologie très pratique à concevoir dans le contexte d'une calculatrice puisque 4 bits suffisent à stocker un chiffre, incluant initialement une ROM de 1 Kio. La ROM étant interne, des produits différents nécessitaient donc la production de puces différentes, ne serait-ce que pour avoir le microprogramme approprié en ROM.La première puce l'utilisant fut la TMS1001 pour la calculatrice TI SR-16.
1978, nouvelle génération de puces microcontrôleurs chez Texas Instruments. On reste avec le microordinateur TMS1000, mais on change complètement de technologie au niveau de la gravure. Jusqu'ici, les puces microcontrôleurs de Texas Instruments étaient en technologie PMOS, couplant des transistors de type P à des résistances pour réaliser les portes logiques.Voici maintenant la nouvelle technologie CMOS, couplant désormais des transistors de types P et N pour chaque porte logique. Il n'y a donc plus d'utilisation de résistances, ce qui réduit les pertes d'énergie et donc la consommation des piles. Texas Instruments en profite pour inventer la mémoire persistante. En effet puisque la consommation est grandement réduite, la RAM peut désormais continuer à être alimentée en permanence, et donc une fois la calculatrice éteinte conserver les nombres que tu as mis en mémoire pendant plusieurs années !
La première puce microcontrôleur à l'utiliser est la TP0320 CD3201 pour la calculatrice TI Investment Analyst.
La référence TP0320 identifie la famille du microcontrôleur, et le CD3201 ses différents dérivés (Custom Design) avec donc le microprogramme spécifique à chaque modèle de calculatrice.
Et voilà, les microcontrôleurs CMOS de Texas Instruments pour calculatrices vont évoluer pendant une décennie.
En 1981 nous avons droit à la nouvelle famille TP0456 utilisant une ROM de 2 Kio, avec la puce TP0456 CD4551 de la calculatrice TI-54, en passant première calculatrice à gérer les nombres complexes.Attardons-nous un moment sur cette famille.
Sean Riddle a pris le temps de décapsuler 2 microcontrôleurs TP0456 :- la TP0456 CD4556 de 1981 utilisée dans la TI-55-II
- la TP0456 CD4571 de 1982 utilisée dans la TI BA-35
En voici ses photos prises au microscope après décapsulage, puis après attaque à l'acide de la première couche, référence 0456-55 ou 0456-56 visible en haut à gauche :
Ken Shirriff en fournit une ingénierie inverse qui nous sera justement bien utile pour la suite. Nous avons donc :
- la grille de la RAM en bas à gauche avec 32 cellules en largeur pour 16 cellules en hauteur, d'une capacité donc de 32×16= 512 bits (soit 512÷8= 64 octets)
- la grille de la ROM en bas à droite
Et voilà, en 1987 débarque la nouvelle famille de microcontrôleurs TP0458 dont les membres utilisent cette fois-ci tous le même format : des puces à 40 broches réparties en 2 rangées de 20 broches. La famille démarre donc avec la puce TP0458 CD4805 de la calculatrice TI-65.C'est donc la déclinaison TP0458 CD4816 de cette même famille qui est utilisée dans ma TI Galaxy 10.
Sean Riddle a ici encore pris le temps de décapsuler pour le musée Datamath un membre de cette famille, la TP0458 CD4815 utilisée en fait dans la calculatrice TI-60. Mais comme nous avons vu ci-dessus, mis à part pour le contenu de la ROM c'est absolument identique.
On peut noter :- la référence conforme CD4815A 0458C en haut à gauche
- une conception dès 1986 selon la mention en haut à droite
- la grille RAM en bas à gauche qui comporte toujours 32 cellules en largeur mais désormais 24 cellules en hauteur, ce qui donne une capacité de 32×24= 768 bits (soit 768÷8= 96 octets)
- la grille ROM en bas à droite qui bénéficie également d'une augmentation de 50% de la capacité avec désormais 3 Kio
Et c'est hélas ici en 1988 très exactement avec la TI Galaxy 10 et sa puce microcontrôleur TP0458 CD4816 que l'aventure s'arrête.
Texas Instruments prend en effet la décision de ne plus concevoir en interne les puces microcontrôleurs de ses calculatrices.
Les modèles suivants dont la TI Galaxy 40 comme on a pu voir, utiliseront donc des puces fournies par Toshiba.
Texas Instruments prend en effet la décision de ne plus concevoir en interne les puces microcontrôleurs de ses calculatrices.
Les modèles suivants dont la TI Galaxy 40 comme on a pu voir, utiliseront donc des puces fournies par Toshiba.
Lien : historique des puces microcontrôleurs Texas Instruments pour calculatrices
Crédits images :
- Jörg Wörner du musée datamath (calculatrices et cartes électroniques)
- Sean Riddle (décapsulations puces microcontrôleurs)
je pense lui envoyer quelques calculatrices que j'ai en double, dans ce but...
