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Arquitetura de
Computadores
Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto



                                  1
Processadores Intel 4000 a 4004
  • Em 1968 a Intel Corporation fabricou a primeira CPU e também o
    primeiro controlador em uma única pastilha. Inicialmente a Intel era
    apenas uma fabricante de pastilhas de memória.
  • A CPU Intel 4000:
     • Os circuitos integrados tinham 16 pinos;
     • Possuia um controlador genérico;
     • Conjunto de chips (chipset)
  • A CPU Intel 4001:
     • Além das características da CPU 4000, esta também possuia:
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     • 1 porta programável de entrada e saída;
                                                                           2
Processadores Intel 4000 a 4004
  • A CPU Intel 4002:
    • Possuia memória ROM de 320 bits;
    • 1 porta de saída com 4 bits;
  • A CPU Intel 4003:
    • Registrador de deslocadamento com 10 bits;
    • Entrada paralela (os bits são transferidos simultaneamente a cada
       ciclo)
    • Saída serial (os bits são transferidos em fila, um bit de dados de
       cada vez)



                                                                           3
Processadores Intel 4000 a 4004
  • A CPU Intel 4004 (1.971):
    • 2.300 transistores;
    • Processador de 4 bits (arquitetura de 4 bits);
    • Largura do barramento: 4 bits;
    • Possuía 46 instruções, cada uma com 8 bits de palavra;
    • Clock de 108 KHz;
    • Executava cerca de 60.000 instruções por segundo (0,06
      MIPS);
    • Endereçava 1 Kb de memória de dados e 4 Kb de memória
      de instruções;
    • Dimensão mínima da tecnologia de fabricação em micro     4
      milimetros: 10
Processadores Intel 4000 a 4004
  • A CPU Intel 4004 (1.971):
    • Utilizado em calculadoras;
    • Capacidade de processamento igual ao do ENIAC;
    • É considerado o primeiro microprocessador em um chip.
    • Encapsulamento DIP de 16 pinos
    • Tempo de instrução ciclo: 10,8 ms (8 ciclos de clock / ciclo
      de instrução)
    • 1 ou 2 ciclos de instrução;



                                                                     5
Processadores Intel 4000 a 4004
  • A CPU Intel 4004 (1.971):




                                  6
Processadores Intel 4000 a 4004




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                                  8
Processadores Intel 4000 a 4004
D0 a D3: Barramentos
de dados bidirecional.
Comunicação entre
processador e RAM.

TEST: testa o estado
lógico do circuito.

SYNC-OUT: sincroniza
o sinal da CPU com a
memória RAM e ROM

CM-ROM: este é o
sinal de seleção ROM
enviada           pelo
processador quando
os      dados      são            9
requeridos        pela
memória             de
programa.
Processadores Intel 4000 a 4004
CM-RAM: são os
sinais de seleção do
banco de memória
do sistema

Vss: tensão positiva

Vdd:    tensão     de
alimentação

Reset:   reseta        o
processasdor

Clock fase 1 e clock
fase 2: relógio que               10
transmite o sinal em
dois fios
Processadores Intel 4000 a 4004
 CAMADA DE
 PASSIVAÇÃO DO 4004

 Obs.:

 Os princípios da passivação
 baseiam-se       na      cinética
 electroquímica, que resulta da
 formação de películas protectoras
 sobre a superfície de metais por
 imposição de correntes.

 A passivação presta-se para
 assegurar a resistência à corrosão
 do componente ou peça e,
 conseqüentemente,              sua
 durabilidade.



                                      11
Processadores Intel 4000 a 4004
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 VIAS DO 4004




                                  12
Processadores Intel 4000 a 4004
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                                  13
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 POLISILICIO DO 4004




                                  14
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 DIFUSÃO DO 4004




                                  15
Processadores Intel 4000 a 4004
  • DataSheet
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  • Esquema Lógico
Referencias
1.   MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores.
     5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007

2.   TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada                   de
     Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.

3.   STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores.
     8ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.

4.   NULL, Linda. Princípios Básicos de Arquitetura e Organização de
     Computadores. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.

5.   LORIN, Harold. Introducao a Arquitetura e Organizacao de            17
     Computadores. Rio de Janeiro: Campus, 11985.
Referencias
1.   PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Computer Organization
     and Design: The Hardware And Software Interface. 2ª ed. San
     Francisco, USA: Morgan Kaufmann, 1998.

2.   PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Organização e Projeto de
     Computadores: A Interface Hardware e Software. 2ª ed. Rio de
     Janeiro: LTC, 2000.

3.   WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de Arquitetura de
     Computadores. 3ª ed. Porto Alegre, RS: Bookman, Instituto de
     Informatica da UFRGS, 2008.

4.   TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada                   de
     Computadores. 4ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001.
                                                                         18
5.   TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada                   de
     Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.
Referencias
1.   HENNESSY, JOHAN L. Arquitetura de Computadores: uma
     abordagem quantitativa. Rio de Janeiro: Campus, 2003.
2.   REBONATO, MARCELO T. Organização de Computadores: notas de
     aula. Universidade de Passo Fundo.
3.   RICARTE, IVAN l. M. Organização de Computadores. Universidade
     Estadual de Campinas.
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_4004
5. http://pt.wikipedia.org/wiki/Intel_4004
6. http://ark.intel.com/
7. http://www.intel.com/about/companyinfo/museum/exhibit
   s/4004/index.htm
8. http://www.intel4004.com/
9. http://olhardigital.uol.com.br/produtos/digital_news/notici
                                                                     19
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  • 1. Arquitetura de Computadores Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto 1
  • 2. Processadores Intel 4000 a 4004 • Em 1968 a Intel Corporation fabricou a primeira CPU e também o primeiro controlador em uma única pastilha. Inicialmente a Intel era apenas uma fabricante de pastilhas de memória. • A CPU Intel 4000: • Os circuitos integrados tinham 16 pinos; • Possuia um controlador genérico; • Conjunto de chips (chipset) • A CPU Intel 4001: • Além das características da CPU 4000, esta também possuia: • Memória ROM de 2Kbits; • 1 porta programável de entrada e saída; 2
  • 3. Processadores Intel 4000 a 4004 • A CPU Intel 4002: • Possuia memória ROM de 320 bits; • 1 porta de saída com 4 bits; • A CPU Intel 4003: • Registrador de deslocadamento com 10 bits; • Entrada paralela (os bits são transferidos simultaneamente a cada ciclo) • Saída serial (os bits são transferidos em fila, um bit de dados de cada vez) 3
  • 4. Processadores Intel 4000 a 4004 • A CPU Intel 4004 (1.971): • 2.300 transistores; • Processador de 4 bits (arquitetura de 4 bits); • Largura do barramento: 4 bits; • Possuía 46 instruções, cada uma com 8 bits de palavra; • Clock de 108 KHz; • Executava cerca de 60.000 instruções por segundo (0,06 MIPS); • Endereçava 1 Kb de memória de dados e 4 Kb de memória de instruções; • Dimensão mínima da tecnologia de fabricação em micro 4 milimetros: 10
  • 5. Processadores Intel 4000 a 4004 • A CPU Intel 4004 (1.971): • Utilizado em calculadoras; • Capacidade de processamento igual ao do ENIAC; • É considerado o primeiro microprocessador em um chip. • Encapsulamento DIP de 16 pinos • Tempo de instrução ciclo: 10,8 ms (8 ciclos de clock / ciclo de instrução) • 1 ou 2 ciclos de instrução; 5
  • 6. Processadores Intel 4000 a 4004 • A CPU Intel 4004 (1.971): 6
  • 9. Processadores Intel 4000 a 4004 D0 a D3: Barramentos de dados bidirecional. Comunicação entre processador e RAM. TEST: testa o estado lógico do circuito. SYNC-OUT: sincroniza o sinal da CPU com a memória RAM e ROM CM-ROM: este é o sinal de seleção ROM enviada pelo processador quando os dados são 9 requeridos pela memória de programa.
  • 10. Processadores Intel 4000 a 4004 CM-RAM: são os sinais de seleção do banco de memória do sistema Vss: tensão positiva Vdd: tensão de alimentação Reset: reseta o processasdor Clock fase 1 e clock fase 2: relógio que 10 transmite o sinal em dois fios
  • 11. Processadores Intel 4000 a 4004 CAMADA DE PASSIVAÇÃO DO 4004 Obs.: Os princípios da passivação baseiam-se na cinética electroquímica, que resulta da formação de películas protectoras sobre a superfície de metais por imposição de correntes. A passivação presta-se para assegurar a resistência à corrosão do componente ou peça e, conseqüentemente, sua durabilidade. 11
  • 12. Processadores Intel 4000 a 4004 CAMADA DE VIAS DO 4004 12
  • 13. Processadores Intel 4000 a 4004 CAMADA DE CONTATOS DO 4004 13
  • 14. Processadores Intel 4000 a 4004 CAMADA DE POLISILICIO DO 4004 14
  • 15. Processadores Intel 4000 a 4004 CAMADA DE DIFUSÃO DO 4004 15
  • 16. Processadores Intel 4000 a 4004 • DataSheet • Manual • Esquema Lógico
  • 17. Referencias 1. MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007 2. TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 3. STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 4. NULL, Linda. Princípios Básicos de Arquitetura e Organização de Computadores. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. 5. LORIN, Harold. Introducao a Arquitetura e Organizacao de 17 Computadores. Rio de Janeiro: Campus, 11985.
  • 18. Referencias 1. PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Computer Organization and Design: The Hardware And Software Interface. 2ª ed. San Francisco, USA: Morgan Kaufmann, 1998. 2. PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Organização e Projeto de Computadores: A Interface Hardware e Software. 2ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000. 3. WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de Arquitetura de Computadores. 3ª ed. Porto Alegre, RS: Bookman, Instituto de Informatica da UFRGS, 2008. 4. TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 4ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. 18 5. TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.
  • 19. Referencias 1. HENNESSY, JOHAN L. Arquitetura de Computadores: uma abordagem quantitativa. Rio de Janeiro: Campus, 2003. 2. REBONATO, MARCELO T. Organização de Computadores: notas de aula. Universidade de Passo Fundo. 3. RICARTE, IVAN l. M. Organização de Computadores. Universidade Estadual de Campinas. 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_4004 5. http://pt.wikipedia.org/wiki/Intel_4004 6. http://ark.intel.com/ 7. http://www.intel.com/about/companyinfo/museum/exhibit s/4004/index.htm 8. http://www.intel4004.com/ 9. http://olhardigital.uol.com.br/produtos/digital_news/notici 19 as/intle-4004,-primeiro-microprocessador-da-historia,- completa-40-anos