Масатоси Шима (嶋正利, Shima Masatoshi , родился 22 августа 1943 года, Сидзуока ) — японский инженер-электронщик . Он был одним из архитекторов первого в мире микропроцессора Intel 4004. В 1968 году Шима работал в Busicom в Японии и занимался проектированием логики для специализированного ЦП , который должен был быть преобразован в трехчиповые специализированные чипы. В 1969 году он работал с Тедом Хоффом и Стэнли Мазором из Intel, чтобы сократить трехчиповое предложение Busicom до одночиповой архитектуры. В 1970 году эта архитектура была преобразована в кремниевый чип Intel 4004 Федерико Фаггином при содействии Шимы в проектировании логики. [3] [4] [5]
Позже он присоединился к Intel в 1972 году. Там он работал с Фаггином над разработкой Intel 8080 , выпущенного в 1974 году. Затем Шима разработал несколько периферийных чипов Intel, некоторые из которых использовались в IBM PC , такие как контроллер прерываний 8259 , программируемый периферийный интерфейсный чип 8255 , таймерный чип 8253 , чип прямого доступа к памяти (DMA) 8257 и последовательный коммуникационный чип USART 8251. Затем он присоединился к Zilog , где он работал с Фаггином над разработкой Zilog Z80 (1976) и Z8000 (1979). [2]
Он изучал органическую химию в Университете Тохоку в Сендае , префектура Мияги , Япония . Не имея перспектив трудоустройства в области химии, он пошел работать в Busicom , производителя бизнес- калькуляторов , присоединившись к ней весной 1967 года. Там он изучал программное обеспечение и проектирование цифровой логики с 1967 по 1968 год. [3]
После того, как Busicom решила использовать схемы большой интеграции (БИС) в своих калькуляторах, они начали работу над тем, что позже стало известно как «Проект Busicom», [5] набор микросхем для калькулятора Busicom 141-PF , который привел к созданию первого микропроцессора , Intel 4004. [4] В апреле 1968 года Шиме было поручено разработать логику для того, что должно было стать будущим набором микросхем, который должен был быть разработан и произведен полупроводниковой компанией. [3] Шима разработал специальный набор микросхем БИС вместе со своим руководителем Тадаси Танбой в 1968 году. [4] Его проект состоял из семи микросхем БИС, включая трехчиповый ЦП . [5] Первоначальный проект Шимы включал арифметические блоки ( сумматоры ), блоки умножения, регистры , постоянное запоминающее устройство и набор макрокоманд для управления десятичной компьютерной системой. [4] Busicom хотел производить чипсет LSI общего назначения не только для настольных калькуляторов, но и для другого оборудования, такого как кассовый аппарат , кассовый аппарат и счетный аппарат . Shima начал работу над чипсетом LSI общего назначения в конце 1968 года, а затем Busicom обратился к американским компаниям Mostek и Intel для преобразования логики в схемы MOS и макета чипа для производства. Работа была поручена Intel, которая в то время была больше компанией по производству памяти и имела мощности для производства высокоплотных кремниевых затворов металл-оксид-полупроводник ( MOS ), необходимых Busicom. [3]
В июне 1969 года Шима отправился в Intel, чтобы представить предложение. Из-за того, что у Intel не было инженеров-логиков, которые могли бы понять логические схемы, или инженеров-схемотехников, которые могли бы их преобразовать, Intel попросила Шиму упростить логику. [6] [3] Intel хотела однокристальную конструкцию ЦП, [3] на которую повлиял Тадаши Сасаки из Sharp, который представил эту концепцию Intel в 1968 году. [7] Затем ее сформулировал Марсиан «Тед» Хофф из Intel в 1969 году, упростив первоначальную конструкцию Шимы до четырех чипов, включая однокристальный ЦП. [5] Из-за отсутствия ключевых деталей в формулировке Хоффа Шима придумал свои собственные идеи, чтобы найти решения для ее реализации. В конечном итоге они оба реализовали концепцию 4-битного микропроцессора с помощью Стэнли Мазора из Intel , который интерпретировал идеи Шимы и Хоффа. Шима отвечал за добавление 10-битного статического сдвигового регистра , чтобы сделать его полезным в качестве буфера принтера и интерфейса клавиатуры, множество улучшений в наборе инструкций , сделав организацию оперативной памяти (ОЗУ) подходящей для калькулятора, передачу информации об адресе памяти , ключевую программу в области производительности и емкости программы, функциональную спецификацию, идею десятичного компьютера, программное обеспечение, логику настольного калькулятора, управление вводом/выводом в реальном времени (I/O) и инструкцию обмена данными между аккумулятором и регистром общего назначения . [3] Спецификации четырех чипов были разработаны в течение нескольких месяцев в 1969 году командой Intel под руководством Хоффа и командой Busicom под руководством Шимы. [5]
После того, как Шима вернулся в Японию в конце 1969 года, а затем вернулся в Intel в начале 1970 года, он обнаружил, что с тех пор, как он уехал, никаких дальнейших работ над 4004 не велось, и что Хофф больше не работал над проектом. Руководителем проекта стал Федерико Фаггин , который присоединился к Intel всего за неделю до прибытия Шимы. Фаггин был нанят из Fairchild Semiconductor, где он разработал оригинальную технологию кремниевых затворов МОП, единственную технологию, которую можно было использовать для проектирования чипа такой сложности и скорости, как 4004. Шима работал с ним, помогая ему с логическим проектированием процессора 4004 [3] Он работал в офисах Intel в течение шести месяцев, с апреля по октябрь 1970 года. Затем его компания продала права на использование 4004 Intel, за исключением использования в бизнес-калькуляторах.
После 4004 Intel разработала 8008 (архитектура Computer Terminal Corporation, дизайн Федерико Фаггина и Хэла Фини). Затем Шима присоединился к Intel в 1972 году. [2] Он был нанят для реализации логики транзисторного уровня следующего микропроцессора Intel, который стал Intel 8080 (концепция и архитектура Федерико Фаггина), выпущенным в 1974 году. [3] Затем Шима разработал несколько периферийных чипов Intel, некоторые из которых использовались в IBM PC , такие как контроллер прерываний 8259 , чип параллельного порта 8255 , чип таймера 8253 , чип DMA 8257 и чип последовательной связи USART 8251. [2] Он не принимал участия в создании Intel 8088 или 8086 .
В 1975 году Шима перешёл в Zilog и, используя всего несколько помощников, [8] разработал транзисторную и физическую реализацию Zilog Z80 под руководством Фаггина, который задумал и спроектировал архитектуру Z80 как набор инструкций, совместимый с Intel 8080. Затем последовала та же задача для 16-разрядного Z8000 . [3]
По словам коллег из Intel, метод Фаггина, который использовал Шима, заключался в проектировании всей логики на уровне транзисторов, напрямую и вручную, а не на уровне затвора и/или регистра. Схемы были, таким образом, трудны для чтения, но поскольку транзисторы были нарисованы таким образом, что они предполагали «план этажа» чипа, [9] это помогло при создании физической компоновки чипа. Однако, по словам Шимы, логика сначала была протестирована на макетных платах с использованием микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), прежде чем вручную переведена в эквиваленты МОП-транзисторов.
Вернувшись в Японию, Шима основал Intel Japan Design Center в 1980 году и VM Technology Corporation в 1986 году. В VM он разработал 16-битный микропроцессор VM860 и 32-битный микропроцессор VM 8600 для японского рынка текстовых процессоров . Он стал профессором в Университете Айдзу в 2000 году. [2]