Масатоши Сима (嶋正利, Сима Масатоши , родился 22 августа 1943, Сидзуока ) — японский инженер-электронщик . Он был одним из создателей первого в мире микропроцессора Intel 4004 . В 1968 году Шима работал в компании Busicom в Японии и разработал логику специализированного процессора , который нужно было преобразовать в трехчиповые специальные микросхемы. В 1969 году он работал с Тедом Хоффом и Стэнли Мэзором из Intel над сокращением трехчипового предложения Busicom до одночиповой архитектуры. В 1970 году эта архитектура была преобразована в кремниевый чип Intel 4004 Федерико Фаггином при помощи Шимы в разработке 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 , микросхема программируемого периферийного интерфейса 8255 . , микросхема таймера 8253 , микросхема прямого доступа к памяти (DMA) 8257 и микросхема последовательной связи USART 8251 . Затем он присоединился к Zilog , где работал с Фаггином над разработкой Zilog Z80 (1976) и Z8000 (1979). [2]
Он изучал органическую химию в Университете Тохоку в Сендае , префектура Мияги , Япония . Имея плохие перспективы трудоустройства в области химии, он поступил на работу в компанию Busicom , производителя бизнес- калькуляторов , и присоединился к ней весной 1967 года. Там он узнал о программном обеспечении и проектировании цифровой логики с 1967 по 1968 год .
После того, как компания Busicom решила использовать схемы большой интеграции (LSI) в своих калькуляторах, они начали работу над тем, что позже стало известно как «Проект Busicom», [5] набором микросхем для калькулятора Busicom 141-PF , что привело к созданию первый микропроцессор Intel 4004 . [4] В апреле 1968 года Шиму попросили разработать логику будущего набора микросхем, который будет разрабатываться и производиться полупроводниковой компанией. [3] Шима разработал специальный набор микросхем LSI вместе со своим руководителем Тадаши Танбой в 1968 году. [4] Его конструкция состояла из семи чипов LSI, включая трехчиповый процессор . [5] Первоначальный проект Шимы включал в себя арифметические блоки ( сумматоры ), блоки умножения, регистры , постоянное запоминающее устройство и набор макрокоманд для управления десятичной компьютерной системой. [4] Компания Busicom хотела создать набор микросхем LSI общего назначения не только для настольных калькуляторов, но и для другого оборудования, такого как кассовые аппараты , кассовые аппараты и биллинговые машины . Шима начал работу над набором микросхем LSI общего назначения в конце 1968 года, а затем Busicom обратился к американским компаниям Mostek и Intel с просьбой преобразовать логику в схемы MOS и компоновку чипа для производства. Эта работа была поручена Intel, которая в то время больше занималась производством памяти и имела мощности для производства микросхем металл-оксид-полупроводник ( MOS ) с кремниевым затвором высокой плотности , необходимых Busicom. [3]
Шима отправился в Intel в июне 1969 года, чтобы представить это предложение. Из-за того, что в Intel не хватало 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 создать однокристальный процессор, [3] под влиянием Тадаши Сасаки из Sharp , который представил эту концепцию Intel в 1968 году. [7] Затем она была сформулирована Марсианом «Тедом» Хоффом из Intel в 1969 год, упростив первоначальную конструкцию Shima до четырех микросхем, включая однокристальный процессор. [5] Из-за отсутствия ключевых деталей в формулировке Хоффа, Шима выдвинул свои собственные идеи, чтобы найти решения для ее реализации. Они оба в конечном итоге реализовали концепцию 4-битного микропроцессора с помощью Стэнли Мазора из Intel , который интерпретировал идеи Шимы и Хоффа. Шима отвечал за добавление 10-битного статического регистра сдвига , чтобы сделать его полезным в качестве буфера принтера и интерфейса клавиатуры, множество улучшений в наборе команд , создание организации оперативной памяти (ОЗУ), подходящей для калькулятора, информацию об адресе памяти. передача, ключевая программа в области производительности и возможностей программы, функциональная спецификация, идея десятичного компьютера, программное обеспечение, логика настольного калькулятора, управление вводом/выводом (I/O) в реальном времени и инструкция обмена данными между аккумулятором и общим -целевой регистр . [3] Спецификации четырех чипов разрабатывались 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 ушел, никаких дальнейших работ над 4004 не велось, и что Хофф больше не работал над этим проектом. Руководителем проекта стал Федерико Фаггин , который присоединился к Intel всего за неделю до прибытия Шимы. Феггина наняли из компании Fairchild Semiconductor, где он разработал оригинальную технологию кремниевых МОП-затворов, единственную технологию, которую можно было использовать для разработки микросхемы такой сложности и скорости, как 4004. Шима работал с ним, помогая ему с разработкой логики Процессор 4004 [3] Он проработал в офисе Intel шесть месяцев, с апреля по октябрь 1970 года. Затем его компания продала Intel права на использование процессора 4004, 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] Его наняли для реализации логики транзисторного уровня следующего микропроцессора Intel, которым стал Intel 8080 (концепция и архитектура Федерико Фаггина), выпущенного в 1974 году. [3] Затем Шима разработал несколько Периферийные чипы Intel, некоторые из которых используются в IBM PC , такие как контроллер прерываний 8259 , чип параллельного порта 8255 , чип таймера 8253 , чип 8257 DMA и чип последовательной связи 8251 USART . [2] Он не участвовал в создании Intel 8088 или 8086 .
Шима перешел в Zilog в 1975 году и, используя всего несколько помощников, [8] разработал транзисторную и физическую реализацию Zilog Z80 под руководством Фаггина, который задумал и спроектировал архитектуру Z80 как набор команд, совместимый с Intel 8080. Затем последовала та же задача для 16-битного Z8000 . [3]
По словам коллег из Intel, метод Фаггина, который использовал Шима, заключался в разработке всей логики на уровне транзисторов, напрямую и вручную, а не на уровне вентилей и/или регистров. Таким образом, схемы было трудно читать, но поскольку транзисторы были нарисованы таким образом, что они напоминали «план» микросхемы, [9] это помогло при создании физической компоновки микросхемы. Однако, по словам Шимы, логика сначала тестировалась на макетах с использованием микросхем транзисторно-транзисторной логики (TTL), а затем вручную транслировалась в эквиваленты МОП-транзисторов.
Вернувшись в Японию, Шима основал Японский центр дизайна Intel 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 . В 2000 году он стал профессором Университета Айдзу. [2]