Der MCS7529 ist ein Taschenrechner-Controller der Firma MOS Technology. Das hier
vorliegende
Bauteil stammt aus dem Jahr 1975.
Der Metalldeckel wurde auf das Keramikgehäuse geklebt, nicht gelötet.
Hier ist deutlich der Unterschied zwischen einer alten und einer neuen Aufnahme zu erkennen. Die Abmessungen des Dies betragen 6,1mm x 5,9mm.
Besonders auffällig sind zwei Funktionsblöcke. Der große Block an der unteren Kante stellt einen maskenprogrammierten Speicher dar. An anderen Stellen finden sich noch weitere, kleinere maskenprogrammierte Speicher. An der oberen Kante hat man ebenfalls große, sich wiederholende Strukturen platziert. Hierbei handelt es sich um Schieberegister, in denen Zwischenergebnisse abgelegt werden.
Das neuere Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 148MB
Die Beschriftung des Dies weist den Controller eindeutig als 7529 von MOS Technology aus. Das B könnte für eine zweite Revision stehen. Die Zeichen 7529 sind anscheinend in allen Masken abgebildet. Nur beim B fehlt die Maske, für die Bondpads.
Die Zahlenfolge 014 ist sowohl auf dem Metalldeckel des Packages als auch auf dem Die abgebildet. Es könnte sein, dass diese Zahl den Inhalt des Masken-ROMs, also quasi die Software-Version des Controllers beschreibt.
Für die Herstellung waren anscheinend fünf Masken ausreichend. Wahrscheinlich handelt es sich um einen für diese Zeit üblichen PMOS-Prozess.
Nicht alle Bonddrähte sind sauber auf ihren Pads platziert.
Dunkelwind aka bITmASTER, der einen Emulator für den U821 geschrieben hat, hat auch den MCS7529 genauer untersucht und unter anderem die obige Architektur der Register aufbereitet. Alle folgenden Bilder und Dokumente wurden ebenfalls von Dunkelwind erstellt.
Dieses Bild ist auch als PDF verfügbar.
Hier sind die im Speicher verfügbaren Konstanten aufgezählt.
Auch dieses Bild ist als PDF verfügbar.
Die Schieberegister sind es wert genauer betrachtet zu werden. Das obige Bild aus dem Buch "CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation" von R. Jacob Baker zeigt wie so ein Schieberegister üblicherweise aufgebaut ist und arbeitet. Die Funktionsweise ähnelt einem sogenannten Bucket Brigade Device, wie es im Rahmen des MN3208 genauer beschrieben ist. In einem BBD werden allerdings Ladungspakete, die analogen Signalwerten entsprechen, konstant durch das Register geschoben. Ein Schieberegister überträgt dagegen nur digitale Signale, weswegen man sehr einfache Pufferverstärker zwischen den Stufen einfügen kann. Die Eingangskapazitäten der Verstärker stellen dabei die eigentlichen Speicherzellen dar. Zwei phasenverschobene Taktsignale, die sich nicht überlappen dürfen, aktiveren abwechselnd die eine oder die andere Gruppe der in Längsrichtung verbauten Transistoren, so dass sich die Daten durch das Schieberegister bewegen.
Mit dem notwendigen Hintergrund kann man die einzelnen Elemente des Schieberegisters gut erkennen. Die beschriebenen Pufferverstärker sind lediglich Inverter, bestehend aus einem Transistor und einem Pull-Up-Widerstand.
Auch für den MCS7529 konnte Dunkelwind einen Emulator aufbauen, der sogar zeigt wie Befehle innerhalb des Programms und in der Logik abgearbeitet werden.
Der Emulator findet sich hier.
