テキサス・インスツルメンツ TMS1000
ここでは TMS 1000 シリーズの前身であるTMS 0100 シリーズに簡単に触れる。
スミソニアン博物館は、テキサス・インスツルメンツの技術者であるゲアリー・ブーン(Gary Boone)とマイケル・コクラン(Michael Cochran)が1971年に世界初のマイクロコントローラー(マイクロコンピューターとも呼ばれる)TMS1802NCの開発に成功したとしている。
TMS1802NCは、1971年9月17日に発表されたシングルチップのマイクロコントローラーであり、四則演算電卓のプログラムが内蔵されていた。 TMS1802NCは、その名称にもかかわらず、TMS 1000 シリーズではなかった。 TI Datamath電卓とSinclair Executive(英語版)電卓に使用された。 後にTMS1802NCは、TMS 0100 シリーズの一部として TMS0102 と再命名された。
TMS0100シリーズはマイクロコントローラとみなされないこともある。電卓以外の用途で利用できず、ユーザーが作ったプログラムを実行することができないからである。
TMS1000は、1974年にテキサス・インスツルメンツ(TI)によって発売されたマイクロコントローラーのファミリーである。
完全な「ワンチップ上のコンピューター」として4ビットのCPU、Read only memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)、そして入出力端子(I/O)を統合していた。 TMS1000は、自動車、家電、ゲーム、そして測定機器の中の組み込みシステムを対象としていた。
TMS1000は、最初に大量に使用された商用マイクロコントローラーであった(後述のように前身のTMS0100シリーズはマイクロコントローラと見なされないこともあるため)。 1974年にこのファミリーのチップは、一個約2ドルで大量購入可能であった。 1979年までにこのファミリーの約2600万個が毎年売られていた。
TMS1000は、テキサス・インスツルメンツ自社の教育玩具Speak & Spell(英語版)、プログラム可能な玩具の自動車Big Trak(英語版)、そして電子ゲーム「サイモン」で使用された。
チップ内蔵RAMは、XレジスタとYレジスタによってアドレッシングされた。ここでYレジスタは4ビットであり、XレジスタはRAMのサイズに依存して2ビットあるいは3ビットだった。 プログラムカウンターは、6ビット幅だった。1024バイトまでのプログラム用メモリであるROMにアドレスするためにpageレジスタ(4ビット)も搭載していた。 TMS1000ファミリーの一部は、2048バイトまでのROMを扱えるようにchapterビットを搭載していた。
スタックはなかったが、プログラムカウンターを保存するためのレジスタが提供された。そして、1レベルのサブルーチンのためにキャリーフラグが利用可能であった(TMS1000ファミリーの一部は、2あるいは3レベルのサブルーチンが利用できた)。割り込み機能はなかった。
一部のモデルは、4つのI/O端子しか搭載していなかった。なぜなら、それらのモデルは、ROMを内蔵していなかったので、外部プログラムメモリにアクセスするためにパッケージの限られた数の端子を使う必要があったからである。 あるバージョンは、蛍光表示管を駆動するための特別な出力を搭載していた。そして、7セグメントディスプレイを駆動するのに役立つPLAを搭載しているモデルもあった。 4つの入力端子がキーボード検出などの目的で提供された。そして、可変数の出力端子は、外部デバイスの制御あるいはキーボードのROWをスキャンするために提供された。
PMOS版は、-9 Vあるいは-15 Vで動作し、およそ6 mAを消費した。そのため、出力ロジックレベルは、TTLと互換性がなかった。 NMOS版とCMOS版は、TTLと同じ電圧の+5 Vで動作したので、5 Vロジックとの相互運用が可能であった。
命令セットはモデルによって多少変化した。基本命令セットは43命令であり、TMS1000ファミリーの一部は54命令が利用可能だった。命令長は8ビットだった。 BCD演算命令が提供されたが、レジスタのANDあるいはOR論理演算をするために利用できる命令はなかった。 サブルーチンは、一部のモデルで1レベルに制限された(サブルーチンは他のサブルーチンを呼べない)。他のモデルでは2あるいは3レベルが利用可能であった。
一つの命令は、NMOS版やPMOS版で実行するのに10から15マイクロ秒必要だった。しかし、一部のCMOS版は6マイクロ秒程度の速さで実行できた。内部発振器は、約0.3 MHzの実効クロック速度を提供した。
TMS1000は、28または40ピンのスルーホールDIPパッケージに収められていた。しかし、製品試作用の一部のモデルは、64ピンパッケージであった。 全モデルは、摂氏0度から摂氏70度の範囲の温度で動作した。
TMS1000は、単一チップの組み込みシステムを意図していたので、TMS1000ファミリーのために特別に作られた特別なサポートチップ(UARTなど)は存在しない。