70 के दशक के कैलकुलेटर के पीसीबी का अध्ययन। वे क्या सोच रहे थे?

Question

मैं 1974 से ईएलएसआई 8002 कैलकुलेटर से पीसीबी का अध्ययन कर रहा हूं। मैं एक परियोजना के लिए मामले को फिर से तैयार करने के बारे में सोच रहा हूं, हालांकि अब मैंने इसे ठीक कर लिया है (बैटरी कनेक्टर्स को फिर से टांका लगाते हुए) मुझे नहीं पता कि क्या मैं इसे अलग खींचने के लिए सहन कर सकते हैं। ( सूंघ ) हो सकता है, मैं अपनी परियोजना के लिए एक और अधिक गहराई से टूटी हुई खरीदूंगा ...

एक तरफ भावुकता, मैं कीपैड के लेआउट से भ्रमित हूं। कीपैड शुरू में एक विशिष्ट मैट्रिक्स कीपैड की तरह दिखता था, लेकिन मैंने जो निशान पाया है उसका सावधानीपूर्वक अध्ययन करने के बाद पाया है कि यह पंक्तियों या स्तंभों का उपयोग नहीं कर रहा है।

पहले मुझे लगा कि यह हो सकता है क्योंकि वे माइक्रो कंट्रोलर पर पिन बचाने की कोशिश कर रहे थे। N पंक्ति और m कॉलम वाले मैट्रिक्स लेआउट के लिए n + m पिन की आवश्यकता होती है। लेकिन, वास्तव में, हमें केवल प्रत्येक बटन के लिए पिन की एक अनूठी जोड़ी की आवश्यकता है। तो, वास्तव में हमें केवल x पिन की आवश्यकता है जहां n * m <= x 2 चुनें।

4x5 मैट्रिक्स में 20 बटन हैं और 20 <= 7 चुनें 2 = 21 हैं। (रीसेट बटन "सी" के बाद से केवल 18 बटन की आवश्यकता होती है, एक विशेष तरीके से मैप किया जाता है और अन्य बटन के साथ कोई पिन साझा नहीं करता है, और एक अप्रयुक्त है) पैड, हालांकि शायद यह अन्य मॉडलों में उपयोग किया जाता है?)

मैंने सोचा कि यह क्या चल रहा था क्योंकि पंक्तियों और स्तंभों में एक समान पिन नहीं है ... लेकिन लेआउट 9 पिन का उपयोग करता है ...? 9 पिन के साथ क्यों न इसे एक मैट्रिक्स बना दें?

Comments

पिन की गिनती कम करना इलेक्ट्रॉनिक्स डिजाइन में एकमात्र मानदंड नहीं है। मुझे संदेह है कि जिन इंजीनियरों ने इस सर्किट को डिजाइन किया है वे आपको जवाब देने के लिए यहां होंगे।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

मुझे उम्मीद है कि इसका कम से कम हिस्सा यह होगा कि मैट्रिक्स को अधिक vias की आवश्यकता होगी। इन दिनों की लागत शायद ही मायने रखती है, लेकिन वे हमेशा इतने सस्ते नहीं थे।

— जेआरई

आह, टेप का उपयोग करके हाथ से बनाया गया लेआउट। कोई फैंसी पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर वापस तो नहीं है और हाँ यह सोना चढ़ाया जाएगा।

— JIm डियरडन

यह पिन की संख्या के बारे में नहीं है, लेकिन सॉफ़्टवेयर में कुंजियों को डिकोड करने के बारे में अधिक है। उदाहरण के लिए, आपको बस पिन ई और आई की निगरानी करनी होगी - यदि उन दोनों में से किसी को भी संकेत मिलता है, तो एक ऑपरेशन कुंजी दबाया गया था। यदि एबीसी को एक संकेत मिलता है, तो संख्या को दबाया गया था। याद रखें, कि आज के मानकों से एक भयानक धीमी और छोटे CPU है। एक एकल "यदि" सहेजना या इनपुट कुंजी पढ़ना एक मुद्दा है। मैं इसे एक उत्तर दूंगा, लेकिन यह सवाल पकड़ में नहीं आ सकता।

— asdfex

संकलित तालिका फ्यूचरबर्ड संकलित करने के बारे में: यदि आप विकर्ण के दूसरी तरफ C और E कॉलम की प्रविष्टियाँ डालते हैं, तो आप देखते हैं कि क्या चल रहा है: A पर सभी विषम संख्याएँ, C पर सभी सम संख्याएँ और E पर सभी सरल ऑपरेशन। I. पर अधिक विशेष वाले इसे टिप्पणियों में नहीं दिखा सकते हैं, लेकिन स्तंभों को HFGBD और पंक्तियों को ACEI के रूप में पुन: व्यवस्थित करते हैं और आपको एक बहुत साफ 4x5 मैट्रिक्स मिलता है जो कुंजी की स्थिति द्वारा आदेशित मैट्रिक्स की तुलना में डिकोड करने के लिए आसान है ।

— asdfex

Answer 1

यह केवल कीपैड मैट्रिक्स को पढ़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले पिनों की संख्या नहीं है जो मायने रखती है। एक बात पर विचार करना निशान की क्रॉसिंग की संख्या है, अर्थात आवश्यक व्यास की संख्या। प्रत्येक को ड्रिल करने के लिए एक छेद की आवश्यकता होती है और यह प्रक्रिया सत्तर के दशक में उतनी स्वचालित नहीं थी जितनी आज है। लेकिन, यह यहाँ प्रमुख बिंदु नहीं है:

कुंजी में ज्यामितीय लेआउट के बाद 4x5 मैट्रिक्स प्रोसेसर में डिकोड करने के लिए जटिल है। जबकि आज के सीपीयू में यह एक मामूली बात है, पॉकेट कैलकुलेटर हमेशा से था और अभी भी बहुत ही सरल प्रोसेसर आर्किटेक्चर हैं। उस समय, मुख्य रूप से कीमत के कारण। याद रखें, 1971 का कंप्यूटर प्रोसेसर इंटेल 4004, 4 बिट और 100k निर्देश प्रति सेकंड था और यह माना जा सकता है कि इस कैलकुलेटर की चिप (मैं एक डेटशीट नहीं पा रहा था) कम शक्तिशाली है।

सर्किट का निरीक्षण करते समय बनाई गई तालिका @futurebird ऐसा दिखता है कि कनेक्शन की कुल गड़बड़ है। वास्तव में, यह सच नहीं है क्योंकि हम केवल स्तंभों और पंक्तियों को पुन: व्यवस्थित करके देखते हैं:

   H F G B D
A  1 3 5 7 9
C  2 4 6 8 0
E  .     % C
I  * / + - =

यहां हम डेवलपर्स के इरादे को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं: सभी सम संख्याएं पिन सी साझा करती हैं, सभी विषम लोग पिन ए साझा करते हैं। यह मेमोरी में संख्या को सरल बनाने के लिए कुंजी प्रेस को डिकोड करना संभव बनाता है: सिलिकॉन पर होने की आवश्यकता है बिट्स प्राप्त करने के लिए सिर्फ एक "5 इनपुट टू 3 बिट एनकोडर" बाइनरी प्रतिनिधित्व में परिणामी अंक का 3..1 है जबकि सबसे कम बिट सेट या क्लियर किया गया है कि क्या लाइन ए या सी सक्रिय थी। उसी तरह, इनपुट I पर लाइन I और अधिक विशेष वाले सभी ऑपरेशनों का पता लगाया जा सकता है।

तुलना करें कि मूल 4x5 मैट्रिक्स से एक अंक को डिकोड करने के लिए: यहां परिणामी संख्या के 4 बिट प्राप्त करने के लिए 7 इनपुट की जांच की जानी है। यह स्पष्ट है कि यह लुक-अप-टेबल सिलिकॉन कपड़े पर अधिक स्थान की खपत करता है।

इस मैट्रिक्स कनेक्शन का उपयोग करते हुए, सिलिकॉन पर महंगी सुविधाओं को कम से कम रखा जाता है, जबकि मैट्रिक्स की संरचना की सावधानीपूर्वक योजना बनाने में थोड़ा सोचा और पीसीबी में डिज़ाइन किए गए कनेक्शनों से मेल खाने वाले पीसीबी को डिजाइन करने में थोड़ा प्रयास किया जाता है, जो कनेक्शन में बहुत कुछ नहीं जोड़ता है। डिवाइस की कुल लागत।

Comments

अगर मुझे सही तरीके से याद है, तो पुराने कैलकुलेटरों ने एक बिट-सीरियल आर्किटेक्चर का इस्तेमाल किया, जो कि 4004 जैसे कुछ फैंसी की तुलना में बहुत सरल, धीमा, कम शक्ति और कम सिलिकॉन है। बिट-सीरियल में, गणित के संचालन के लिए प्रति बिट डेटा की एक घड़ी चक्र की आवश्यकता होती है। एक बिट-सीरियल ऑपरेशन के उदाहरण के लिए en.wikipedia.org/wiki/Serial_binary_adder देखें ।

— टॉम एंडरसन

मैं सिर्फ यह कहना चाहता था कि यह एक अद्भुत उत्तर था। धन्यवाद!

— फ्यूचरबर्ड