[Chip Hall of Fame] สร้างความแตกต่างด้วย EEPROM : Microchip Technology PIC16C84

PIC16 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลที่สองที่ผมมีโอกาสได้รู้จัก ยุคนั้น PIC16F เป็นซีรีส์ที่กำลังได้รับความนิยม ด้วยความสามารถที่มากกว่าคอนโทรลเลอร์ตระกูล 8051 ทั้งในด้านการติดต่อกับฮาร์ดแวร์ผ่านระบบบัสที่มีฮาร์ดแวร์ทำหน้าที่จัดการให้ในส่วนหนึ่ง จากที่เราต้องเขียนโปรแกรมจัดการเองทั้งหมด อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญคือมันใส่หน่วยความจำประเภท Non-Volatile มาให้ด้วย ในรูปของ EEPROM และสิ่งที่เขียนไว้ในนั้นมันจะยังคงอยู่ แม้ว่าเราจะไม่จ่ายไฟให้มันแล้วก็ตาม ทั้งหมดนี้มาในราคาที่ไม่แพงเมื่อเทียบกับคอนโทรลเลอร์ตระกูล 8051 ในตอนนี้เราจะมาทำความรู้จักกับต้นตระกูลของ PIC16F กัน นั่นคือ PIC16C84 ที่มาพร้อมกับหน่วยความจำ EEPROM กันครับ

PIC16Cxxx ที่มีหน่วยความจำ EPROM ข้างใน ก่อนที่จะเปลี่ยนมาใช้ EEPROM ในรุ่น PIC16C84

ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษที่ ’90 ในเวลานั้นจักรวาลของคอนโทรลเลอร์ ขนาด 8 บิต ถูกยึดครองโดยผลิตภัณฑ์จากโมโตโรล่าผู้ยิ่งใหญ่ (น่าจะเป็นตระกูล 6800) และแล้วก็มีผู้ท้าชิงตัวเล็กๆ ที่ไร้ชื่อเสียงเรียงนามอย่าง Microchip Technology บริษัท Microchip Technology ได้ปล่อย PIC16C84 ผลิตภัณฑ์ตัวใหม่ของตนเข้าสู่ตลาด มันประกอบไปด้วย คอนโทรลเลอร์ขนาด 8 บิต ที่มาพร้อมกับหน่วยความจำ EEPROM เพื่อใช้ในการเก็บข้อมูล และโปรแกรมคำสั่งสำหรับทำงาน EEPROM เป็นหน่วยความจำประเภท Non-Volatile ที่สามารถเขียนทับและลบได้ด้วยสัญญาณไฟฟ้า ไม่สูญหายเมื่อไม่มีไฟฟ้ามาเป็นแหล่งพลังงานให้ และไม่จำเป็นต้องใช้แสง UV ในการลบข้อมูลเหมือนกับ EPROM อีกต่อไป การบุกเบิก ใช้งาน EEPROM ของ PIC16C84 คือจุดเปลี่ยนสำคัญของจักรวาลไมโครคอนโทรลเลอร์ในเวลานั้น เพราะก่อนหน้านั้น Microchip พยายามนำ EPROM มาใส่ในคอนโทรลเลอร์ของตน แต่กลับไม่ประสบความสำเร็จ ตลาดยังคงใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 8 บิต และใช้หน่วยความจำภายนอกในการเก็บโปรแกรมแทนอยู่ ( เหมือนระบบคอมพิวเตอร์ ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ที่เรายังคงเห็นโปรแกรมไว้ใน หน่วยความจำที่แยกจากตัวโปรเซสเซอร์ ) ซึ่งในเวลานั้นหน่วยความจำภายนอกที่นิยมกันคือ EPROM ที่ต้องใช้แสง UV ในการลบข้อมูล

PIC16C505 ‘s Die ผลิตโดยเทคโนโลยี 1.2 ไมครอน

ดังนั้นเมื่อมี ไมโครคอนโทรลเลอร์ ที่มาพร้อมกับหน่วยความจำที่สามารถอ่าน-เขียนด้วยสัญญาณไฟฟ้า โดยไม่ต้องต่ออะไรเพิ่มเติม อย่างที่ Rod Drake หัวหน้าผู้พัฒนาชิป ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการของบริษัท Microchip Technology ได้กล่าวไว้ว่า “ผู้พัฒนาสามารถเปลี่ยนแปลงโค้ดของพวกเขาได้ตลอดเวลาอย่างง่ายดาย” และยิ่งดีขึ้นไปอีกเมื่อทั้งหมดนั้น มันมีราคาเพียง 5 USD หรือแค่หนึ่งในสี่ ของชิปตัวอื่นในเวลานั้น ชิป PIC16C84 ถูกนำไปใช้ในงานด้านสมาร์ทการ์ด รีโมตหรือกุญแจรถยนต์แบบไร้สาย นี่คือจุดเริ่มต้นของไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลหนึ่ง ที่ได้กลายมาเป็นดาวเด่นในวงการอิเล็กทรอนิกส์ จากการคัดเลือกของ Fortune 500 และผู้ที่รักในงานประดิษฐ์ทั้งหลาย

แม้ว่า PIC16C84 จะหมดสายการผลิตไปแล้ว แต่ในสายการผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ยังคงดำเนินต่อไป และมียอดขายหลายพันล้านตัว มันยังคงถูกใช้งานอย่างสม่ำเสมอในหลายด้าน เช่นระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม ยานไร้คนขับ เครื่องทดสอบการตั้งครรภ์แบบดิจิตอล หรือเครื่องตรวจสอบถังบำบัดน้ำเสีย

สมาร์ทการ์ด ที่ใช้ PIC16C84 ในยุค ’90

ภาพสเก๊ตช์จากสิทธิบัตรของ Microchip แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่าง คอมพิวเตอร์ตัวอื่นกับ PIC คอมพิวเตอร์ตัวอื่นนั้นโปรแกรมและข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำเดียวกัน มีการจัดระเบียบตามสถาปัตยกรรมที่ถูกออกแบบไว้โดย “von Neumann” แต่ใน PIC นั้น หน่วยความจำจะแยกจากกันตามสถาปัตยกรรมแบบ “Harvard” ซึ่งข้อดีคือ มันทำให้สามารถเก็บส่วนของโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำราคาถูกได้

ภาพทางซ้าย – สถาปัตยกรรมแบบ Harvard , ภาพทางขวา – สถาปัตยกรรมแบบ von Neumann

อ้างอิง

https://spectrum.ieee.org/computing/embedded-systems/chip-hall-of-fame-microchip-technology-pic-16c84-microcontroller

รูป PIC16CXXX และ PIC16C505 ‘s Die
https://en.wikipedia.org/wiki/PIC_microcontroller

รูปสมาร์ทการ์ด ที่ใช้ PIC16C84 ยุค ’90
https://en.wikipedia.org/wiki/PIC16x84

รูปสถาปัตยกรรม Harvard
https://en.wikipedia.org/wiki/Harvard_architecture

รูปสถาปัตยกรรม von Neumann
https://en.wikipedia.org/wiki/Von_Neumann_architecture

**บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของบทความชุด Chip Hall of Fame ซึ่งแปลมากจาก IEEE Spectrum คุณสามารถดูตอนอื่นๆได้ที่หน้ารวมบทความ
[Chip Hall of Fame] ชิปวงจรรวมในตำนาน #เกริ่นนำ หรือ แท็ก Chip Hall of Fame

Related Post