【按】:知乎上一篇由@纸飞机 写的文章《one man army(孤胆英雄)3 - 硬件界的RMS--创造FPGA的gcc!》,把Yosys创始人Clifford Wolf形容为孤胆英雄,并和软件世界里创造了Gcc编译器等开源软件的RMS(Richard Stallman)相提并论。读完感觉特别贴切,特别是作为文章标题似乎很有吸引力,因此拟用这个词重新整理一下此前已经了解的一些算得上【芯片世界的孤胆英雄】的故事并形成系列。包括:开源EDA工具中的iVerilog, Verilator, Yosys, Qemu,这些开源项目背后的创始人都几乎可以称为【芯片世界的孤胆英雄】,还有此前看到的ARM1以及西部设计中心(Westen Design Center)的故事,以及8086软件工程师设计硬件的故事。

此为第一篇,系重新整理的这一篇20251209的博客《EDA的历史演变---从此1个人就可以开发芯片ARM@1983》。彼时强调的是一人就可以开发芯片(观点),而不是它们是芯片世界历史上的孤胆英雄。

------------------------------------------------

EDA的历史上,VLSI Technology公司扮演着非常关键的角色。它不仅开创了ASIC的概念,还开创了ASIC设计的Standard-cell based methodology方法,这一方法延续至今,成为EDA软件的最源头贡献者和推动者。更奇妙的是,这个从仙童半导体团队走出来的公司,还以自己的半导体工厂地位生产了第一颗ARM1芯片,并和Acorn及Apple公司(两个A公司)共同投资设立了ARM公司,成为现在的新传奇。

而从Acorn到ARM公司的这一段故事,又牵涉到一个非常有趣的故事,一个一人公司给了Acorn公司【无知者无畏】的勇气、让它相信开发公司很简单,1个人就可以开发芯片,并由此开启了芯片开发的冒险之旅,以及后来和Apple及VLSI创办ARM公司的故事。

----这里有太多的精彩故事了。其中最最最精彩的莫过于这里:A visit to the Westen Design Center in the US, where the 6502 was being updated by what was effectively a single-person company, showed Acorn engineers Steve Furber and Sophie Wilson they did not need massive resources and state-of-the-art research and development facilities.

----一个人就可以开发芯片!Westen Design Center是一个single-person company!这让Acorn这家初创小公司,敢自己设计芯片,真可谓是无知者无畏。根本上说,是EDA软件飞速发展才让Westen Design Center敢于一个人维护及开发芯片。

----VLSI公司作为EDA的开创者,却以半导体工厂的角色身份,在1985年制造了第一颗ARM芯片!也就是ARM1。后来才是VLSI公司、ARM公司、Acorn公司共同创办ARM公司。

----A visit to the Westen Design Center in Phoenix, where the 6502 was being updated by what was effectively a single-person company, showed Acorn engineers Steve Furber and Sophie Wilson they did not need massive resources and state-of-the-art research and development facilities. 和上一段一摸一样的描述。

----这就是上面谈到的一人公司。一个人就是Bill Mensch。公司就是WDC(Westen Design Center西部设计中心)。一个人就可以开发芯片,包括上面列表中的W65C02S和W65C816S等,如下表所示。

----一人公司所开发的芯片包括:微处理器(microprocessor)、微控制器(microcontroller)、IO外设接口电路或适配器(Peripheral Interface Adapters)。

----一人公司还开发了个人电脑。

----While the original 6502 was designed by a small team at MOS technology, WDC was founded by Mensch after the original company and continued to develop and update derivatives of the chip. 

----原始的6502处理器是有MOS technology公司的一个小团队开发的,这个小团队包括Bill Mensch。偶来Bill Mensch成立了西部设计公司(WDC)来继续开发和更新这个芯片的变种。

关于上面一人公司开发一颗芯片的故事激励Acorn开发自己的芯片的故事,还有一些描述,这里摘录几个。

----Wilson和Furber参观了National Semiconductor在以色列的工厂。它们看到了数百名工程师和大量昂贵的设备。这证实了他们的怀疑,即这样的人物可能超出了他们的能力范围。然后他们参观了位于亚利桑那州梅萨的西部设计中心。该公司正在制造广受喜爱的6502并设计16位后记产品65C618。Wilson和Furber发现的只不过是一座“郊区的平房,里面有一些工程师和一些学生使用旧的Apple II电脑和一些胶带制作图表”。突然之间,制造自己的CPU似乎成为可能。尽管面临挑战,Acorn的高层管理人员仍然支持他们的努力。事实上,他们不仅仅是支持,Acorn的联合创始人Hermann Hauser拥有物理学博士学位,他为团队提供了IBM研究论文的副本,描述了一种新的、更强大的CPU类型。它被称为RISC,代表“精简指令集计算”。

----上面的描述也有相当高的可信度,特别是先后两次参观的强烈对比,更有可能激发Wilson和Furber对芯片设计的想象力!芯片设计可以是千军万马的正规军团,也(更)可以是单人公司就搞定,眼见为实,两种都见到了。

----这是一篇网上的爽文,有些地方写得不对,但大概故事是差不多的,而其中的文字则颇有网友喜欢的爽味,这里拿出来分享一下。

----Acorn参观的是西部设计公司(WDC),上面说的是MOS技术公司的CPU部门,说它只有破烂办公室一间、工程师几只,啥高级设备也没有,但竟然可以搞定CPU设计。

----上面的截图中说的Wilson是Roger Wilson,是个男的。后来变性了并改名为Sophie Wilson,这又是一个网络爽文,这里就不展开了。

----中文网络上的另一篇爽文。西部设计中心,一群大学生都能设计处理器,有什么难的?于是Arm1诞生了!

----这个Arm1微处理器芯片,是从制造商VLSI Technology回来的!

----而这个VLSI Technology实际上则是ASIC设计、特别是Standard-cell设计的鼻祖,也是EDA软件的关键推动源头,在1985年却是芯片制造商。

----Acorn是偏居于英国的一家小公司,向英特尔要80286被鄙视,哈哈哈哈。

----强烈的对比。与之前所参观的国家半导体公司庞大的工程师团队和昂贵设备规模截然相反的是,这个西部设计中心仅仅是个郊区平房,而且雇员皆为学生,使用的设备是家用电脑(而不是专业的工作站)。

----无知者无畏的精神,开始了造芯之旅,哈哈哈哈。

----不过这篇爽文关于VLSI公司的描述比较全面,特别提到:这个VLSI公司既能提供芯片设计工具,还能帮忙代工设计好的芯片,可谓“一条龙服务”的强大外援了。这比较接近VLSI公司当时的状况。反而VLSI作为芯片制造商的能力和事实,在这里没有说。因为VLSI作为芯片制造商,只是一个商业上的小故事,VLSI在电子工业技术历史上的江湖地位,是EDA软件(芯片设计工具)和使用这些工具进行设计的能力。

----爽文还有许多,但关键词就是这么几个:

----Acorn公司、VLSI Technology公司、西部设计公司(WDC)、MOS Technology公司(6502芯片)。

----Sophia Wilson(ARM1的设计者)、Steve Furber(ARM1的设计者)。Bill Mensch(一人芯片公司)。

----Acorn's visit to the Western Design Center(WDC) in 1983 was a pivotal moment, as it inspired Acon engineers to develop their own RISC processor, the ARM. 

----The visit convinced Acorn that a small team could design its own RISC processor architecture.

----西部设计公司的网站还在!WoW!它的介绍就是inspired Acorn engineers to create the wildly popular ARMxx series of microprocessors。

----西部设计公司事实上还是第一个授权微处理器IP的公司(1981年),以及第一个fabless半导体公司(1984)。这些在现如今的商业社会里会被认为是商业模式的开创者。但在技术史上留名的,还是它的65xx系列芯片。We specilialized in 65xx brand microprocessor technology.  WDC is considered a pioneer in the design and licensing of microprocessor technology。

----前面介绍的Bill Mensch,正式的名字是William Mensch。这个和Bill Dally一样呵呵,William在英语里又被叫做Bill。这个不涉及变性,没有那个ARM1设计师Sophia Wilson玩得花。

----事实上这家公司还在!Bill Mensch也还在!网站从2016年到本文写作的时候看到的访问是第1297万2169次访问@2025.12.5日13:55:43AM(美国当地时间2025.12.4日10:55:43PM)。

----22项专利,包括微处理器,微处理器外设,微处理器系统。做CPU都要做到外设和系统(?)。

----在1978年成立西部设计中心之前工作过4家公司。西部设计公司从1978年一直到现在仍在运营。

----William David Mensch Jr is an American electrical engineer. His Engineering archievements. He received his Bachelor of Science degree in 1971. 学士学位大概只能被称为engineer而很难称为Scientist了。不过大概也只有engineer才更有可能是创建一人公司a single-person company的人了。

----Mensch is a co-holder of several 6800 family patents. 

----He was the sole IC design engineer of the 6820/21 PIA, which was the first peripheral IC to have bit-programmable input/output (I/O). 让IO外设具有bit-programmable的能力,也就要求外设有bit的编址寻址能力。在之前的Address编址寻址艺术中注意到这个概念,即块寻址能力、字节寻址能力、bit寻址能力。

最后看一下Mensch的22项专利:

https://wdc65xx.com/patents/

Patents By Inventor William D. Mensch, Jr.

U.S. Patent Number 6,052,792
Power management and program execution location management system for CMOS microcomputer
U.S. Patent Number 5,737,613
Method of operating microcomputer to minimize power dissipation while accessing slow memory
U.S. Patent Number 5,511,209
Programmable microcomputer oscillator circuitry with synchronized fast and slow clock output signal
U.S. Patent Number 5,438,681
Topography for CMOS microcomputer
U.S. Patent Number 5,212,800
Method and apparatus for sensing trinary logic states in a microcomputer using bus holding circuits
U.S. Patent Number 5,123,107
Topography of CMOS microcomputer integrated circuit chip including core processor and memory, priority, and I/O interface circuitry coupled thereto
U.S. Patent Number 5,097,413
Abort circuitry for microprocessor
U.S. Patent Number 4,876,639
Method and circuitry for causing sixteen bit microprocessor to execute eight bit op codes to produce either internal sixteen bit operation or internal eight bit operation in accordance with an emulation bit
U.S. Patent Number 4,800,487
Topography of integrated circuit including a microprocessor
U.S. Patent Number 4,739,475
Topography for sixteen bit CMOS microprocessor with eight bit emulation and abort capability
U.S. Patent Number 4,652,992
Topography of integrated circuit CMOS microprocessor chip
U.S. Patent Number 4,263,650
Digital data processing system with interface adaptor having programmable monitorable control register therein
U.S. Patent Number 4,218,740
Interface adaptor architecture
U.S. Patent Number 4,145,751
Data direction register for interface adaptor chip
U.S. Patent Number 4,099,232
Interval timer arrangement in a microprocessor system
U.S. Patent Number 4,087,855
Valid memory address enable system for a microprocessor system
U.S. Patent Number 4,086,627
Interrupt system for microprocessor system
U.S. Patent Number 4,020,472
Master slave registers for interface adaptor
U.S. Patent Number 3,991,307
Integrated circuit microprocessor with parallel binary adder having on-the-fly correction to provide decimal results
U.S. Patent Number 3,968,478
Chip topography for MOS interface circuit
U.S. Patent Number 3,942,037
MOS edge sensing circuit
U.S. Patent Number 3,906,255
MOS current limiting output circuit
 

<<<<<<<<END>>>>>>>>

封面图:ARM-1的设计师Sophie Wilson。

摘要:本文讲述了EDA发展史上VLSI Technology公司的关键作用,以及ARM芯片诞生的传奇故事。VLSI开创了ASIC设计和标准单元方法,还生产了首颗ARM1芯片。文章重点描述了Acorn工程师受一人芯片公司Westen Design Center的启发,在简陋条件下开发出ARM处理器的经历。通过对比国家半导体与WDC的强烈反差,展现了"无知者无畏"的创新精神。故事涉及VLSI、Acorn、ARM、WDC等公司,以及Sophie Wilson、Steve Furber、Bill Mensch等关键人物,揭示了EDA技术发展如何降低芯片设计门槛的历史进程。

Logo

这里是“一人公司”的成长家园。我们提供从产品曝光、技术变现到法律财税的全栈内容,并连接云服务、办公空间等稀缺资源,助你专注创造,无忧运营。

更多推荐