4-Bit-Architektur

4-Bit-Prozessor Intel D4004

Unter 4-Bit-Architektur wird in der elektronischen Datenverarbeitung eine Prozessorarchitektur verstanden, bei der Prozessoren durch ihr Design so ausgelegt sind, dass 4 Bit gleichzeitig (Wortbreite) während eines Taktes verarbeitet werden können. Diese Festlegung schließt die externe und interne Gestaltung von Daten- und Adressbussen, die Ausführung des Registersatzes sowie der Recheneinheiten mit ein.

Prozessoren mit 4-Bit-Architektur wurden seit den 1970er-Jahren u. a. für Taschenrechner verwendet, da sich in dieser Datengröße die Zahlen 0–15 binär und die Dezimalziffern 0–9 in BCD jeweils in einem Nibble (4 Bit) abbilden lassen.

4-Bit-Mikrocontroller kamen außerdem in zahlreichen Geräten der Haushaltstechnik und Unterhaltungselektronik für einfache Steuer- und Kontrollaufgaben zum Einsatz. Datenblätter belegen 4-Bit-Familien mit integrierten LCD-Treibern, Timern und zahlreichen digitalen Ein-/Ausgängen, die speziell für solche Anwendungen vorgesehen sind.

Geschichte

Als einer der ersten kommerziell genutzten 4-Bit-Mikroprozessoren gilt der Intel 4004, der 1971 vorgestellt wurde und ursprünglich für den Busicom-Tischrechner 141-PF entwickelt worden war. Intel bewarb den 4004 im November 1971 in Electronic News als „programmierbaren Mikroprozessor“, was seinen Markteintritt weithin bekannt machte. In der Folge erschienen 4-Bit-Mikrocontroller wie die TI-Serie TMS1000 (ab Mitte der 1970er Jahre) als „One-Chip-Mikrocomputer“ mit ROM, RAM, I/O und ALU auf einem Chip, insbesondere für Taschenrechner und einfache eingebettete Systeme. Für leistungsfähigere Taschenrechner/Handheld-Systeme entwickelte Hewlett-Packard in den 1980er Jahren die Saturn-Architektur mit 4-Bit-Datenpfad und breiter interner Wortgröße, wie im HP Journal dokumentiert.

Vertreter

Unter anderem folgende Prozessor-Familien sind Vertreter der 4-Bit-Architektur:

• von Intel das Modell 4004 (früher 4-Bit-Mikroprozessor, u. a. in Busicom-Rechnern)
• von NEC die 4-Bit-Mikrocontroller-Familie µPD75X (µCOM-75x)
• von Texas Instruments die Serie TMS1000 (frühe 4-Bit-„One-Chip-Microcomputer“ für Embedded-Systeme)
• von Hewlett-Packard die Saturn-Familie (4-Bit-Datenpfad mit breiter interner Wortgröße; u. a. im HP-71B)
• von Sharp die SM5xx-Serie (4-Bit-Single-Chip-Mikrocomputer häufig mit LCD-Treibern)

Weblinks

Commons: 4-bit microprocessors – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

Prozessorarchitekturen