45 yıl sonra gün yüzünde: ZX81 ve Spectrum'u ucuzlatan Ferranti çipinin tasarım belgeleri
eBay'den alınan klasörlerden, Sinclair'in ZX81 ve ZX Spectrum'unu ucuzlatan Ferranti ULA çiplerinin 1980'lerden kalma şemaları, notları ve yazışmaları çıktı.
eBay'de satışa çıkan birkaç eski klasörün içinden kalemle çizilmiş devre şemaları, solmuş Polaroid fotoğraflar, faks kâğıtları ve aceleyle yazılmış mektuplar çıktı. Klasörleri satın alan, retro elektronik üzerine video çeken Happy Little Diodes kanalı oldu. Kâğıtların neye ait olduğu anlaşılınca iş büyüdü: bunlar, Ferranti şirketinin Sinclair için ürettiği ULA çiplerinin 1980'lerden kalma tasarım belgeleriydi.
Hackaday yazarı Jenny List'in 15 Ekim'de aktardığına göre arşivde ZX81, ZX Spectrum, ZX Printer, Microdrive, Interface 1 ve Sinclair'in televizyon projesine ait çizimler ve notlar var. Önemi şuradan geliyor: bu çipler yıllardır tersine mühendislikle sökülüp incelendi, ama onları tasarlayan mühendislerin masasındaki kâğıtlar şimdiye kadar hiç ortada yoktu. Bir bakıma, çözülmüş bir bilmecenin cevap anahtarı sonradan bulunmuş gibi.
Yarısı hazır, yarısı müşteriye göre bir çip
ULA, İngilizce "Uncommitted Logic Array" adının kısaltması; Türkçeye kabaca "henüz bağlanmamış mantık dizisi" diye çevrilebilir. Fikir basit: üretici, içinde binlerce transistörün sıra sıra dizildiği ortak bir yonga kalıbı hazırlar. Bu transistörlerin birbirine nasıl bağlanacağı ise müşteri devresini bildirdikten sonra, en son eklenen metal katmanla belirlenir. Bu katman, baskı devre kartındaki bakır yollara benzer. Evleri önceden yapılmış bir mahalleyi düşünün; sokakları kimin çizdiğine göre ortaya bambaşka bir yerleşim çıkar.
Böylece sıfırdan çip tasarlamanın maliyeti ve süresi büyük ölçüde azalır. Bugün bu tür çiplere "kapı dizisi" (gate array) deniyor. İngiliz Ferranti, bu tekniği ticarileştiren ilk şirketlerden biriydi; bilinen ilk uygulamalarından biri 1972'de Rollei'nin bir fotoğraf makinesiydi.
Fiyatı belirleyen tek parça
Clive Sinclair'in şirketi için ULA bir mühendislik tercihinden fazlasıydı. Önceki model ZX80'de ayrı ayrı duran on sekiz çipin işini ZX81'de tek bir Ferranti ULA'sı üstlendi. 5 Mart 1981'de piyasaya çıkan ZX81, kit olarak 49,95, hazır olarak 69,95 sterline satıldı ve toplamda bir buçuk milyonu aşkın adet satıldı.
23 Nisan 1982'de çıkan ZX Spectrum'da da aynı yol izlendi. Baş mühendis Richard Altwasser'in en önemli katkısı, makinenin temel donanım işlerini tek yongada toplayan ULA tasarımıydı. Sinclair makinelerine adanmış sncmuseum müzesinin sitesine göre bu çip görüntü sinyalini üretmek, belleği yönetmek ve klavyeyi taramak gibi rutin işleri tek kalıpta birleştiriyordu; müzeye göre Spectrum'u ayrık çiplerle 125 sterline indirmek mümkün olmazdı. 16 kilobaytlık model 125, 48 kilobaytlık model 175 sterlindi ve Spectrum beş milyonu aşkın satışla tüm zamanların en çok satan İngiliz bilgisayarlarından biri oldu.
Klasörlerde neler var
Happy Little Diodes'un yayımladığı katalogda 169 kayıt var; tarihli olanlar Eylül 1980 ile Mayıs 1986 arasına yayılıyor. Öne çıkanlar şöyle:
- ZX81 ULA'larının (2C158, 2C184) Ferranti'de bilgisayarla çizilmiş mantık diyagramları; en eskisi 24 Eylül 1980 tarihli.
- Spectrum ULA'sının 5C102, 5C112 ve 6C001 sürümlerine ait blok şemaları ve test notları. 10 Kasım 1981 tarihli bir çizim, makine daha piyasaya çıkmadan önceki görüntü zamanlamasını gösteriyor.
- Spectrum 128K'nın 7K010 ULA'sı: Ferranti'nin 14 Haziran 1985'te Sinclair'e gönderdiği, bacak düzenini "Project Derby" adıyla doğrulayan faks. Derby, sonradan ZX Spectrum 128 adını alan makinenin kod adıydı.
- 28 Nisan 1983 tarihli, elle çizilmiş Microdrive ULA şeması ve Sinclair televizyonu için tasarlanan test kutusunun çizimleri.
Kâğıtlarda kalan sürtüşmeler
Belgelerin en insani kısmı yazışmalar. Sinclair makinelerini İskoçya'nın Dundee kentinde Timex üretiyordu ve katalogdaki mektuplar üç şirket arasındaki gerginliği de belgeliyor: Ferranti'nin 7 Şubat 1983'te Timex'e gönderdiği RAM zamanlaması anlaşmazlığına dair rapor, Timex'in 7 Kasım 1984'te ULA kaynaklı klavye arızaları için yazdığı acil mektup, Ferranti laboratuvarının Sinclair'den iade edilen çipler üzerine elle yazdığı 11 sayfalık arıza analizi. Bunlar, ucuz bilgisayarın arkasında ne kadar ince ayar ve pazarlık yattığını gösteriyor.
Happy Little Diodes kanalının yayımladığı videoda belgelerin bulunuş hikâyesi anlatılıyor.
Haklar kimde, sırada ne var
Sinclair, 7 Nisan 1986'da bilgisayar ürünlerinin tamamını 5 milyon sterline Amstrad'a sattı. Hackaday'e göre bu belgelerin hakları bugün Amstrad'ın portföyünü elinde tutan yayın kuruluşu Sky'da; Sky da tarihî değerlerini kabul edip paylaşılmalarına izin vermiş. Belgeler indirme bağlantılarıyla bir tabloda listeleniyor.
Spectrum ULA'sının iç yapısı bilinmez değildi: Chris Smith 2010'da yayımladığı The ZX Spectrum ULA: How to Design a Microcomputer kitabında çipi ayrıntısıyla çözümlemişti. Yeni belgeler bu çalışmaları doğrulayabilir ya da düzeltebilir; ama kayıtların bir bölümü tarihsiz, bazılarının kimin elinden çıktığı katalogda bile belirsiz. Ferranti'nin bu çipleri ürettiği Manchester yakınındaki Gem Mill tesisi 2004'te kapandı, 2008'de yıkıldı. Fabrikadan geriye kalanların önemli bir kısmı artık bu klasörler. Açık soru, emülatör ve donanım kopyası geliştiren meraklıların bu kâğıtlarda bugüne kadar fark edilmemiş bir ayrıntı bulup bulamayacağı.
Fotoğraf: pedrik, CC BY 2.0, Wikimedia Commons
