Texto extraído do site INCB - www.newtoncbraga.com.br

A Chegada do Circuito Integrado e a Chegada do Computador (HIST064)

Com a criação do circuito integrado em 1958, a tecnologia eletrônica passou por uma enorme transformação, com a criação de novos dispositivos e o principal deles, o microprocessador que hoje faz parte de quase tudo que usamos em termos de eletrônica, do celular aos computadores.

Este artigo faz parte do meu livro “Viagem pelo Mundo da Tecnologia” (2018) onde, além de destacarmos as grandes invenções e suas influências em nossos dias, comentamos as invenções atuais e o estado da tecnologia que usamos e o que pode vir no futuro.

Em 1958 um jovem engenheiro estagiário procurou a Texas Instruments, em Dallas. No entanto, ele chegou justamente quando todos os engenheiros do laboratório estavam saindo para duas semanas de férias como costumam fazer em julho.

E agora? Não podiam dispensá-lo. Então tiveram a ideia de dar um desafio a ele: colocar num único chip vários componentes discretos formando assim um circuito completo, e foram embora.

O jovem e solitário estagiário trabalhou no laboratório e quando os engenheiros voltaram tiveram uma surpresa.

Jack Kilby havia conseguido, tinha inventado o circuito integrado e com isso garantido o Prêmio Nobel de física no ano 2000. Colocou num único chip um circuito completo, criando assim o que foi denominado “circuito integrado” e que significou uma revolução para a tecnologia.

 

Figura 1 - O primeiro circuito integrado de Kilby feito com pedaços de silício
Figura 1 - O primeiro circuito integrado de Kilby feito com pedaços de silício

 

Muito simples, esta tecnologia hoje permite que numa única pastilha de silício sejam integrados circuitos completos com milhões ou bilhões de transistores, formando assim a base dos computadores, microcontroladores, telefones celulares e tudo mais.

A Texas imediatamente explorou a ideia de Kilby desenvolvendo em pouco tempo circuitos integrados de diversos tipos como, por exemplo, os que formam a série TTL, e microprocessadores que passaram a equipar uma ampla linha de calculadoras, muito populares nos anos 60 e 70.

Na verdade, a calculadora portátil foi a primeira maneira que a Texas encontrou para mostrar ao mundo a utilidade do circuito integrado. Hoje não vivemos sem ele.

 

Circuitos integrados para tudo

Antes se você pensasse em montar um circuito, por exemplo, um amplificador, era preciso juntar todos os componentes numa placa tais como transistores, resistores, capacitores, diodos, etc. e soldá-los. Além de ser um processo trabalhoso, o circuito ficava grande, pesado e volumoso.

Com a chegada da tecnologia do circuito integrado era possível já fabricar o amplificador com todos os componentes interligados numa pequena pastilha de silício e colocá-la num pequeno invólucro.

 

Figura 2 - Circuito integrado que contém um amplificador completo
Figura 2 - Circuito integrado que contém um amplificador completo

 

É claro que para cada tipo de circuito que precisamos temos de pensar numa configuração diferente de componentes no chip. Assim, não existe um único tipo de circuito integrado.

Na verdade, hoje existem milhares de tipos de componentes, cada um servindo para uma coisa, e eles são a base dos projetos dos modernos makers (hobistas) e dos engenheiros que criam coisas novas.

Temos desde circuitos integrados simples que contém configurações com poucas funções e que servem de base para projetos mais completos ou mesmo projetos simples, até chips que, integrando milhares ou mesmo milhões de componentes formam a base dos computadores, celulares e muito mais.

Os que trabalham com estes componentes precisam ter um bom conhecimento da eletrônica, sabendo como usá-los no projeto e como escolher o tipo que precisam para sua aplicação.

 

Figura 3 - Piadinha do autor tratando dos problemas de miniaturização (28)
Figura 3 - Piadinha do autor tratando dos problemas de miniaturização (28) | Clique na imagem para ampliar |

 

 

O fabuloso 555

Não são poucos os que pensam ainda que a chegada de uma nova tecnologia obrigatoriamente descarta a anterior que se torna obsoleta. Já tratamos disso.

O mesmo ocorre com os circuitos integrados que, quando chegaram levaram muitos a pensar que os dias dos transistores estavam contados e muito mais, os dias da válvula.

Com o desenvolvimento dos circuitos levando a tipos cada vez mais complexos, especificamente os microcontroladores de que falaremos mais adiante, muitos pensavam que os dias dos circuitos integrados mais simples estavam contados.

De fato, milhares de tipos desapareceram, mas alguns, pela sua utilidade até hoje são importantes, pois podem ser usados em aplicações mais simples que não exigem tipos complexos (e mais caros) e ainda como suporte e circuitos de apoio para configurações mais complexas, hoje chamadas de shields, no caso dos microcontroladores. Um deles é o que tratamos agora.

Falamos do circuito integrado 555, componente tão útil que temos centenas de artigos em nosso site e um livro completo, além de outro escrito por nosso amigo Aquilino Leal.

Mais de 1 bilhão de circuitos integrados 555 são fabricados todos os anos, e acreditamos que vai ser ainda por muitos anos desde 1971 quando Hans Camenzind o criou.

A configuração original tinha 23 transistores e um bom número de resistores. Na época, integrar tal circuito não era tão simples, tanto que o 555 foi o primeiro circuito da época com estas características.

 

Na época, integrar tal circuito não era tão simples, tanto que o 555 foi o primeiro circuito da época com estas características.

 

Figura 4 - O circuito integrado 555
Figura 4 - O circuito integrado 555

 

Sem exagero, podemos dizer que este componente era um “microcontrolador” elementar analógico, pois através de componentes externos era possível programá-lo para fazer dezenas de coisas diferentes como gerar sinais, produzir impulsos, operar com sensores, temporizar sinais e muito mais.

A quantidade de circuitos que temos em nosso site mostra o que é possível fazer com ele.

Outros circuitos integrados também se tornarem populares nas décadas seguintes e juntamente com o 555, tais como o 4093, 4017, 567, etc. O autor tem livros tratando especificamente de projetos com esses componentes (31).

 

A chegada da tecnologia digital com o computador e o celular e o microcontrolador

Tive uma participação ativa no mundo dos computadores em nosso país. Antes de fazer uma pequena cronologia da vinda deste equipamento que certamente revolucionou o mundo da tecnologia, conto uma curiosidade à respeito de meu envolvimento num mundo da computação.

Foi em 1968, quando estava estudando na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo que meu professor de cálculo numérico anunciou fez que iríamos jogar fora nossas calculadoras mecânicas “Facit” onde realizamos nossas infindáveis contas.

 

Figura 5 - Calculadora mecânica Facit dos anos 50 e 60.
Figura 5 - Calculadora mecânica Facit dos anos 50 e 60.

 

As aulas de cálculo numérico passariam a contar um “poderoso” IBM /360/44, que havia chegado ao Brasil.

Ocupando quase um andar todo do velho prédio do biênio da Poli, o computador passou a ser usado nas nossas aulas de cálculo quando então começamos a aprender a linguagem FORTRAN ou Fórmula Translation usada para cálculos científicos. O COBOL passaria a ser ensinado aos alunos das faculdades de economia e administração!

Era uma máquina muito interessante.

Inicialmente “digitávamos” os programas numa máquina que perfurava cada linha do programa num cartão hollerith. O programa pronto traduzia-se então num bom maço de cartelas, que se caíssem no chão mudando a ordem seria o caos...

 

Figura 6 – Um cartão perfurado hollerith
Figura 6 – Um cartão perfurado hollerith

 

 

Levávamos então o nosso maço de cartões a um funcionário que enfiava esses cartões numa abertura que então os “engolia” fazendo sua leitura. Pronto, o computador havia recebido o programa!

Bastava então esperar o processamento e se tudo estivesse certo, a enorme máquina começava a ”martelar” uma impressora que numa tira de papel imprimia o resultado.

Se fosse encontrado algum problema teríamos de pegar novamente nosso programa e descobrir o que deu errado e trocar os cartões com problemas, ou fazer tudo de novo. Velhos tempos!

Posteriormente continuei minhas aventuras no mundo da informática com os primeiros tipos de computadores pessoais como CP200, MSK, TK-80 e finalmente no meu trabalho como diretor de uma revista técnica num IBM-XP com direito a monitor de tela verde e posteriormente versões melhores como o 286, 386, etc. Aprendi Basic Pascal, C++ e chega! Hoje quase não é preciso programar, a não ser os microcontroladores e para eles cada vez mais os sketches facilitam nosso trabalho.