O HP-35 é um exemplo de produto extremamente atraente, em miniatura e revolucionário. As calculadoras de bolso com quatro funções já estavam à venda [anteriormente "de bolso" ou "de mão" ou "portátil", elas chamavam de eletrônica pequena o suficiente para caber na sua mão e ser portátil - antes que todo o equipamento se tornasse tal / aprox. transl.]. Poucos podiam imaginar uma máquina capaz de fazer cálculos científicos e caber no bolso da camisa, mas muitos já haviam começado a sonhar com isso. O HP-35 foi desenvolvido pela Hewlett-Packard, com sede em Palo Alto, Califórnia, em 1501 Paige Mill Road, e foi lançado em 1972. Foi a primeira calculadora científica completa do tamanho de um bolso de camisa. Esta invenção revolucionou a profissão de engenheiro, permitindo realizar cálculos científicos quase instantâneos e extremamente precisos em casa, no escritório ou no campo. O HP-35 foi o culminar inovador de projeto mecânico, tecnologia avançada, desenvolvimento de algoritmos e aplicativos - tudo isso era único naquele momento.
Muitos de nós pensamos em nós mesmos como inventores, mas realmente precisamos nos concentrar na “inovação” - criar coisas que outras pessoas precisam, aquelas que desejam comprar. A pesquisa deve apoiar o desenvolvimento do produto final. Se algo novo aparecer como resultado, talvez uma invenção digna de patente apareça. Muitos engenheiros iniciam o desenvolvimento por dentro, com ferro, com o motor e depois equipam-no com uma carcaça. No entanto, a análise dos produtos de maior sucesso nas últimas décadas mostra que eles começaram a ser desenvolvidos a partir do exterior; Aparência e experiência do usuário são uma prioridade sobre desenvolvimentos detalhados de engenharia.
Durante o desenvolvimento da calculadora de mesa HP-9100, o irmão mais velho da HP-35, fui responsável por desenvolver algoritmos que pudessem se encaixar na arquitetura proposta pelo inventor freelancer Tom Osborne. Tom trouxe para a HP um circuito de ponto flutuante de quatro funções que se tornou a base da arquitetura 9100. A metodologia de algoritmo proposta foi retirada da calculadora Athena, desenvolvida por Malcolm Macmillan, também responsável pela calculadora de ponto fixo e pelas
funções transcendentais . Eu tive que ler muita literatura para entender a técnica de vários tipos de cálculos, muitos dos quais com mais de 1000 anos. Embora os Laboratórios Wang usassem métodos de contagem semelhantes, em minha pesquisa encontrei exemplos históricos, o mais antigo deles remonta a 1624 - que cancela as patentes dos Laboratórios Wang.
O estudo ajudou a dominar as funções transcendentais (função exponencial, logaritmo e funções trigonométricas) usando algoritmos que satisfazem as necessidades do usuário e se encaixam nas limitações do ferro. Essa abordagem foi inestimável durante o desenvolvimento do HP-35, até o uso de constantes de 12 dígitos para gerar funções, a fim de reduzir os desvios de unidade na décima primeira casa decimal.
Nós pensamos cuidadosamente sobre a escolha de algoritmos para o HP-35. Séries de potência, decomposição de polinômios,
frações contínuas ,
polinômios de Chebyshev - tudo isso foi considerado para uso no cálculo de funções transcendentais. E tudo isso foi muito lento devido ao número de multiplicações e divisões necessárias para manter a precisão até a décima posição no intervalo proposto de duzentos e dez graus. Um algoritmo generalizado que melhor se adapta aos requisitos de velocidade e eficiência de programação do HP-35 é o método iterativo de pseudo-divisão e pseudo-multiplicação, descrito pela primeira vez em 1624 por
Henry Briggs na Arithmetica Logarithmica, e mais tarde por Volder e Meggit. Um algoritmo do mesmo tipo foi usado anteriormente nas calculadoras de mesa HP.
Além disso, como resultado de pesquisas para o desenvolvimento da calculadora de mesa HP-9100, foi proposto o uso da
notação polonesa reversa como base para o desenvolvimento da HP-35. Isso afetou todos os aspectos do desenvolvimento - do número de chaves à arquitetura da lógica interna. A notação polonesa reversa exige que o operador seja inserido após os operandos, como resultado dos quais parênteses se tornam desnecessários. Isso permitiu inserir dados com menos pressionamentos de tecla, além de simplificar o hardware.
O projeto da calculadora começou literalmente como uma tentativa de criar uma calculadora científica que caberia no bolso da camisa
"Bill" de
William Hewlett . Depois de desenvolver a calculadora científica de mesa HP-9100 em meados da década de 1960, Bill ficou obcecado com a idéia de que a HP desenvolvesse uma calculadora com os mesmos recursos que cabem no bolso da camisa. A cada poucos meses, ele aparecia no laboratório do prédio da 1U e perguntava como estava indo seu projeto favorito. Ele sempre se voltava para mim pessoalmente, pois eu estava envolvido em pesquisas de arquiteturas adequadas aos algoritmos científicos que usei no HP-9100.
Embora a densidade de semicondutores aumentasse a cada ano, os
transistores bipolares não podiam ser adequados para o nosso projeto - eles eram muito grandes e consumiam muito. As estruturas de MOS (semicondutor de óxido de metal; semicondutor de óxido de metal inglês ou MOS) prometiam alta densidade e baixo consumo, mas ainda estavam nos estágios iniciais de desenvolvimento. Mas isso não impediu a Hewlett de confiar à equipe de desenvolvimento da HP esboçar algumas idéias, layouts de chave etc. que poderiam caber no bolso de uma camisa. O laboratório de eletrônica de estado sólido também trabalhou em displays de LED de baixa potência baseados em circuitos com transistores bipolares. De vários fabricantes nos EUA e no Japão, compilei uma grande coleção de arquiteturas de semicondutores que executavam cálculos simples com quatro funções. A maioria deles era bipolar, mas alguns fabricantes já tentaram desenvolver circuitos MOS com várias centenas de transistores em um chip. No final de 1970, tudo mudou drasticamente quando a Fairchild Semiconductor mostrou a mim e a Tom Whitney a arquitetura
pMOS , que parecia muito adequada como candidata a trabalhar com algoritmos científicos, no gerente de departamento da HP.
O somador decimal com código binário (BCD) e o suporte a várias palavras de 20 bits nos registradores de turnos com circulação de informações foram muito eficazes em termos de tamanho de chip e consumo de energia. Fairchild não possuía uma patente para essa arquitetura, pois alegadamente a levaram da Sweda, fabricante de caixas registradoras eletrônicas. Eles ofereceriam esse chipset como uma plataforma para calculadoras com quatro funções e um ponto fixo.
Por cerca de duas semanas, estudei uma arquitetura modificada com base no que vi com Fairchild e decidi que precisaria apenas de registros de 13 bits (56 bits) e palavras de 11 bits; eles foram reduzidos posteriormente para 10 bits usando um ramo condicional imaginário. Uma redução de 10% no circuito foi bastante significativa. Treze dígitos deveriam ter sido suficientes para uma precisão de 10 dígitos, com um bit para transbordamento ou transporte e dois bits de proteção. A palavra pode ser exibida como uma mantissa com dois dígitos do expoente ou como um resultado de comprimento variável com um ponto fixo. O produto deveria ter um chip aritmético e um chip de registro, circuitos de controle e um temporizador e vários chips de ROM. Com que frequência uma pessoa tem chance de desenvolver um conjunto de micro-instruções?
Fairchild decidiu que não faria um esquema especial de pedidos para a HP, então fomos com Bill Hewlett, diretor-gerente Tom Whitney e diretor de laboratório Paul Hope, esperando que ele ficasse satisfeito com a combinação de tecnologia e arquitetura que caberia no bolso. Dissemos a ele que precisaríamos solicitar o desenvolvimento de vários novos chips pMOS. E o custo final do produto será definitivamente muito superior a US $ 100, pelo qual foram vendidas calculadoras com quatro funções. Hewlett não tinha certeza de que obteria uma boa resposta do desenvolvimento no valor de um milhão de dólares; portanto, usamos o orçamento existente do departamento de pesquisa e desenvolvimento, e a Hewlett entrou em contato com o centro de desenvolvimento analítico do SRI para confiar a eles uma pesquisa de mercado independente. O SRI trabalhou por muitos meses, estudou vários grupos focais etc. e deu a resposta: o que a HP tinha em mente “não é possível avaliar”.
Os principais objetivos ao criar o HP-35 foram:
- Calculadora do tamanho de um bolso de camisa.
- A capacidade de contar funções transcendentais (trigonométricas, logarítmicas, exponenciais) e até a raiz quadrada (simples).
- O desempenho dessas operações na faixa de duzentos graus dezenas, o que nos permitiu representar números de 10 -99 a 9.999999999 x 10 99 .
- A tela deve consistir em 15 indicadores numéricos de LED de sete segmentos com uma posição adequada para o ponto decimal, que deve ser visível à luz do sol.
- A calculadora deve ter cinco registros para armazenar constantes e resultados, quatro dos quais compõem a pilha operacional - nem todos os computadores tiveram essa oportunidade naquele momento.
- Quatro horas com baterias recarregáveis.
- Preço acessível para engenheiros e cientistas.
Como deve ser o HP-35? Tinha que ser do tamanho de um bolso - e, portanto, leve e fácil de transportar. De quais botões ele precisava, como todos eles se encaixariam em um limite de tamanho? Os usuários aceitarão botões de prefixo e sufixo? Como colocar os botões para que sejam convenientes de usar? É possível evitar pressionar acidentalmente botões adjacentes? A bateria deveria funcionar por várias horas sem recarregar. A tela deveria ser legível no comprimento do braço e sob a luz do sol.
O desenvolvimento industrial do HP-35 foi uma novidade não apenas para a Hewlett Packard, mas para toda a indústria eletrônica como um todo. Normalmente, os componentes mecânicos e elétricos de um produto foram determinados antes de sua aparência ser desenvolvida; HP-35 seguiu o caminho oposto.
Como a calculadora deveria caber no bolso da camisa, o tamanho era a restrição de design dominante. Imediatamente mais alguns parâmetros foram definidos. A calculadora precisará de três baterias para atingir o tempo de execução indicado, com um conversor DC / DC altamente eficiente na tensão estimada dos semicondutores e com os requisitos de energia correspondentes. Com base no desenvolvimento de calculadoras de desktop anteriores, o HP-35 decidiu criar 35 teclas (obviamente, não surgiu o nome da calculadora após o desenvolvimento?), Além de um display LED de quinze dígitos com notação exponencial, ponto decimal e sinais para mantissa e expoente .
O design industrial começou com o estudo do teclado, caixa, o conceito geral de forma. Com a ajuda de esboços e modelos tridimensionais, vários fatores básicos de forma foram estudados, o que permitiu uma boa avaliação das formas e tamanhos em consideração. Do ponto de vista da psicologia da engenharia, o teclado foi o momento mais crítico. O problema era como colocar 35 teclas em uma área de 6,5 cm x 11,5 cm, mantendo a capacidade de trabalhar com as teclas sem pressionar mais de uma por vez. Tornou-se óbvio que o padrão da indústria de 19 mm entre os centros das chaves teria que ser abandonado.
Um compromisso bem-sucedido foi o uso de uma distância de 17 mm entre os centros das teclas digitais e 13 mm para o restante. Isso se tornou possível após a redução do tamanho das chaves, o que aumentou a distância entre elas. As teclas são divididas em grupos de acordo com as funções. Os grupos são divididos por tamanho, contraste, cor e localização. As teclas numéricas, como as mais usadas, são ampliadas e têm o maior contraste. Suas designações são aplicadas diretamente a si mesmas. O próximo grupo de teclas por frequência de uso é destacado em azul. A tecla enter e as teclas aritméticas são destacadas neste grupo pelo fato de suas designações serem aplicadas às próprias chaves. As teclas usadas com menos frequência têm menos contraste e suas designações são impressas no painel acima das teclas.
Os requisitos para o teclado HP-35 eram particularmente complexos. Tinha que ser confiável, barato, com teclas baixas, agradável ao toque. A decisão foi baseada no fato de que as tiras de metal curvas fixadas nas extremidades podem ter dois estados estáveis. Quando uma tecla foi pressionada, eles deram um feedback tátil, semelhante ao de um grilo infantil de brinquedo [aparentemente, algum brinquedo entre as crianças dos EUA na época / aprox. transl.]. Na HP, um contato especial da mola foi desenvolvido com uma altura de 3 mm. A sensação tátil das teclas deu uma compreensão clara do momento em que o contato ocorreu.
A carcaça do HP-35 foi desenvolvida levando em consideração a psicologia da engenharia e a importância da aparência. As bordas da calculadora de uma forma especial facilitam segurá-la com uma mão. Eles também permitem que ele entre facilmente no bolso. O teclado e a tela estão inclinados para facilitar a visualização com o uso na área de trabalho. A parte superior do corpo é mais clara que a inferior - por isso, o produto parece mais fino do que realmente é. Parece flutuar quando você o observa no uso normal da área de trabalho. O uso de texturas complementares influenciou bastante sua aparência geral elegante. A textura da caixa fornece uma superfície antiderrapante, o que é importante quando é segurada na mão. A equipe de design industrial, liderada por Ed Lilienwal, fez um excelente trabalho, sem saber nada sobre o envase do produto.
Naquela época, havia apenas informações gerais sobre o enchimento eletrônico da calculadora. O desenvolvimento e empacotamento de todos os componentes elétricos e mecânicos necessários em um produto minúsculo se tornou uma tarefa titânica para desenvolvedores de componentes eletrônicos e mecânicos e designers industriais. O HP-35 não teria nascido sem uma incrível relação de trabalho entre o laboratório de desenvolvimento, projeto industrial, fabricação e equipes de ferramentas. Todos os que trabalharam no projeto tinham um objetivo comum de manter o tamanho e a forma originais, como resultado do qual muitas inovações de engenharia foram inventadas. Muitos dos problemas encontrados durante o desenvolvimento poderiam ser facilmente resolvidos da maneira usual, mas os principais objetivos não seriam alcançados e o produto seria menos atraente.
Cronograma de desenvolvimento -35
Nos estágios iniciais de planejamento do HP-35, era óbvio que exigiria novas tecnologias de exibição. Os LEDs que existiam consumiram muita energia e custaram muito. A HP desenvolveu uma tela de cinco dígitos que economiza energia e custos graças às lentes esféricas de plástico embutidas em frente a cada dígito. O desempenho do LED é aprimorado usando um pequeno
ciclo de trabalho em vez de corrente contínua. No HP-35, a energia é armazenada em indutores e fornecida aos LEDs. Essa tecnologia tornou possível o uso ativo da multiplexação; os números foram digitalizados um de cada vez, um segmento após o outro. Testes de confiabilidade extensivos mostraram uma ligeira alteração na intensidade após vários anos de corrente de ondulação com um ciclo de trabalho de 0,1%. A legibilidade da tela, mesmo sob o sol forte, foi tão importante que os segmentos individuais mudaram um pouco, adicionando pequenas serifas da borda esquerda das faixas superior e inferior. Cada segmento também foi alterado para que o perímetro fosse comparável à proporção da área, a fim de obter uma intensidade visual uniforme.
O monitor HP-35 foi projetado de maneira semelhante aos displays de dez dígitos das calculadoras de mesa HP. Consistia em 15 dígitos de sete segmentos e pontos decimais. Os resultados no intervalo de 10
10 a 10
-2 eram sempre mostrados como números de ponto flutuante, que eram apropriadamente colocados no visor, e o campo de potência permanecia vazio. Fora dessa lacuna, o HP-35 mostrava o resultado em uma notação exponencial com um ponto decimal à direita do primeiro dígito significativo e uma potência correspondente de 10, localizada na extremidade direita da tela. Para aumentar a legibilidade do ponto decimal, seu próprio segmento foi destacado.
Havia cinco circuitos MOS / LSI MOS / LSI (semicondutores de óxido de metal / integração em larga escala) no HP-35: ROM, circuito aritmético, circuito de registro (A&R), circuito de controle e timer (C&T). O circuito lógico foi desenvolvido por Franc Road e Chan Tang, dos laboratórios HP, e o circuito eletrônico foi desenvolvido e fabricado por dois fabricantes terceirizados. Três circuitos bipolares personalizados também foram desenvolvidos nos laboratórios HP e fabricados pela divisão Santa Clara da empresa - um driver de relógio bifásico, um gerador de tensão de relógio e ânodo para os LEDs e um driver de cátodo para os LEDs. O HP-35 foi montado em duas placas de circuito impresso. O superior continha uma tela, modeladores e um teclado. O inferior, o menor, continha toda a lógica do MOS, um modelador de relógio e uma fonte de energia.
Arquitetura do sistema HP-35
Escolher uma bateria e desenvolver uma fonte de energia não eram tarefas triviais; Para aumentar a eficiência do conversor DC / DC, uma pilha de três baterias foi usada. A eficiência do conversor de transistor único estava acima de 80%, o que garantiu a tarefa de trabalhar com energia da bateria por quatro horas. Como em outros aspectos do design, as melhores pessoas participaram desse desenvolvimento; Chu Yen, Ph.D., que trabalhou nos Laboratórios HP, alcançou uma eficiência tão excelente, apesar da necessidade de fornecer várias tensões (+7,5 V, +6 V e -12 V, necessárias para a operação de circuitos de calculadora MOS e bipolar). Conceitos semelhantes foram usados para o adaptador / carregador CA.
Os dados na calculadora estão organizados em uma arquitetura consistente. Essa organização minimiza o número de contatos de cada circuito e entre circuitos, o que economiza espaço e custo, aumentando a confiabilidade. Cada palavra consiste em 14 dígitos decimais binários ou 56 bits. Dez dos 14 dígitos são atribuídos à mantissa, um ao sinal da mantissa ou para transbordamento durante os cálculos, dois ao expoente e um ao sinal do expoente. Os três últimos também desempenham a função adicional de categorias de proteção.
Três barramentos principais conectam circuitos MOS. Um por um, há um sinal de sincronização palavra por palavra (SYNC) criado por um contador com 56 estados no chip de controle e no timer. No outro barramento, as instruções (Is) são transferidas sequencialmente da ROM para os chips de controle e timer ou para os chips aritméticos e de registro. O terceiro sinal de barramento, seleção de palavras (WS), serve como um sinal seletor gerado por um chip C&T ou ROM. Dá ao módulo aritmético uma parte da palavra, devido à qual é possível realizar operações em apenas uma parte do número, por exemplo, na mantissa ou expoente. O diagrama C&T executa funções básicas não-aritméticas ou auxiliares em uma calculadora. Entre eles estão as pesquisas de teclado, rastreando o status do sistema, sincronização, alterando os endereços das instruções.
As chaves estão dispostas em cinco colunas e oito linhas. O chip da C&T a pesquisa constantemente. Quando um contato aparece entre uma linha e uma coluna, o código correspondente é transferido para a ROM. Este código é o endereço inicial do programa localizado na ROM que atende a essa chave. Pressionamentos falsos e desativações de teclas são implementados através de atrasos programáveis.
Todos os sistemas digitais usam bits de status ou sinalizadores para rastrear eventos que ocorreram. O HP-35 possui 12 bits de status localizados em um chip C&T. Eles podem ser instalados, redefinidos e interrogados usando micro-instruções. Os endereços de ROM são atualizados no chip C&T e enviados seqüencialmente para a ROM. Durante a execução da instrução de ramificação, o sinal correspondente é verificado - transferência aritmética ou bit de status - para determinar se o próximo passo é selecionar um endereço crescente ou endereço de ramificação.
Uma das principais características do trabalho seqüencial era a capacidade de trabalhar em um único dígito ou em vários dígitos de um número enquanto eles passavam passo a passo por um módulo aritmético. Esse design exclusivo minimizou a arquitetura, o que permitiu a criação do HP-35 naquele momento. Ao mesmo tempo, acabou por combinar procedimentos de adição elementares e formar rotinas extremamente poderosas que podem ser totalmente executadas em menos de um segundo.
Como analogia, pode-se imaginar corridas de cavalos. Suponha que apenas um "cavalo" passe um pouco pelas arquibancadas em uma unidade de tempo. Depois de passar a cada quatro cavalos, ou bits, há cálculos associados a esta figura. O sinal de seleção de palavras corresponde ao número de dígitos, ou grupos de cavalos, na sequência, ou o período de tempo pelo qual o ciclo completo de trabalho na palavra passa.
As funções matemáticas pré-programadas são armazenadas em três chips ROM, cada um contendo 256 instruções de 10 bits cada. A qualquer momento, apenas um desses chips é usado e os demais chips são desativados.
Circuitos para aritmética e registradores executam instruções sequencialmente em bits. A maioria das instruções aritméticas é acionada por um sinal de seleção de palavras. Os dados a serem enviados são enviados para os condicionadores de sinal de LED e a linha transportadora transfere as informações de volta para o chip C&T. A saída decimal binária é bidirecional e é capaz de transmitir números de e para o chip A&R. O circuito A&R é dividido em cinco áreas: esquemas de armazenamento e descriptografia de instruções, um temporizador, sete registros de 56 bits, um somador / subtrator e um decodificador de exibição. Três registros são trabalhadores. Um deles e três dos quatro registros restantes formam uma pilha de quatro registros. O sétimo registro é independente, usado para armazenar constantes. Existem muitos relacionamentos entre registradores que permitem executar instruções como troca, transferência, rotação de pilhas etc.
A vantagem de uma estrutura consistente em bits é que um gateway por linha é suficiente para comunicações internas. A transferência de dados para / da pilha ou para / do registro constante é sempre realizada em palavras inteiras. Todas as outras instruções aritméticas são controladas por um sinal de seleção de palavras. Portanto, é possível, por exemplo, trocar campos de registradores de grau dois ou adicionar quaisquer dois dígitos correspondentes de dois números decimais. O somador / subtrator calcula a soma ou a diferença entre dois números decimais. Possui duas entradas para dados, um local para armazenar transferências positivas ou negativas e para a soma e saída de transferências.
Nas três primeiras medidas, a adição é puramente binária. Na quarta medida, a quantia binária é verificada e, se a resposta exceder 1001 (nove), a quantia é corrigida para decimal adicionando 0110 (seis). Em seguida, o resultado é adicionado aos últimos quatro bits do registro de recebimento e a transferência é salva. Uma correção semelhante é realizada para subtração. As informações sobre a transferência são sempre transmitidas, mas são registradas pelo chip de controle e pelo timer apenas durante a transmissão do último bit no sinal de seleção de palavras.
Ao desenvolver circuitos integrados complexos como chips de C&T, A&R e ROM, duas perguntas devem ser respondidas desde o início: como verificar o projeto e como verificar o circuito integrado resultante. Existem duas respostas para a primeira pergunta. Uma é fazer uma placa de ensaio e comparar sua operação com a operação desejada; a segunda é realizar uma simulação em computador do circuito.
Ao desenvolver esquemas MOS para o HP-35, foi escolhida uma abordagem de simulação por computador. Foi decidido que a placa de ensaio real não se tornaria um modelo preciso dos circuitos finais e, com a ajuda da simulação em computador, seria possível economizar 2-3 meses de desenvolvimento, já que as pessoas seriam capazes de trabalhar em paralelo e não em série, como é o caso do layout.
O programa para simulações arbitrárias foi desenvolvido por Jim Dewley, da HP. Foi usado para testar cada gateway, cada circuito, cada chip e, finalmente, todos os chips juntos. Para gerar cada gateway, uma equação algébrica foi escrita como uma função de sua entrada. Como resultado, para cada etapa, foi necessário calcular um grande conjunto de equações algébricas. Os engenheiros tiveram acesso a uma impressão dos resultados para que fosse possível observar a operação de qualquer gateway ou conclusões pendentes, como é feito com um osciloscópio. Nesse sentido, a simulação por computador era muito melhor que um layout real.
Devido ao grande número de equações que cada etapa precisava ser resolvida, o programa de verificação de uso geral era muito lento e não conseguia lidar com a verificação de algoritmos desenvolvidos para o HP-35. Para isso, foi utilizada uma simulação de nível superior, e nela era necessário apenas definir as funções de entrada / saída de cada subsistema. Foi rápido o suficiente para testar todos os algoritmos, mesmo para funções transcendentais. Se algo der errado, você sempre poderá interromper o programa e seguir as etapas até encontrar o problema. O problema poderia ser resolvido com a simples alteração de dois cartões perfurados - uma vantagem que estava ausente na tábua de pão.
O uso da simulação foi muito bem-sucedido. Economizou muito tempo não apenas no desenvolvimento da lógica, mas também na criação de sequências de teste usadas para testar os circuitos integrados resultantes. Após a simulação funcionar sem falhas, é definida uma sequência de ações para cada entrada e de forma a envolver quase todos os elementos do circuito. Executando o programa e anotando todas as entradas e saídas, você pode obter a sequência de testes completa, pronta para o teste final do circuito integrado.
Nesse momento, foram feitas estimativas do tempo de execução dos programas, e ficou claro que, usando uma estrutura consistente em bits, é possível criar um conjunto de circuitos que podem executar todos os cálculos no tempo necessário, não excedendo um segundo. Além disso, o endereço do comando e a palavra do comando também podem ser seqüenciais em bits.
A complexidade dos algoritmos levou à necessidade de programação em vários níveis. Isso significava que a calculadora deveria ter a capacidade de executar subprogramas, além de sinalizadores especiais indicando o status e a separação de vários programas. No HP-35, a pesquisa e ramificação de bits de flag ou durante a transferência aritmética é realizada por uma instrução separada e não é incluída como parte de cada instrução. Isso permite reduzir bastante o tamanho da palavra da instrução, perdendo um pouco de velocidade.
Para gerar uma função transcendental, por exemplo, arctanh (x) - um arco tangente hiperbólico - era necessário escrever vários níveis de subprogramas. No entanto, a chamada dos subprogramas foi realizada através da instalação de sinalizadores, portanto, os fluxogramas e o sistema de controle foram de suma importância. Mais tarde, Chris Claire descreveu esse sistema como uma Máquina de Estado Algorítmica (ASM). Mesmo funções simples de seno ou cosseno usam a rotina de cálculo tangente e depois calculam o seno através de procedimentos trigonométricos. Tais manipulações complexas foram necessárias para minimizar o número de programas exclusivos e suas etapas, e para permanecer dentro de três chips ROM de 750 palavras.Um conjunto de instruções aritméticas foi desenvolvido especificamente para a calculadora decimal com funções transcendentais. As principais operações são realizadas por um somador / subtractor com um código reverso , que possui canais de transmissão de dados para três registros utilizados para armazenamento.Determinar a precisão do HP-35 em complexidade é comparável aos seus algoritmos. A calculadora possui um arredondador interno para o 11º ranking. Ao adicionar, subtrair, multiplicar, dividir e criar a raiz, a precisão é igual à metade do total na 10ª categoria. Ao calcular funções transcendentais, muitos desses cálculos elementares são realizados com o acúmulo de erros de arredondamento. Ao calcular o seno, a divisão, a multiplicação e a subtração são executadas primeiro e depois mais duas divisões, multiplicação, adição e extração da raiz quadrada. Os erros de arredondamento são acumulados nesses cálculos, o que adiciona um erro geral ao algoritmo principal.Às vezes, precisão e resolução entram em conflito. Por exemplo, subtrair 0,9999999999 de 1,0 fornece apenas um dígito significativo. Isso se torna muito importante, por exemplo, ao calcular os cossenos de ângulos próximos a 90 °. O cosseno de 89,9 ° poderia ser calculado com mais precisão, encontrando o seno de 0,1 °. Da mesma forma, o seno de 10 10 gasta todos os dez dígitos significativos para descrever o ângulo, uma vez que todos os círculos inteiros são descartados.O desenvolvimento do HP-35 foi um "sonho". Foi um momento ideal de coincidência - assim que surgiram as tecnologias de fabricação de silício de alta densidade, eu tinha todos os algoritmos do HP-9100 e os clientes solicitavam computação portátil. A personificação física do projeto nasceu em uma prancheta por muitos meses. Quando vi a arquitetura das "corridas de cavalos" desenvolvida no pMOS, percebi imediatamente que isso nos conviria. A Fairchild Semiconductor a anunciou ativamente para calculadoras de ponto fixo de quatro funções. E, embora não fosse o ideal para os algoritmos de que eu precisava, eu poderia fazê-lo funcionar. Quando Fairchild decidiu não corrigir o esquema e não configurar a produção para a HP, eu disse a Tom Whitney que poderíamos fazer tudo sozinhos redesenhando a AMI e a Mostek. Tom convenceu Paul Stoft e acompanhou o projeto até o final.Fiquei muito feliz por poder desenvolver meu próprio conjunto de instruções, um computador real com um conjunto de instruções reduzido (RISC), pois em 1970 era impossível colocar silício suficiente no chip. Cada instrução tinha que ativar algum tipo de lógica combinatória, apenas o necessário para o trabalho. Um mal necessário foram as instruções executadas pressionando uma tecla, uma vez que foram usadas apenas uma vez para cada função. No início, havia duas instruções de ramificação, uma ramificação condicional que foi executada após uma operação que poderia emitir uma hifenização ou levar a uma alteração de sinalizador e a outra uma ramificação incondicional. Como eles aumentaram a largura da palavra na ROM, decidi usar apenas ramificações condicionais, o que garantiaque, por padrão, nunca o usarei após a operação de atribuição de condições. Isso reduziu o tamanho da ROM em 10%.Sabe-se que, quando chegamos à Hewlett e lhe dissemos que poderíamos fazer isso, ele decidiu jogar pelo seguro e pedir uma pesquisa de marketing à SRI. Ele usou o dinheiro do laboratório para pagar pelo desenvolvimento de US $ 1 milhão.No processo de criação de protótipos, organizamos vários concursos para "selecionar o nome de uma criança", mas a Hewlett chamou a calculadora de "HP-35" pelo número de chaves. No final de 1971, coletamos várias calculadoras de protótipos e as entregamos a cientistas famosos. Um dos primeiros foi o decano da Escola de Engenharia de Stanford, Fred Terman, responsável pela colaboração de Bill Hewlett e Dave Packard. Ele ficou surpreso e ainda procurou o cordão umbilical, que deveria conectar a calculadora a um grande computador que executava todos esses cálculos. E o que você pensaria - foi ele quem encontrou o primeiro bug. Ele entrou em um ângulo de 90 graus e pressionou a tecla TAN. O módulo começou a piscar quando o algoritmo tentou dividir por zero. Eu tive que introduzir um procedimento especial que mostrasse 10 99 na teladenotando infinito. E o vencedor do Nobel, Charles Townes, ficou tão impressionado que chamou a calculadora de "a oitava maravilha do mundo".O HP-35 foi lançado sem muita demora e vendido por US $ 395 por meio de canais de vendas regulares. Mas eles começaram a falar sobre ele, e os pedidos rapidamente excederam a oferta. Eles disseram que alguns compradores estavam prontos para lançar US $ 100, apenas para acelerar a implementação do pedido. Outros canais de vendas foram abertos - os produtos HP, geralmente vendidos por representantes técnicos, começaram a ser distribuídos pelas lojas de departamento. Era incrivelmente estranho ver o HP-35 alinhado no balcão da Macy's. O primeiro lote de 100.000 durou seis meses; alguns meses depois, o plano foi duplicado. Mas mesmo após o início da produção, Bill Hewlett não tinha certeza de que o projeto seria bem-sucedido. Uma vez no jantar, mencionei que recebemos um pedido de 100.000 dólares da General Electric. Ele disse: "Isso provavelmente é um erro, por que eles precisam tanto?" Eu respondi: "Talvezeles compram uma peça para cada um de seus engenheiros. ” Bill respondeu: "Eles só precisam comprar algumas peças e deixar que seus engenheiros emprestem calculadoras umas das outras".Atenção cuidadosa aos detalhes em todos os aspectos do HP-35, desde a duração da bateria, o formato da tela de sete segmentos até o local das teclas, valeu a pena. Era possível prever que o HP-35 seria bem-sucedido, pois todos os engenheiros o desejavam. Empresa Dietzgen, que produziu as regras de corrediça, fechado cerca de um ano após o advento de uma calculadora científica de bolso. Escolas de todo o mundo começaram a fazer perguntas sobre se é possível trazer o HP-35 para a lição? Ele colocou um dilema para muitos professores - permitiria que os alunos que podem gastar na calculadora US $ 395 levassem? Mas e os testes? Algumas escolas proibiram o uso de calculadoras durante os testes, enquanto outras as entregaram. Logo, em muitos cursos, as calculadoras se tornaram obrigatórias, porque o professor agora podia definir "tarefas reais" - aquelas para as quais a resposta não era inteira.E o mundo mudou para sempre.