HP-35是极具吸引力，微型和革命性产品的典范。 具有四种功能的袖珍计算器已经发售[以前是“口袋”或“手持”或“便携式”，它们称电子设备足够小，可以放在您的手中并便于携带-在所有设备投入使用之前这样/大约 翻译]。 几乎没有人能想到可以进行科学计算并适合放在衬衫口袋中的机器，但是许多人已经开始梦想这种事情。 HP-35是由惠普公司开发的，该公司位于加利福尼亚帕洛阿尔托市Paige Mill Road 1501号，于1972年推出。 它是第一个具有衬衫口袋大小的功能齐全的科学计算器。 这项发明彻底改变了工程师的职业，使他可以在家中，办公室或现场进行几乎即时且极其准确的科学计算。 HP-35是机械设计，先进技术，算法和应用程序开发的创新结晶，这在当时是独一无二的。
我们中的许多人都认为自己是发明家，但实际上我们需要专注于“创新”-制造别人需要的东西，他们想要购买的东西。 研究应支持最终产品的开发。 如果结果是出现了新的事物，那么也许就会出现一项值得专利的发明。 许多工程师从内部开始用铁和发动机进行开发，然后为其配备壳体。 然而，对近几十年来最成功的产品的分析表明，它们是从外部开始开发的。 外观和用户体验是优先于详细工程开发的重点。
在开发HP-35的哥哥HP-9100台式计算器的过程中，我负责开发适合于自由发明家Tom Osborne提出的体系结构的算法。 Tom向HP带来了四功能浮点电路，该电路成为9100体系结构的基础，所提出的算法方法取自Malcolm Macmillan开发的Athena计算器，Athena计算器还负责定点计算器和
超越函数 。 我必须阅读大量文献才能理解各种类型的计算技术，其中许多已有1000多年的历史了。 尽管Wang Laboratories使用类似的计数方法，但在我的研究中，我发现了一些历史示例，其中最古老的示例可以追溯到1624年-取消了Wang Laboratories的专利。
该研究通过使用满足用户需求并适应铁限制的算法，帮助掌握了先验功能（指数函数，对数和三角函数）。 在HP-35的开发过程中，这种方法是无价的，直到使用12位常量生成函数，以减少偏差到小数点后11位为止。
我们仔细考虑了HP-35的算法选择。 幂级数，多项式分解，
连续分数 ，
切比雪夫多项式 -所有这些都被考虑用于计算超越函数。 而且由于要在拟议的200度间隔内将精度保持到第十级所需要的乘法和除法运算的数量，所有这些都太慢了。 一种最适合HP-35的速度和编程效率要求的通用算法是迭代伪除法和伪乘法方法，该方法首先由
Henry Briggs在Arithmetica Logarithmica中于1624年描述，然后在Volder和Meggit中描述。 HP桌面计算器以前曾使用过相同类型的算法。
另外，由于对台式计算器HP-9100的开发进行了研究，因此建议使用
反向波兰语符号作为HP-35的开发基础。 这影响了开发的各个方面-从键的数量到内部逻辑的体系结构。 波兰语的相反符号要求在操作数之后输入运算符，因此不需要括号。 这使您可以减少击键次数来输入数据，并简化硬件。
计算器项目的创建实际上是为了创建一种科学的计算器，该计算器可以放在
William Hewlett的“比尔”衬衫的口袋中。 在1960年代中期开发了HP-9100台式科学计算器之后，比尔开始痴迷于HP应该开发一种具有与衬衫口袋相同功能的计算器的想法。 每隔几个月，他就会出现在1U大楼的实验室中，并询问他最喜欢的项目进展如何。 自从我从事适用于HP-9100的科学算法的体系结构研究以来，他经常亲自找我。
尽管半导体的密度每年都在增加，但是
双极晶体管却不适合我们的项目-它们太大了，消耗了太多。 MOS结构（金属氧化物半导体；英文金属氧化物半导体或MOS）有望实现高密度和低消耗，但仍处于开发的初期阶段。 但这并没有阻止惠普指示惠普实验室的工业开发团队勾勒出一些可能适合衬衫口袋的想法，关键布局等。 固态电子实验室还研究了基于带有双极晶体管的电路的低功率LED显示器。 我从美国和日本的多家制造商处搜集了一大批半导体架构，这些架构通过四个功能执行了简单的计算。 它们大多数是双极性的，但是一些制造商已经尝试开发在芯片上具有数百个晶体管的MOS电路。 1970年底，当飞兆半导体向汤姆·惠特尼和我展示了
pMOS架构时，一切都发生了巨大变化，在惠普部门经理看来，
pMOS架构非常适合作为处理科学算法的候选人。 二进制编码的十进制（BCD）加法器以及具有信息循环功能的移位寄存器中对几个20位字的支持在芯片大小和功耗方面非常有效。 Fairchild没有此架构的专利，因为他们据称是从电子收银机制造商Sweda那里获得的。 他们将提供此芯片组作为具有四个功能和固定点的计算器的平台。
在大约两周的时间里，我根据对Fairchild的了解研究了一种改进的体系结构，并决定只需要13位（56位）寄存器和11位字即可。 后来使用虚构的条件分支将它们减少到10位。 电路减少10％相当重要。 13位数字足以满足10位数字的精度要求，其中一位用于溢出或进位，两位用于保护。 该单词可以显示为带有两位数尾数的尾数，也可以显示为带有固定点的变长结果。 该产品应该具有算术芯片和寄存器芯片，控制电路和计时器以及几个ROM芯片。 一个人多久有机会制定一套微指令？
Fairchild决定不为HP制定特殊的订购计划，因此我们与Bill Hewlett，常务董事Tom Whitney和实验室总监Paul Hope一起去了，希望他对我们可以在口袋里装上的技术和体系结构的结合感到高兴。 我们告诉他，我们需要订购一些新的pMOS芯片。 产品的最终成本肯定会超过100美元，然后售出了具有四个功能的计算器。 惠普不确定自己是否会从价值一百万美元的开发中得到好的回应，因此我们使用了研发部门的现有预算，因此惠普联系了SRI分析开发中心，委托他们进行独立的市场研究。 SRI工作了许多月，研究了各个焦点小组等，并给出了答案：HP的想法“无法评估”。
创建HP-35的主要目标是：
- 计算器衬衫口袋的大小。
- 能够计算超越函数（三角函数，对数函数，指数函数）甚至（简单的）平方根的能力。
- 这些运算的性能在200度范围内，这使我们可以表示10 -99到9.999999999 x 10 99之间的数字 。
- 显示屏应由15个七段LED数字指示器组成，其小数点位置合适，在阳光下应可见。
- 计算器应具有五个用于存储常量和结果的寄存器，其中四个组成了操作堆栈 -当时并不是所有的计算机都有这种机会。
- 用充电电池四个小时。
- 工程师和科学家可承受的价格。
HP-35应该是什么样？ 它必须是口袋的大小-因此必须轻巧且易于携带。 他需要什么按钮，在如此大小的限制下它们将如何适应？ 用户会接受前缀和后缀按钮吗？ 如何放置按钮以便于使用？ 是否可以避免意外按下相邻按钮？ 电池应该可以工作几个小时而不进行充电。 该显示器应该可以在伸手可及的距离和明亮的阳光下阅读。
HP-35的工业开发不仅对于惠普，而且对于整个电子行业都是一个新奇事物。 通常，在产品外观开发之前先确定其机械和电气组件； HP-35则相反。
由于该计算器应该放在衬衫口袋中，因此尺寸是主要的设计约束。 立即设置了更多参数。 该计算器将需要三节电池才能达到规定的运行时间，并具有一个在半导体的估算电压下具有高效DC / DC转换器且具有相应功率要求的电池。 根据以前的台式计算器的发展，HP-35决定制作35个键（显然，开发后它没有为计算器命名吗？）以及带有指数表示法，小数点和尾数和指数符号的15位LED显示屏。 。
工业设计始于对键盘，外壳，形式的一般概念的研究。 借助草图和三维模型，研究了几种基本形状因数，从而可以很好地评估所考虑的形状和尺寸。 从工程心理学的角度来看，键盘是最关键的时刻。 问题在于如何将35个按键放置在6.5厘米x 11.5厘米的区域上，同时保持使用按键的能力而不必一次按下多个按键。 很明显，必须放弃键中心之间19毫米的行业标准。
一个成功的折衷方案是在数字键的中心之间使用17毫米的距离，其余部分使用13毫米。 在减小键的大小（增加键之间的距离）之后，这成为可能。 根据功能将按键分为几组。 这些组按大小，对比度，颜色和位置划分。 作为最常用的数字键，它做得更大并且具有最大的对比度。 它们的名称直接应用于自己。 按使用频率显示的下一组按键以蓝色突出显示。 回车键和算术键在此组中突出显示，因为它们的名称已应用于键本身。 最少使用的按键对比度最低，并且其名称印在按键上方的面板上。
HP-35键盘的要求特别复杂。 它必须可靠，便宜，低调，触感好。 该决定基于以下事实：固定在端部的弯曲金属条可以具有两个稳定状态。 当按下一个键时，他们会给出触觉反馈，类似于儿童玩具板球[显然，当时美国儿童中已知的某种玩具/大约是大约5岁。 翻译]。 在HP中，已经开发了一种3 mm高的特殊弹簧触点。 按键的触感使您可以清楚地了解接触发生的时间。
HP-35的外壳在开发时考虑到了工程心理和外观的重要性。 特殊形状的计算器边缘使您可以方便地一只手握住它。 它们还允许他轻松进入他的口袋。 键盘和显示屏向上倾斜，使其在桌面使用时更易于查看。 身体的上部比下部更轻-因此，产品看起来比实际更薄。 在正常的桌面使用环境中，它似乎漂浮着。 互补纹理的使用极大地影响了其整体外观。 外壳的质地使表面防滑，这在手握时非常重要。 由Ed Lilienwal领导的工业设计团队做了出色的工作，对产品填充一无所知。
那时，只有关于计算器电子填充的一般信息。 将所有必要的电气和机械组件开发和包装到一个微小的产品中已成为电子和机械零件开发商以及工业设计师的一项繁重的任务。 如果没有开发实验室，工业设计，制造和工具团队之间的惊人工作关系，HP-35将不会诞生。 所有从事该项目的人都有一个共同的目标，即保持其原始大小和形状，因此发明了许多工程创新。 在开发过程中遇到的许多问题可以用通常的方法轻松解决，但是主要目标将无法实现，产品吸引力也将降低。
发展时间表-35
在HP-35的早期计划阶段，很明显它将需要新的显示技术。 这样，现有的LED会消耗过多的能量和成本。 惠普开发了一种五位数字显示屏，由于每位数字的对面都装有内置塑料球形透镜，因此可以节省能源和成本。 通过使用较小的
占空比而不是直流电流，可以改善LED性能。 在HP-35中，能量存储在电感器中并提供给LED。 这种技术使主动使用多路复用成为可能。 一次一次扫描这些数字，一个接一个地扫描。 广泛的可靠性测试表明，经过数年的纹波电流，占空比为0.1％后，强度略有变化。 即使在明亮的阳光下，显示屏的可读性也是如此重要，以至于各个部分都发生了一些变化，在上下频段的左边缘增加了细衬线。 每个部分也都进行了更改，以使周长与面积比相当，以实现均匀的视觉强度。
HP-35显示器的设计类似于HP台式计算器的十位数显示器。 它由15个七段数字和小数点组成。 从10
10到10
-2的结果始终以浮点数显示，并适当地显示在显示屏上，并且功率场保持空白。 在此间隙之外，HP-35以指数表示法显示结果，其小数点在第一个有效数字的右边，并且对应的幂为10，位于显示屏的右边缘。 为了提高小数点的可读性，突出显示了其自己的段。
HP-35中有五个MOS / LSI（金属氧化物半导体/大规模集成电路）MOS / LSI电路：ROM，算术电路，寄存器电路（A＆R），控制电路和计时器（C＆T）。 逻辑电路是由HP实验室的Franc Road和Chan Tang开发的，而电子电路是由两家第三方制造商开发和制造的。 HP实验室还开发了三种定制的双极电路，并由该公司的Santa Clara部门制造-两相时钟驱动器，用于LED的时钟和阳极电压发生器以及用于LED的阴极驱动器。 HP-35被组装在两个印刷电路板上。 上面的一个包含显示器，成形器和键盘。 较低的，较小的，包含MOS上的所有逻辑，时钟整形器和电源。
系统架构HP-35
选择电池和开发电源并非易事。 为了提高DC / DC转换器的效率，使用了三个电池的堆栈。 单晶体管转换器的效率超过80％，从而确保了使用电池供电四个小时的任务。 与设计的其他方面一样，最优秀的人才参与了这一发展。 尽管需要提供各种电压（MOS和双极计算器电路的工作所需的各种电压）（+ 7.5 V，+ 6 V和-12 V），但在HP实验室工作的Chu Yen博士仍然取得了如此出色的效率。 交流适配器/充电器使用了类似的概念。
计算器中的数据以一致的体系结构组织。 这样的组织最小化了每个电路以及电路之间的触点数量，从而节省了空间和成本，提高了可靠性。 每个字由14个二进制十进制数字或56位组成。 14位数字中的10位被赋予尾数，一位被赋予尾数或在计算过程中用于溢出，两位被赋予指数，一位被赋予指数。 后三个还执行保护类别的附加功能。
三个主总线连接MOS电路。 在控制芯片和计时器上，具有56个状态的计数器一个一个地建立一个逐字同步信号（SYNC）。 在另一条总线上，指令（Is）从ROM依次传输到控制和计时器芯片或算术和寄存器芯片。 第三总线信号，字选择（WS），用作C＆T芯片或ROM生成的选择器信号。 它为算术模块提供了单词的一部分，因此可以仅对数字的一部分进行运算，例如对尾数或指数进行运算。 C＆T图在计算器中执行基本的非算术或辅助功能。 其中包括键盘轮询，跟踪系统状态，同步，更改指令地址。
键分为五列和八行。 C＆T芯片不断轮询她。 当在行和列之间出现联系时，相应的代码将传输到ROM。 此代码是位于提供此密钥的ROM中的程序的起始地址。 错误的按键和按键关闭是通过可编程的延迟实现的。
所有数字系统都使用状态位或标志来跟踪已发生的事件。 HP-35在C＆T芯片上有12个状态位。 可以使用微指令安装，重置和查询它们。 ROM地址在C＆T芯片上更新，并顺序发送到ROM。 在执行分支指令期间，将检查相应的信号（算术传输还是状态位），以确定下一步是选择递增地址还是分支地址。
顺序工作的主要特征之一是能够在一个位或一个数位的数位依次通过算术模块时工作。 这种独特的设计最大程度地减少了架构，从而允许当时创建HP-35。 同时，事实证明，它们结合了基本加法过程，并形成了功能强大的例程，可以在不到一秒钟的时间内完全执行该例程。
打个比方，可以想象赛马。 假设只有一个“马”（即一点点）在一个时间单位内经过机架。 然后，每四匹马或每匹马经过之后，便有与该图相关的计算。 单词选择信号对应于该单词的整个工作周期所经过的数字或马群的数量或时间段。
预先编程的数学函数存储在三个ROM芯片中，每个ROM芯片包含256条指令（每条10位）。 在任何给定时间，仅使用这些芯片中的一个，其余芯片则被禁用。
算术和寄存器电路按位顺序执行指令。 大多数算术指令由字选择信号触发。 要输出的数据被发送到LED信号调节器，并且载波将信息传递回C＆T芯片。 二进制十进制输出是双向的，并且能够与A＆R芯片之间来回传输数字。 A＆R电路分为五个区域：指令存储和解密方案，计时器，七个56位寄存器，加法器/减法器和显示解码器。 三个登记员是工人。 其中一个和其余四个寄存器中的三个形成四个寄存器的堆栈。 第七个寄存器是独立的，用于存储常量。 寄存器之间有许多关系，使您可以执行指令，例如交换，传输，堆栈旋转等。
位一致结构的优点是每条线路一个网关足以进行内部通信。 总是从整个字开始向/从堆栈或从/从常数寄存器进行数据传输。 所有其他算术指令均由字选择信号控制。 因此，例如，可以交换二级寄存器的字段，或添加两个十进制数字的任意两个对应数字。 加法器/减法器计算两个十进制数字之间的和或差。 它有两个数据输入，一个存储正或负转移的地方，以及转移的总和。
在前三个度量中，加法纯粹是二进制的。 在第四小节上，检查二进制数，如果答案超过1001（九），则通过加0110（六）将其校正为十进制。 然后将结果添加到接收寄存器的最后四位，并保存传输。 对减法执行类似的校正。 有关传输的信息始终会传输，但仅在字选择信号中的最后一位传输期间，控制芯片和计时器才会记录下来。
在开发诸如C＆T，A＆R和ROM芯片之类的复杂集成电路时，您需要从一开始就回答两个问题：如何验证设计以及如何验证最终的集成电路。 第一个问题有两个答案。 一种是制作面包板，并将其操作与所需的操作进行比较，第二种是对电路进行计算机仿真。
在为HP-35开发MOS方案时，选择了一种计算机仿真方法。 可以确定的是，真正的面包板不会成为最终电路的准确模型，并且借助计算机仿真，有可能节省2-3个月的开发时间，因为人们将能够并行而不是串联地工作，就像布局一样。
任意仿真程序由HP的Jim Dewley开发。 它用于测试每个网关，每个电路，每个芯片，最后是所有芯片。 为了输出每个网关，根据其输入编写了一个代数方程。 结果，对于每个步骤，必须计算大量的代数方程。 工程师可以访问结果的打印输出，从而可以观察到任何网关的操作或未决的结论，就像使用示波器一样。 从这个意义上讲，计算机模拟比实际布局要好得多。
由于每个步骤都需要解决大量的方程式，因此通用验证程序太慢，无法应付为HP-35开发的算法的验证。 为此，使用了更高级别的仿真，并且只需要设置每个子系统的输入/输出功能。 它足够快地测试所有算法，甚至对于超验功能也是如此。 如果出现问题，您可以随时停止程序并逐步执行步骤，直到发现问题为止。 只需更换几个打孔卡就可以解决问题，这是面包板所没有的优势。
使用模拟已经非常成功。 它不仅节省了逻辑开发时间，而且节省了用于测试所得集成电路的测试序列的创建时间。 仿真工作无故障后，将为每个输入设置一系列动作，并以这种方式包含电路的几乎所有元件。 通过运行程序并记下所有输入和输出，您可以获得完整的测试序列，准备进行集成电路的最终测试。
这时，对程序的执行时间进行了估计，并且很明显，使用位一致的结构，可以创建这样的一组电路，它们可以在所需时间内执行所有计算，而不会超过一秒钟。 此外，命令地址和命令字也可以按位顺序。
算法的复杂性导致需要多层编程。 这意味着计算器应该具有执行子程序的能力，并具有指示各种程序的状态和分离的特殊标志。 在HP-35中，标志位的轮询和分支或在算术传输期间是由单独的指令执行的，并且不包含在每条指令中。 这使您可以大大减少指令的字长，从而降低速度。
, , arctanh(x) — — . , - . (Algorithmic State Machine, ASM). , . , , ROM- 750 .
专门为具有先验功能的十进制计算器开发了一组算术指令。主要操作由具有反向代码的加法器/减法器执行，该数据具有到三个用于存储的寄存器的数据传输通道。-35 . 11- . , , , 10- . . , , , , . , .
. , 1,0 0,9999999999 . , , , 90°. 89,9° , 0,1°. 10
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-35 «». — , HP-9100, — . . « », pMOS, , . Fairchild Semiconductor . , . Fairchild , , , AMI Mostek. .
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« », «-35» . 1971 . , , , . , , , . — . 90 TAN. , . , 10
99 , .
, « ».
HP-35推出不久就通过常规销售渠道以395美元的价格出售。但是他们开始谈论他，订单很快超出了报价。他们说，一些买家准备扔出100美元，只是为了加快订单执行速度。开拓了其他销售渠道-通常由技术代表出售的HP产品开始通过百货商店分发。看到Macy's柜台上的HP-35排列非常奇怪。第一批100,000个将持续六个月。几个月后，该计划翻了一番。但是即使在开始生产后，Bill Hewlett仍不确定该项目是否会成功。晚餐后，我提到我们收到了通用电气的100,000美元的要求。他说：“这可能是一个错误，为什么他们需要那么多？”我回答：“也许他们为每个工程师购买一件。”比尔回答：“他们只需要购买几件，然后让他们的工程师互相借用计算器。”从电池寿命，七段式显示器的形状到按键的位置，HP-35的各个方面都特别关注细节，因此得到了回报。可以预言HP-35将会成功，因为所有工程师都希望如此。公司狄慈根，产生计算尺 , . , -35 ? — , $395, ? ? , . , « » — , .
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