NEC μPD7220

El controlador de pantalla gráfica de alto rendimiento 7220 (comúnmente μPD7220 o NEC 7220 ) es un controlador de pantalla de vídeo y una unidad de procesamiento gráfico , capaz de dibujar líneas, círculos, arcos y caracteres en una pantalla de mapa de bits . Fue desarrollado por Nippon Electric Company (NEC) para admitir eficientemente el conjunto de caracteres Kanji , lo que explica por qué la línea de computadoras APC tenía gráficos superiores en comparación con los modelos de la competencia. El chip se utilizó por primera vez en la NEC N5200 y en computadoras posteriores, como la NEC PC-9801 , la APC II y la APC III , el módulo gráfico opcional para la DEC Rainbow , la NCR Decision Mate V, la Tulip System-1 , la Compis y la Epson QX-10 . ^{[ 1 ]}

El μPD7220 fue una de las primeras implementaciones de un procesador de pantalla gráfica como un único chip de circuito integrado de integración a gran escala (LSI) , lo que permitió el diseño de tarjetas gráficas de vídeo de bajo coste y alto rendimiento, como las de Number Nine Visual Technology . Fue uno de los chips gráficos más conocidos de la década de 1980. ^{[ 2 ]}

El proyecto se inició en 1979, con producción de prueba en 1980 y producción en masa a partir de diciembre de 1981. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Se utilizó por primera vez en el NEC N5200 (conocido en Norteamérica como NEC APC o "Advanced Personal Computer" ^{[ 5 ]} ) en 1981. ^{[ 6 ]} El N5200 contaba con un procesador Intel 8086  de 5 MHz en un bus de 16 bits y venía con una tarjeta de visualización solo de texto que utilizaba un μPD7220 (en modo texto ). Una tarjeta de visualización solo de gráficos opcional, con un segundo chip μPD7220 (que operaba en modo gráfico), "fusionaba" el texto y el vídeo gráfico a través de un puerto XOR (en cada una de las señales RGB ) en hardware. El único sistema operativo en el NEC APC original era el UCSD p-System , pero se añadió soporte para CPM/86 en 1982 .

En 1981, se publicó en el IEEE un artículo en inglés escrito en 1980 por Tetsuji Oguchi, Misao Higuchi, Takashi Uno, Michiori Kamaya y Munekazu Suzuki . ^{[ 7 ]} NEC implementó el chip en otras computadoras, como la NEC PC-9801 y las computadoras NEC APC II y posteriormente APC III, y también lo lanzó a otros fabricantes en Japón, a partir de 1982. Ese mismo año, NEC Information Systems, la filial estadounidense de NEC, presentó el 7220 en Norteamérica.

Para 1983, se utilizaba en otras computadoras antiguas, de NEC y otras compañías, incluidas Digital Equipment Corporation y Wang Laboratories . ^{[ 8 ]}

Si bien la mayoría de las computadoras utilizaban pantallas de caracteres mapeadas en memoria o de bits , aquellas con un μPD7220 tenían acceso a un coprocesador gráfico sofisticado para la época. El controlador podía usarse como una simple pantalla de caracteres con tipografías definidas por el usuario y, simultáneamente, como una pantalla gráfica direccionable en todos los puntos.

Además, el controlador contaba con funciones de asistencia por hardware para dibujar líneas rectas y sectores circulares. Dibujaba píxeles a lo largo de una línea, un arco circular o a partir de caracteres definidos por el usuario en menos de 800 ns. Esto permitía que el ordenador principal continuara con otros procesos mientras se realizaba la operación de dibujo.

La alta resolución permitía admitir idiomas basados ​​en glifos, como el japonés , que resultaban difíciles de admitir de forma integral con pantallas basadas en caracteres. La gran capacidad de memoria, combinada con los registros de la ventana gráfica por hardware, permitía un desplazamiento fluido y a alta velocidad .

La compatibilidad con el hardware de acceso directo a memoria (DMA) permitió transferir mapas de bits desde y hacia la memoria del controlador a velocidades limitadas por el bus. De esta forma, los mapas de bits podían visualizarse rápidamente en la pantalla, mientras que el controlador se centraba en las tareas de renderizado más complejas.

El controlador podía manejar una pantalla de hasta 1024 × 1024 píxeles con una profundidad de color de cuatro bits , generando 16 colores o niveles de escala de grises. ^{[ 9 ]} Incluía una interfaz de lápiz óptico que sincronizaba el reloj de píxeles con las señales de entrada sin necesidad de un procesador adicional.

GKS estaba disponible en sistemas CP/M y MS-DOS y constituyó la base de las plataformas CAD de principios de la década de 1980 en plataformas de hardware que, de otro modo, serían limitadas.

Unos años después de su introducción, un periodista dijo: «El chip 7220 GDC es un componente que incluso algunos de los competidores de NEC han considerado demasiado bueno como para dejarlo pasar». ^{[ 8 ]} Cuando se anunció la Apple Lisa en 1983, la prensa cuestionó por qué no se utilizó el popular 7220. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Bruce Daniels señaló que la Lisa utilizaba principalmente gráficos rasterizados (conocidos como gráficos de mapa de bits en ese momento), que podían implementarse con soporte de hardware menos costoso. En cambio, las primitivas gráficas se escribieron en software. El gerente de desarrollo Wayne Rosing agregó que, aunque el equipo conocía el 7220, no estaba completamente disponible cuando comenzó el diseño. También había restricciones sobre cuándo se podía acceder a la memoria de la pantalla: solo durante ciertos momentos en el ciclo de actualización vertical . ^{[ 10 ]}

Las variantes del NEC μPD7220 compatibles con IBM PC utilizan el bus ISA .

• Manual de usuario uPD7220/uPD7220A, diciembre de 1985
• Manual de diseño uPD7220/uPD7220A, 1982
• Código fuente del controlador para CP/M-86
• Hojas de datos 7220 y 72020
• "Artículo sobre μPD7220" (PDF) . Nikkei Electronics .(en japonés)