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発行
特定非営利活動法人 自立支援センターむくＰＣ工房就労移行支援と就労継続Ｂ型の多機能型事業所
〒132-0034東京都江戸川区小松川 1-5-2 トニワンビル 305 号TEL.03-5875-5592 FAX.03-5875-5593e-mail : [email protected]: http://www9.plala.or.jp/mukupc/
Vol.55 Aug.2018
ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55 8 ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.551
第３９回 メモリーのはなし ④ 【ＥＰＲＯＭ】 ＵＶーＥＰＲＯＭとＥ２ＰＲＯＭ
知っているようで知らない
Computerのはなしコンピューター
ＰＣ工房
TIM
ES ピ
ーシー工房タイムズ Vol.55 Aug.2018
パソコンをご寄贈頂いた法人様 ７月
【順不同】
株式会社コスモス様
テックファームホールディングス株式会社様
株式会社ＮＴＴＰＣコミュニケーションズ様
株式会社 ゼンショーホールディングス様
株式会社 秀建コーポレーション様
株式会社アイ･ラーニング様
コスモエンジニアリング株式会社様
税理士法人 東京税経センター様
今月も多くの法人様また個人様より、パソコンや周辺機器のご寄贈を賜りました。ＰＣ工房の取り組みを深く理解していただき感謝の気持ちでいっぱいです。これからも、どうぞよろしくお願いいたします。
テックファームホールディングス株式会社様
■ ＥＰＲＯＭのメモリーセル構造と原理
今回はＥＰＲＯＭ（Erasable Programable ROM）について紹介します。前回取り上げたＭａｓｋＲＯＭはユーザーによる書き込みは不可能でしたね。ＥＰＲＯＭはユーザーによるデータの書き込みが可能なＲＯＭです。そしてデータを消去する方法が異なるＵＶ－ＥＰＲＯＭとＥ２ＰＲＯＭの２種類があるということを、第３７回で解説しました。ではこれから、この２種類のＥＰＲＯＭについて、記憶の原理と消去の原理を紹介します。
◆ 記憶
選択トランジスタのドレインを Grand レベルにして、ゲートに電圧をかけ、メモリーセルトランジスタのコントロールゲートに高電圧をかけます。すると、選択トランジスタがオンになるので、メモリーセルトランジスタのドレインは選択トランジスタのドレインと同電圧
（Grand レベル）になります。メモリーセルトランジスタのドレインが Grandレベルになると、トンネルシリコン酸化膜に高電圧がかり、メモリーセルトランジスタドレインからフローティン
グゲートに電子が注入されて帯電し、メモリーセルトランジスタは常にＯＮ状態となります。
まず、ＥＰＲＯＭの回路について説明します。実は、ＥＰＲＯＭのメモリーセルアレイ回路は、前回紹介したＭａｓｋ－ＲＯＭのそれと同じです。もちろんＮＯＲ型とＮＡＮＤ型の２種類があります。
● Ｅ２ＰＲＯＭの記憶と消去の仕組み
しかし、ＭａｓｋＲＯＭとＥＰＲＯＭでは記憶方法が異なります。ＮＯＲ型の場合、ＭａｓｋＲＯＭではトランジスタのドレインとWrite Line にコンタクトを打つか否か（接続されているかどうか）で情報を記録していました。またＮＡＮＤ型の場合、ＭａｓｋＲＯＭではデプレション型トランジスタとエンハンスメント型トランジスタを用いて情報を記録していました。では、前回の記事の図１，図２と今回の記事の図１，図２を見比べてみてください。ほとんど同じなのですが、よく見るとトランジスタの記号が違いますね。ＥＰＲＯＭは、フローティングゲート・トランジスタで情報を記録するわけです。 では、これから、フローティングゲート・トランジスタの構造と記憶／消去の仕組みを見てゆきましょう。
◆ 記憶
まず、ソースの電位をGrandレベルにして、次に、コントロールゲートとドレインに高電圧を掛けます。すると、ソース・ドレイン間に反転層ができ（トランジスタＯＮ状態）ドレイン・ソース間に高電圧が流れるわけですが、その際、一部の高エネルギーの電子がゲート酸化膜を飛び越えてフローティングゲートに注入されます。その結果、コントロールゲートに電荷がかかっていなくても、フローティングゲートは常に電荷を帯びているので、反転層が常にある状態（トランジスタは常にＯＮ状態）となるわけです。
● ＵＶ－ＥＰＲＯＭの記憶と消去の仕組み
１面 ・パソコンをご寄贈頂いた法人様
２面 ・イベント報告
３面 ・イベント報告
４面 ・良書紹介（最終回）
５面 ・ＰＣ工房ギャラリー
６面 ・ＰＣ工房ゲームプロジェクトＹｏｕＴｕｂｅチャンネルのご紹介
７面 ・８月のパワーストーン／東大島動植物園
８面 ・コンピューターのはなし 第３９回
コントロールゲートフローティング ゲート
P-well
ドレインソース
図３．フローティングゲート・トランジスタの断面
GND
反転層
◆ 消去
メモリーＩＣチップ全体に紫外線を照射します。紫外線照射されたフローティングゲート内の電子は高エネルギー状態になり、ゲート酸化膜を飛び越えてコントロールゲートやＷｅｌｌに放出されます。その結果、トランジスタはＯＦＦ状態に戻ります。
書き込み電圧は DC12.5Vか DC21V
選択トランジスタメモリーセル
トランジスタ
◆ 消去
コントロールゲートを Grand レベルにして、選択トランジスタのゲート－ドレイン間に高電圧をかけると、選択トランジスタがＯＮになり、メモリーセルトランジスタのドレインにも高電圧がかかります。すると、フローティングゲートとドレインの電圧差によりトンネルシリコン酸化膜を通してフローティングゲートから電子が引き抜かれ、メモリートランジスタはＯＦＦ状態に戻ります。次回はいよいよフラッシュメモリーの構造と動作原理の紹介です。
ドレイン
ソース
P-well
ドレイン
トンネルシリコン酸化膜
コントロール ゲート
フローティング ゲート
株式会社ＮＴＴＰＣコミュニケーションズ様 株式会社 ゼンショーホールディングス様
株式会社 秀建コーポレーション様 株式会社アイ･ラーニング様 コスモエンジニアリング株式会社様 税理士法人 東京税経センター様
図１．ＮＯＲ型 図２．ＮＡＮＤ型
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
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GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
BL0 BL1 BL2 BL3
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WL7
GND GND GND GND
BL0 BL1 BL2 BL3
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WL29
WL30
WL31
2 7ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55 ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55
LINE スタンプ好評発売中
ＰＣ工房ゲームプロジェクトの皆さんが作成したＬＩＮＥスタンプです。
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特定非営利活動法人 自立支援センターむく ＰＣ工房
ぴーしー工房Ｓｈｏｐ
８月 マグネシウムや鉄のネ
ソケイ酸塩鉱物であるペ
リドットの変種。Mg2SiO
4
オリーブ色をしていると
ころから、Olivine（オリ
ビン）とも呼ばれる。日
本名は苦土かんらん石。
ペリドットはエジプトで発見され、紀元前
の昔から宝石として珍重されていた。一例として、聖書
中には、古代イスラエルの大祭司が身に着けた胸当て（エ
フォド）の１２種類の宝石の１つとして、貴かんらん石
（ペリドット）の名が挙げられている。
ペリドット
イベント報告開催日：平成３０年７月７日（土）
時 間：午後２時～午後４時３０分
会 場：東京都立白鷺特別支援学校第４回 しらさぎ夏祭り ７月７日（土）、第４回 しらさぎ夏祭りが、東京都立白
鷺特別支援学校で行われました。
会場では、先生方や保護者の皆様、そして生徒たちも協力し
合いながら、食べ物や飲み物、生徒たちが製作した成果物を
提供しました。そしてＰＣ工房も、ブースを出してパワース
トーンブレスレットの体験製作＆アクセサリー販売を行いま
した。
会場は、たくさんのお客様で賑わい、とても楽しい夏祭り
になりました。
７月９日（月）から１３日（金）までの期間、江戸川区役所 正面玄関 多目的スペースで、福祉事業所 手
作り作品＆製品 展示即売会が行われました。
江戸川区内にある２０の福祉事業所が、開催期間中、日替わりで、パン、焼き菓子、アクセサリー、雑貨、な
どの成果物を販売しました。
ＰＣ工房は１０日（火）に出展し、パワーストーンアクセサリーを販売しました。
イベント報告福祉事業所手づくり作品＆製品展示即売会日時：２０１８年７月９日（月）～１３日（金）１０時～１４時
（ＰＣ工房は１０日に出展）
場所：江戸川区役所 正面玄関 多目的スペース（江戸川区 中央１－４－１）
6 ３ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55 ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55
ＰＣ工房 ゲームプロジェクト
YouTube チャンネルのご紹介
URL : https://twitter.com/PureCrystal_PC?lang=ja
URL : https://www.youtube.com/channel/UCVEcuMS5nArsy2523SeDBswYouTube チャンネル名： ＰＣ工房ゲームプロジェクト
ＰＣ工房ゲームプロジェクトは、YouTube に専用チャン
ネルを設け、オリジナル楽曲動画、ロールプレイングゲー
ム プレイ実況動画、マインクラフト プレイ実況動画な
どのオリジナルコンテンツを配信しています。
どうぞ、上記ＵＲＬまたはＱＲコードからアクセスして
お楽しみください。
PureCrystal は、ＰＣ工房ゲームプロジェクトのイベント出展向けの同人サークル名です。
ＰＣ工房ゲームプロジェクトのツイッターアカウントもよろしく♪
イベント報告 子どもたちのための芸術ふれあいフェスティバル２０１８
第５回
開催日：２０１８年７月１５日（日）
会場 ：タワーホール船堀
７月１５日（日）、タワーホール船堀にて、“第５回 子ども
たちのための芸術ふれあいフェスティバル２０１８”が開催さ
れました。
５階の大ホールでは「エルマーのぼうけん」という演劇が上演
されました。４階では“ミュージカル「冒険者たち」を歌って
踊ろう♫”、オリジナル江戸扇子づくり という催しが行われま
した。そして、１階のイベントホールの会場では、江戸川伝統
工芸、オリジナル缶バッジを作ろう！、バルーンアート、オリ
ジナルキーホルダー、蹄鉄で時計を作ろう！、合成写真のハガ
キを作ろう！、パラスポーツ体験コーナーなどが設けられまし
た。
ＰＣ工房は、１階イベントホールの会場で、パワーストーン
ブレスレット製作体験コーナーを設け、パワーストーンアクセ
サリーを販売しました。
ＰＣ工房のコーナーは、子供たちや家族連れのお客様でたいへ
ん賑わい、特にパワーストーンブレスレット製作体験エリアは、
席をたくさん設けたにも関わらず順番待ちの列ができるほどで
した。子供たちは、色鮮やかなパワーストーンに目を輝かせな
がら、思い思いにブレスレット制作を楽しんでいました。
amazon.co.jp ぴーしー工房Ｓｈｏｐストアより
ＰＣ工房は、amazon.co.jp にて、Microsoft 正規再生パソコン、ＰＣ用モニター、ＰＣパーツ、パソコン周
辺機器、高品質の天然石を使ったパワーストーンアクセサリーなどを販売しています。
下の囲み内に記載されているＵＲＬまた
はＱＲコードから、ＰＣ工房の成果物を
Amazon プライムで購入することができ
ます。
ぴーしー工房Ｓｈｏｐ
amazon.co.jp
ストアフロント
ＰＣ工房
http://www.amazon.co.jp/shops/A7YC64O623SXM
ＰＣ工房ギャラリー
4 5ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55 ＰＣ工房TIMES ピーシー工房タイムズ Vol.55
貼り絵篠原勇二作
下絵：森河真衣
良書紹介このコーナーでは、Ｂｏｏｋｓぴーしー工房に並んでいる書籍から、面白い本、興味深い本をピックアップして紹介します。
タイトル：
Ｂｏｏｋｓぴーしー工房より
嶋 正利 著岩波書店 発行 定価 1700 円
先月お知らせしたとおり、今回でこのコーナーは終了となります。さて、最終回に
ご紹介する良書は、日本が全世界に誇る技術者であり、コンピューター産業の礎を築
いたキーパーソンのひとりであり、世界初のマイクロプロセッサー Intel 4004、
8bit マイクロプロセッサー Intel 8080, Zilog Z80 の開発者として知られる嶋正利
さんの自伝です。
1960 年代初頭、イギリスのＡＮＩＴＡ社により、電子式卓上計算機、いわゆる“電卓”が発表さました。しかし、この電卓は真空管を使用していたために寸法が大きく、消費電力も大きいものでした。そのため日本ではほとんど普及しませんでした。ただ、その発表の衝撃は大きく、シャープ、カシオ、ビジコン、キャノン、大井電気など数多くの会社が電卓の開発・商品化を進めることになります。1964 年になると、シャープ、キャノン、大井電気から次々とトランジスタ電卓が発表されました。大学卒の初任給が 3 万円弱だった当時、これら３社のトランジスタ電卓の価格は、いずれも 40 万円台でした。1966 年、ビジコンがメモリー機能付き電卓を 298000 円で市場投入したことにより、電卓事業が急速に発展し価格競争が始まります。そして、1967 年になると、トランジスタ電卓に代わってＩＣ電卓が各社から次々と発表され、電卓は、さらなる小型化、高性能化、低価格化が進んでゆくことになりました。1968 年、各電卓メーカーは、さらなる小型化＆低価格化を目指してＬＳＩを使用した電卓の開発を進めるようになります。そのような状況の中、ビジコンの社内で「電卓の機能を 1 つのＬＳＩチップにまとめてしまえば、さらに部品数削減、低価格化、小型化、高性能化が望めるのではないか」というアイデアが出ます。このアイデアを形にできる半導体メーカーを探さなければなりません。ビジコンは、調査の結果、設立されたばかりのベンチャー企業 Intel に、このＬＳＩの開発を依頼します。 さて、この Intel という会社、ショクレー研究所（ウイリアム・ショックレー）の“８人の反逆者”のメンバーであり、フェアチャイルド・セミコンダクター創設者として知られるロバート・ノイスとゴードン・ムーアによって設立された、業界注目のベンチャーでした。そんな天才ぞろいの Intel は、将来儲かることが確実視されていたＤＲＡＭの開発に集中していました。ですので、日本の中堅企業のカスタムＩＣの開発に人材を割く余力はありません。でも、Intel はこの依頼を引き受けたのです。このカスタムＩＣは工夫次第で汎用ＩＣとして一般販売できる。売れる！と読んだのです。では、技術者をどのように確保するのでしょうか。Intel は、なんと！「じゃ、依頼者に作らせればいんじゃね？」と、ビジコンにエンジニアの派遣を要請するのです。ビックリです。「いやいや、ウチがあんたに頼んでいるんだよ！」とならないところが、いかにもお人好しな日本人です。ビジコンは素直にエンジニアを派遣します。そのエンジニアこそ、この本の著者である嶋正利さんでした。 当初、嶋さん（ビジコン）は、電卓の機能をハードウェア（論理回路）で実現しようと考えていました。ところが、これでは回路の規模が大きくなり、結果、チップサイズが大きくなってしまい、コストを安く抑えることができません。そこで、Intelの天才技術者、マーシャン・エドワード・ホフ・ジュニア 通称“テッド・ホフ”が、新しいアイデアを提唱します。「電卓を小さなコンピューターとみなし、ＡＬＵとデータバスを４ｂｉｔに抑えた小さなＣＰＵをワンチップで作ってしまおう。そして、電卓の機能をプログラム（ソフトウェア）で実現させよう」というわけです。これならば、ビジコン向けのカスタムＩＣは、汎用ワンチップ４ｂｉｔＣＰＵとして多方面に活用可能ですし、何よりも、回路の素子数を減らす（チップサイズを小さくする）ことができます。 こうして、1969年、いよいよ世界初のワンチップＣＰＵの開発が開始されます。開発チームの主要メンバーは、アーキテクチャー設計：テッド・ホフ（Intel)、回路設計：嶋 正利（ビジコン）、レイアウトパターン設計：フェデリコ・ファジン（Intel) の３人でした。開発は順調に進みます。なにしろ、テッド・ホフはコンピューター設計のエキスパート、嶋さんはデジタル回路設計のエキスパート、フェデリコ・ファジンはアメリカにおける半導体プロセス技術の第一人者です。1971 年には 4004 の試作品が出来上がり、なんと一発合格します。嶋さんの回路もファジンのレイアウトも完璧だったのです。 4004 は早速日本に発送されました。しかし、ここで思いがけない障害が立ちはだかります。それは、羽田空港の税関でした。荷物の品名欄には“Microprosessor”と記載されています。しかし、税関の輸入品リストには、“Microprosessor”などという品目はどこにもありません。当然です。何しろ世界初のマイクロプロセッサーなのですから。とにかく、どのように説明しても税関には理解してもらえず、ビジコンは 4004 を入手できずに日にちばかりが過ぎてゆく始末。この本の中で嶋さんは「税関をどのように説得したか自分でも覚えていない」と記述しています。しかし、４月中旬に、ビジコンはやっと 4004 を入手することができました。
■ 世界初のマイクロプロセッサー Intel 4004 誕生の物語
最終回
８月の花河野ミレーヌ作
マイクロコンピュータの誕生わが青春の４００４
■ 4004 誕生の後．．． 1971 年、嶋さんはビジコンを退社し、リコーに就職します。しかし、1972 年、Intel 初代社長ロバート・ノイスが直接リコーに電話し、半ば強引に嶋さんを Intel の社員にしてしまいます。本格的な 8bit マイクロプロセッサー 8080 を開発するためです。嶋さんは、8080開発の主役として活躍し、わずか８カ月で設計を完了させてしまいます。1973 年に発表された 8080 は全世界で爆発的に売れ、これによりIntelは、マイクロプロセッサーのトップメーカーとしての揺らぐことのない地位を確立させました。ちなみに8080のチップには、嶋さんのイニシャルと嶋家の家紋が焼き付けられています。 1975 年、嶋さん、ファジン、アンガーマンの３人は Intel を退社し、Zailog という会社を設立します。そして嶋さんは、1976 年に、有名な 8bit マイクロプロセッサー Z80 を誕生させるわけです。
現在では、パソコンは勿論の事、世界トップレベルのスーパーコンピューターにも搭載されるマイクロプロセッサー。その誕生とIntel の発展にひとりの日本人技術者がど真ん中で関わり、コンピューター産業に多大な貢献をしたという事実は、あまり知られていません。この本は、その偉大な功績を伝える、当事者本人による貴重な記録です。日本人ならば是非知ってほしい人物として、このコーナーの最終回で取り上げました。拙い文章にも関わらず、これまでご愛読くださり、誠にありがとうございました。
