Chips TTL y su importancia en la historia de la informática
Si revisáis cualquier placa de una máquina recreativa o un ordenador muy antiguo, veréis que estos destacan por tener una gran cantidad de chips que seguramente no habréis podido identificar. Es por ello que hoy os hablaremos de la lógica transistor a transistor o los llamados chips TTL, la cual se utilizó durante mucho tiempo para construir el hardware que ejecuto muchos videojuegos clásicos.
Índice de contenidos
¿Qué son los chips TTL?
Los chips TTL son una serie de chips que forman una familia lógica de circuitos integrados, los cuales se pueden combinar entre sí para formar un circuito mucho más complejo. Dependiendo de cómo se combinen entre sí, es posible construir una calculadora, un ordenador, un sistema de música electrónica, etcétera.
Incluso al mirar la documentación de componentes como por ejemplo las CPU de la época habréis visto que en sus especificaciones pone que es compatible con TTL. Esto se debe a que para ciertas funciones básicas e imprescindibles del sistema no se utilizaban chips dedicados, sino combinaciones de estos chips, los cuales podían tener una mayor o menor complejidad.
Obviamente, a medida que paso el tiempo y la ley de Moore permitió colocar más transistores en un mismo espacio, la funcionalidad de varios chips TTL paso a integrarse en uno solo. No obstante, sin estos pequeños chips, cuya serie más popular fue la 7400 de Texas Instruments, muchas consolas de videojuegos y máquina recreativas no hubiesen visto jamás la luz del día.
¿Qué chips de lógica transistor a transistor hubo?
Si bien no vamos a hacer un inventario de todos ellos, sí que vamos a hablaros de algunos de los chips TTL más utilizados en la construcción de ordenadores, consolas de videojuegos y máquinas recreativas de antaño.
| TTL | Función | Descripción |
| 7400 | Puerta NAND (4×2) | Realiza la operación lógica NAND. |
| 7402 | Puerta NOR (4×2) | Realiza la operación lógica NOR. |
| 7404 | Inversor Hex | Realiza la operación lógica NOT (inversor). |
| 7408 | Puerta AND (4×2) | Realiza la operación lógica AND. |
| 7432 | Puerta OR (4×2) | Realiza la operación lógica OR. |
| 7486 | Puerta XOR (4×2) | Realiza la operación lógica XOR. |
| 7474 | Flip-Flop D doble | Almacena datos, usado en registros y contadores. |
| 74138 | Decodificador 3 a 8 | Convierte una entrada de 3 bits en una de 8 líneas. |
| 74151 | Multiplexor 8 canales | Selecciona una de las 8 entradas para la salida. |
| 74283 | Sumador binario de 4 bits | Realiza la suma binaria de 4 bits. |
| 74161 | Contador binario de 4 bits | Realiza la cuenta binaria. |
| 74181 | ALU de 4 bits | Realiza operaciones aritméticas y lógicas. |
| 7476 | Flip-Flop JK doble | Flip-Flop con entrada JK, usado en registros. |
| 74164 | Registro de desplazamiento 8 bits | Desplaza bits en serie. |
| 74245 | Transceptor de bus de 8 bits | Comunicación bidireccional entre dos buses. |
Cómo podéis ver, no las hemos listado todas, pero sí algunas de las más importantes y más utilizadas en los diferentes sistemas. Seguro que si le echas el vistazo a alguna placa de algún sistema clásico podrás localizar más de uno de estos chips.
Fueron clave para los primeros sistemas de vídeo
Esta serie de artículos se llamó en sus orígenes Gráficos Retro, sin embargo, se tardaron varios años en que la circuitería encargada de gestionar los gráficos en pantalla se redujese en solo chip, sino que la gran mayoría eran resultado de la combinación de varios chips TTL interconectados entre sí en un diseño que podía tardar días e incluso semanas de trabajo y a lo que solo tenían acceso los expertos en electrónica.
Una de las primeras aplicaciones del uso de chips TTL podemos encontrarla en el TV Typewriter, un dispositivo que utilizando un teclado estándar permitía escribir en un televisor los caracteres en pantalla, para ello no solo se basaba en chips de lógica transistor a transistor, sino también de una memoria ROM donde se encontraban almacenados los caracteres.
Como ya explicamos en nuestro artículo sobre el Apple I, solo fue necesario para Steve Jobs y Steve Wozniak combinar una CPU MOS 6502 junto a memoria RAM y una terminal. Pues bien, dichas terminales estaban compuestas por combinaciones de chips TTL. Claro está que cada fabricante tenía su propia implementación, pero todos ellos usaron la lógica transistor a transistor.
¿Por qué desaparecieron?
Llegado un punto en la historia, los chips TTL desaparecieron o más bien dejaron de usarse de forma masiva. El motivo de ello fue la introducción de tecnologías que realizan la misma función, pero de forma mucho más eficiente, pero especialmente fue la aparición del nivel de integración VLSI, el cual es imposible de replicar en un chip TTL, que como mucho llegaban a tener una complejidad LSI.
| Integración | Puertas | Tipos de circuito |
| SSI | 1 a 10 | NAND, OR, NOT, NOR, XOR |
| MSI | 10 a 100 | Sumadores, Comparadores, Multiplexores, Decodificadores |
| LSI | 100 a 1000 | ALU (unidades aritmético-lógicas) |
| VLSI | >1000 puertas | Microprocesadores, Dispositivos de lógica programable (PLD) |
La tecnología de integración VLSI fue adoptada inicialmente por los circuitos con tecnologías de fabricación PMOS, NMOS y posteriormente CMOS. No obstante, en la mayoría de sistemas, la funcionalidad de varios chips TTL se agrupó en chips PLD. Es por ello que llegados a un punto en la historia dejamos de ver lógica de transistor a transistor para ver dispositivos lógicos programables, especialmente a partir de la década de los 80.
Los PLD como sustitutos a los chips TTL
Los Dispositivos Lógicos Programables (PLD) reemplazaron por completo a los chips TTL en multitud de sistemas distintos. El ejemplo más claro fue el salto del Sinclair ZX80 al ZX81, donde toda la circuitería de vídeo formada por una cantidad ingente de chips se vio reducida a una sola, tal y como se puede ver en la imagen abajo de estas líneas donde podemos ver las placas lógicas de ambos microordenadores comparadas.
Y es que en comparación con la lógica transistor a transistor, los chips PLD tenían las siguientes ventajas:
- Pueden ser programados para realizar una amplia variedad de funciones lógicas, sustituyendo varios chips TTL con un solo dispositivo programable.
- Al integrar múltiples funciones lógicas en un solo chip, los PLD reducen el espacio requerido en una placa de circuito y simplifican el diseño del sistema.
- Los PLD pueden ser reprogramados para adaptarse a nuevos requisitos o correcciones, lo que supone una mejor gestión del stock de circuitos integrados.
Por lo que al final toda la tecnología TTL se vio reemplazada.
