- El MP944 del CADC del F‑14 operó en 1970, antes del Intel 4004 comercial.
- Arquitectura de 20 bits con pipeline, paralelismo y redundancia en un chipset MOS‑LSI.
- Proyecto clasificado durante décadas, desvelado públicamente a finales de los 90.
- La disputa histórica depende de criterios: un solo chip, mercado y propósito general.
Hubo un tiempo en el que el supuesto “primer microprocesador” del mundo no estaba en ninguna vitrina ni en ningún anuncio: volaba en un caza naval y su existencia era secreto militar. Esa pieza, conocida como MP944, nació para gobernar el Central Air Data Computer (CADC) del F‑14 Tomcat y, aunque muchos aficionados asocian el punto de partida a Intel o Texas Instruments, lo cierto es que la historia real es más compleja y apasionante.
En estas líneas repasamos ese viaje desde los primeros MOS‑LSI hasta el conjunto de chips que algunos consideran el verdadero pionero, el MP944. Veremos por qué su desarrollo fue adelantado a su tiempo, quiénes estuvieron detrás, cómo se usó en aviónica, qué retos técnicos resolvieron y por qué, durante décadas, nadie fuera de la industria aeroespacial sabía siquiera que existía.
De los MOS‑LSI al cerebro del F‑14: nacimiento del MP944
La consolidación de la tecnología MOS‑LSI (Large Scale Integration) abrió la puerta a computadoras más compactas y fiables. Un ejemplo temprano fue el Autonetics D200 de 1967, una máquina de 24 bits con lógica a cuatro fases y 24 circuitos MOS que, sin parecerse a una CPU moderna, demostró que ya era posible integrar funciones complejas en unos pocos kilos y alimentar así aplicaciones aeronáuticas como la guía de misiles o la gestión de combustible del bombardero B‑1; incluso se barajó para el programa del transbordador espacial.
En ese caldo de cultivo aparece el CADC del F‑14, un ordenador de datos de vuelo que Grumman encargó a Garrett AiResearch. El objetivo era sustituir un sistema electromecánico por otro plenamente digital y de altas prestaciones. De ese contrato surgió el conjunto MP944, concebido como cerebro del CADC, con un diseño entre 1968 y 1970 y una palabra de 20 bits que daba precisión suficiente para cálculo aerodinámico en tiempo real.
El MP944 no fue un único chip monolítico aislado, sino un chipset muy integrado para su época. Aun así, el corazón de proceso se concentraba en seis integrados principales que trabajaban en paralelo, sumando un total de 28 circuitos para el sistema completo si contamos memoria y apoyo. En aquellas fechas, esto representaba un salto sustancial respecto a las soluciones mecánicas y a los diseños lógicos dispersos de generaciones anteriores.
La fabricación recayó en American Microsystems Inc. (AMI) desde su base en Santa Clara, bajo las especificaciones y la lógica definidas por el equipo de Garrett AiResearch. Los primeros prototipos eran grandes y tendían a sobrecalentarse, así que el equipo rediseñó encapsulados y distribución para mejorar fiabilidad hasta alcanzar versiones estables capaces de aguantar el exigente entorno de vuelo.
Durante casi treinta años todo quedó bajo llave. Algunas fuentes sitúan la desclasificación en 1988, mientras que otras apuntan a 1997 con publicación efectiva en 1998 del documento técnico Architecture Of A Microprocessor, escrito por Ray Holt y previamente vetado por la Marina en 1971 y de nuevo en 1985. Ese limbo informativo explica por qué el mérito público recayó durante tanto tiempo en microprocesadores más conocidos como el 4004, cuando el MP944 ya estaba volando en 1970.
Arquitectura y características del conjunto MP944/CADC
El MP944 trabajaba a unos 375 kHz y su organización era singular: seis chips principales conformaban la CPU distribuida, con unidades especializadas y un diseño canalizado que permitía iniciar una instrucción antes de terminar la anterior. La documentación indica que alcanzaba en torno a 9.375 instrucciones por segundo, cifra coherente con las exigencias del CADC para computar polinomios y tablas aerodinámicas en tiempo real.
La palabra de datos era de 20 bits en complemento a dos y punto fijo, un equilibrio entre precisión y coste que cuadraba con los cálculos de presión, temperatura, velocidad, altitud y número de Mach. El subsistema incluía conversión A/D y D/A de alta precisión (también a 20 bits) para capturar señales de los sensores y accionar superficies de control. De cara al piloto, el CADC alimentaba cuatro indicadores: altitud, velocidad vertical, velocidad indicada y lectura Mach.
La CPU distribuida estaba segmentada en bloques funcionales: una unidad de multiplicación (PMU), otra de división (PDU), un bloque lógico‑aritmético (SLF) y varios elementos de interfaz (SLU) para el diálogo entre módulos y con los sensores. Completaban el conjunto varias ROM con los datos y las rutinas de operación, más una pequeña RAM de trabajo. Determinadas descripciones contabilizan tres chips de RAM y diecinueve de ROM para el sistema, lo que encaja con un total cercano a 28 integrados en la instalación del CADC.
El repertorio de instrucciones alcanzaba alrededor de 133 operaciones, suficiente para cubrir el rango de cálculo requerido sin sobrecargar el hardware. No había ensamblador disponible para este entorno: la programación se realizaba directamente en código máquina, con secuencias binarias que se grababan en ROM. Para su depuración se usaron simuladores creados ad hoc y una metodología rigurosa de verificación, clave para certificar un equipo militar en plena Guerra Fría.
Más allá del rendimiento, la robustez fue una obsesión de diseño. El CADC con MP944 trabajaba en un sistema redundante con autodiagnóstico continuo. Si una unidad fallaba, la lógica de supervisión transfería el control a una réplica en cuestión de milisegundos (se cita un conmutado en aproximadamente 1/18 de segundo), garantizando la continuidad de gobierno del avión. Además, la electrónica estaba calificada para un amplio rango térmico, de -55 °C a +125 °C, propio de especificaciones militares.
En cuanto a entradas, el CADC integraba cinco fuentes principales: presión estática, presión dinámica, sonda de temperatura, señales analógicas del piloto y una entrada digital de interrupción. En salida, modulaba la posición de las alas de geometría variable, timones, flaps y alerones, y enviaba los datos de vuelo a cabina. Este cerebro digital ayudó a inaugurar un enfoque de “fly‑by‑wire” en el que el piloto recibía asistencia para mantener el envolvente óptimo de la aeronave.
El equipo y la fabricación: cerebros, lápiz y Fortran
El liderazgo técnico recayó en Steve Geller y Ray Holt, con un grupo de unas 25 personas entre ingenieros, programadores y técnicos. Holt se ocupó de la especificación lógica y del detalle de implementación (llegó a esbozar bloques completos en papel), mientras que su hermano menor, Bill Holt, programó un simulador en Fortran y apoyó la verificación funcional. Otros integrantes se concentraron en resolver la matemática de base y el diagrama sistémico.
American Microsystems Inc. (AMI) asumió la fabricación de los MOS‑LSI y evaluó la viabilidad de cada iteración de prototipo. El primer lote evidenció que el tamaño y la disipación térmica eran un problema, pero tras un rediseño de layout y empaquetado, la fiabilidad alcanzó niveles adecuados. Conviene no confundir esta AMI con American Megatrends Inc. (AMI BIOS), empresas distintas pese a la coincidencia de siglas.
Una vez estabilizado el hardware, el conjunto demostró ser flexible y escalable, y, para los estándares de la época, extraordinariamente potente. La presencia de una canalización de ejecución y la posibilidad de paralelismo le daban ventaja frente a diseños contemporáneos más lineales. No sorprende que el resultado fuese adoptado en los primeros F‑14 de la Marina estadounidense.
Más allá del Tomcat: la trayectoria de Ray Holt
La figura de Ray Holt no se agota en el MP944. A principios de los 70, él y un socio fueron contratados por Intel para enseñar a otros ingenieros a trabajar con el 4004 y el 8008, una muestra de su dominio del nuevo paradigma. Más tarde fundó Microcomputer Associates y lanzó el ordenador Jolt, un entrenador para el MOS 6502 que acercó el desarrollo embebido a numerosos profesionales.
Holt también diseñó una placa SBC llamada Sym, flexible y asequible, utilizada en robots como Robart I y II en el Centro de Sistemas de Guerra Espacial y Naval del Pacífico, auténticos precursores de plataformas robóticas modernas. En el terreno corporativo, llegó a ser vicepresidente en Honeywell antes de mudarse a Misisipi, donde aceptó impartir clases STEM en una escuela secundaria rural y dirigir una organización de robótica sin ánimo de lucro. Su hermano Bill falleció prematuramente por un tumor cerebral, un golpe personal en medio de una carrera técnica brillante.
Hitos técnicos atribuidos al MP944/CADC
Numerosos analistas y fuentes especializadas atribuyen al proyecto CADC con MP944 una batería de “primeras veces” en la historia de la computación embebida. Entre ellas, destacan: primer conjunto de chips microprocesador plenamente integrado, primer microprocesador de 20 bits en producción, primer uso de pipeline y paralelismo en una CPU de este tipo, primeras funciones DSP en una aplicación de vuelo y primeros coprocesadores matemáticos integrados en el mismo conjunto. También se reseña como primer microprocesador militar y aeroespacial de producción, con autodiagnóstico y redundancia integrados, y una ROM con contador incorporado.
¿Quién fue primero? Comparativa y controversia
Lo que suele aprenderse en manuales es que el Intel 4004 fue “el primer microprocesador disponible en el mercado”. Es una formulación precisa: se trata del primer procesador programable de uso general comercializado con éxito (finales de 1971), nacido de un encargo de Busicom en 1969. La arquitectura inicial se simplificó gracias a la propuesta de Ted Hoff y Stanley Mazor; el proyecto se materializó con la ingeniería de Federico Faggin, que aportó la tecnología de compuerta de silicio y la metodología para integrar la CPU en un único chip.
En paralelo, Texas Instruments desarrolló el TMS1000 (presentado en septiembre de 1971), que se considera la primera familia de microcontroladores en integrar CPU, ROM y RAM en un solo encapsulado, orientado a control específico. Four‑Phase Systems, por su parte, había mostrado el AL1 ya en 1969: un slice de 8 bits usado en una CPU mayor de 24 bits. Años después se demostró un sistema de sala de audiencias con un único AL1, RAM, ROM e I/O para defender que era un microprocesador funcional.
También en 1971, Pico Electronics y General Instrument presentaron un circuito de calculadora de chip único (para la Monroe/Litton Royal Digital III), que algunos historiadores incluyen en la categoría de los primeros microcontroladores por integrar ROM, RAM e instrucciones tipo RISC en el mismo troquel. GI continuaría esa línea con familias como CP1600, IOB1680 y los PIC1650, origen del célebre ecosistema PIC.
En el terreno legal, Gilbert Hyatt obtuvo una patente que reclamaba una invención anterior a TI e Intel describiendo un “microcontrolador”, pero la misma acabó invalidada tras un largo periplo, no sin que se pagaran regalías de por medio. Todo esto alimenta la sensación de que, más que un momento único, el “nacimiento del microprocesador” fue una convergencia de proyectos en un lapso de pocos años.
¿Y dónde encaja el MP944? Por fechas, su servicio en el F‑14 comenzó en junio de 1970, es decir, más de un año antes de que el 4004 estuviese disponible comercialmente. Su arquitectura era de 20 bits, con canalización y múltiples unidades trabajando en paralelo; diversas fuentes sostienen que llegó a ser notablemente más rápido que el 4004 (se ha citado un factor de x8 en ciertos contextos), algo esperable por las necesidades del cálculo aerodinámico en tiempo real y por el uso de un bus y palabra de mayor anchura.
La discusión suele enredarse por dos motivos. Primero, el criterio “de un solo chip”: el MP944 fue un conjunto de chips, mientras que el 4004 integraba la CPU en un único troquel pero dependía de ROM, RAM e I/O externos; en la práctica, ambos operaban como chipsets funcionales. Segundo, la etiqueta “de propósito general”: el 4004 nació enfocado a calculadoras y terminó generalizándose; el MP944 se diseñó para aviónica, pero su ISA, ALU, multiplicador/divisor y control de flujo podrían encajar en otros dominios si se hubiera liberado. Es decir, la frontera entre microprocesador y microcontrolador fue borrosa desde el primer día.
Que el MP944 no marcase la narrativa histórica no se debió a falta de mérito, sino al carácter clasificado del programa. Tanto es así que, cuando se intentó publicar el artículo técnico sobre su arquitectura en 1971, la Marina lo vetó; lo mismo ocurrió en 1985. El permiso no llegaría hasta los años finales de la década de 1990, cuando Holt pudo finalmente presentar el trabajo y contar en público detalles del diseño, su metodología y los desafíos superados.
En la trastienda quedó incluso cierta batalla de relaciones públicas. Ingenieros de Intel apuntaron que el MP944 era voluminoso, costoso y orientado a una aplicación concreta; otros expertos, como Russell Fish, han defendido que esa tecnología, de haberse liberado, podría haber acelerado la industria cinco años y cambiar la correlación de fuerzas. La propia Intel evita la afirmación “primer microprocesador de la historia” y prefiere “primer procesador programable de uso general en el mercado”, una redacción jurídicamente más segura y, de paso, más exacta en términos históricos.
Interfaces, memoria y desarrollo del software
Además del núcleo de proceso, el CADC contaba con un multiplexor para gestionar señales de sensores, un chip de direccionamiento de datos, memoria temporal (RAM) y varias ROM con tablas y rutinas. Algunas cifras históricas hablan de 2.560 bits de memoria gestionados por el conjunto en configuraciones particulares, coherentes con la época y con la elevada dependencia de datos en ROM para acelerar cómputos polinómicos.
La inexistencia de un ensamblador específico obligó a programar en código máquina puro. Esto hacía que el ciclo de desarrollo fuese arduo: codificación binaria, grabación en ROM, pruebas en rig, telemetría, análisis y vuelta a empezar. Para aliviarlo, el equipo creó un simulador en Fortran con el que modelar la ejecución de instrucciones y el comportamiento del pipeline, algo sin lo que hubiera sido casi imposible certificar un sistema crítico de vuelo.
Documentación y fuentes
Buena parte de los detalles sobre el MP944 y el CADC han llegado a través de conferencias, artículos técnicos desclasificados y repositorios especializados que recopilan esquemas y fotografías históricas del proyecto. Sitios dedicados al “primer microprocesador” han contribuido a visibilizar este trabajo, y medios técnicos han publicado retrospectivas comparándolo con el 4004 y otros contemporáneos. Todo ello ha permitido a la comunidad valorar el MP944 en su contexto, más allá del mito.
Mirado con perspectiva, el MP944/CADC demuestra que la historia de la computación no es lineal ni monolítica: mientras el mercado conocía al 4004 y, poco después, a familias como TMS1000 o los PIC de GI, en los hangares de la Marina de EE. UU. ya operaba un sistema de 20 bits, con pipeline, paralelismo y redundancia, calculando en tiempo real los parámetros que mantenían al F‑14 Tomcat en su envolvente ideal de vuelo. Que ese trabajo quedase oculto durante décadas no reduce su relevancia; de hecho, quizá explica por qué hoy, al desempolvarlo, sigue fascinando tanto a ingenieros como a entusiastas.