L'histoire de MOS Technology

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David Brunet

Dossier : L'histoire de MOS Technology
(Article écrit par David Brunet - février 2020)

Tous ceux qui ont déjà ouvert leur Amiga ont pu voir sur certaines de ses puces le petit logo "MOS" pour les premiers modèles ou "CSG" pour les modèles moins anciens. Sous ces trois lettres se cache MOS Technology, une société capitale pour Commodore qui n'hésita pas à la racheter en 1976 et à la renommer en Commodore Semiconductor Group ou CSG. Son importance pour Commodore et l'Amiga lui vaut d'être présentée en détail dans cet article.

MOS Technology était une société américaine d'électronique fondée en août 1969, en tant que filiale d'une autre société américaine, Allen-Bradley, spécialisée dans la fabrication d'équipement depuis 1903 (alors appelée Compression Rheostat Company). Son siège était à Norristown en Pennsylvanie, États-Unis, plus exactement au sein du Valley Forge Industrial Park.

"MOS", qui ne se prononce pas "mosse" mais "M.O.S.", lettre par lettre, est l'abréviation de "Metal Oxide Semiconductor", rappelant le secteur dans lequel l'entreprise oeuvrait, les semi-conducteurs, alors en forte croissance dans les années 1960 et 1970. MOS Technology fut particulièrement connue pour avoir conçu la gamme des microprocesseurs MCS6502 qui équipa nombre de micro-ordinateurs et consoles, ainsi que les jeux de puces de l'Amiga. Elle fut liquidée en 2001.

L'usine de MOS Technology à Norristown

Un départ bien calculé

À l'origine, Allen-Bradley créa MOS Technology dans le but d'être une seconde source d'approvisionnement en composants pour ses calculatrices conçues par Texas Instruments. Au début des années 1970, Texas Instruments décida de lancer ses propres lignes de calculatrices, au lieu de simplement vendre les puces nécessaires à leur fabrication. Ses calculatrices furent vendues à des prix inférieurs aux puces qui les composaient. Une grande partie des fabricants de puces fut balayée par ce changement de stratégie, celles qui survécurent le firent en trouvant d'autres puces à produire, pour d'autres marchés.

Publicité de MOS Technology pour ses produits dans les années 1970

MOS Technology contribua également à la fabrication de composants pour le jeu vidéo Pong d'Atari en 1972. Lorsque le marché des calculatrices électroniques explosa durant les années 1970, MOS Technology dépendait principalement de Commodore International qui achetait pratiquement toute sa production pour fabriquer des calculatrices bon marché.

Quelques calculatrices de Commodore

En août 1974, la société accueillit huit anciens ingénieurs de l'équipe de développement du fondeur américain Motorola. Il y avait Harry Bawcom, Ray Hirt, Sydney-Anne Holt, Michael Jaynes, Wilbur Mathys, Bill Mensch, Rod Orgill et Charles "Chuck" Peddle. Ils étaient notamment les auteurs du processeur 8 bits MC6800 de Motorola. Il s'agissait d'une belle brochette d'ingénieurs compétants. Par exemple, Bill Mensch était capable de prendre des schémas techniques, de créer une maquette à la main (à l'époque, il n'y avait pas d'ordinateur) et de produire un processeur fonctionnel dès sa première tentative. C'était du jamais vu et cela impressionnait même ses collègues.

Chuck Peddle et Bill Mensch

Mais ce petit groupe d'ingénieurs était insatisfait de la politique de prix de leur ancien employeur, qui ne voyait pas d'avantage à créer un processeur à 25 $ au lieu de 300 $. Cette nouvelle équipe de développement de MOS Technology, à présent dirigée par Chuck Peddle, avait plein d'idées pour améliorer sa conception et envisageait désormais de concevoir un processeur similaire au 6800, mais doté d'une surface de puce plus petite et donc moins chère, en supprimant les registres inutiles, tout en bénéficiant de meilleurs modes d'adressage. Le résultat fut le processeur MCS6501, produit en technologie NMOS et proposé en 1975 au prix de 20 dollars, soit moins d'un dixième du prix des processeurs Intel alors en concurrence.

Processeur 6501

MOS Technology

Fiche technique des processeurs de la famille 6500 (première page)

MOS Technology

Publicité pour le 6501 en août 1975

MOS Technology améliora aussi ses chaînes de fabrication, ce qui lui permit de réduire ses coûts. Elle mit au point une stratégie de fabrication inédite basée sur des masques de fabrication qui permit d'améliorer la fiabilité des composants fabriqués de l'ordre de 70%.

L'équipe de MOS Technology pose pour le journal EE Times en 1975

Dès l'annonce du 6501, Motorola engagea des poursuites judiciaires contre MOS Technology. Bien que ce processeur n'était pas compatible avec le 6800 au niveau du jeu d'instructions, celui-ci était similaire physiquement car le composant était de même taille et possédait les mêmes connecteurs. On pouvait littéralement remplacer un 6800 par un 6501 sur une carte mère. Motorola intenta une poursuite pour contrefaçon de brevet et détournement de secrets commerciaux. Le fondeur américain affirma que plusieurs de ses anciens employés avaient rejoint MOS Technology pour créer ses propres microprocesseurs. Ces huit ingénieurs connaissaient beaucoup de concepts non brevetés développés chez Motorola et c'est ce que Motorola essaya de protéger. Étonnamment, Allen-Bradley n'aida pas sa filiale et la laissa seule régler l'affaire.

La procédure judiciaire dura quelques mois, jusqu'en mars 1976, et MOS Technology fut condamnée à cesser la fabrication de son processeur 6501, à verser une indemnité de 200 000 dollars à Motorola et à lui retourner les documents prétendus confidentiels. Mais le 6501 ne fut en fait jamais destiné au marché de masse, Chuck Peddle raconta qu'il s'agissait avant tout d'un "coup de griffe" envers Motorola. Le 6501 fut donc un processeur rare, tué dans l'oeuf.

Des processeurs pour l'informatique

L'équipe d'ingénieurs de MOS Technology n'avait pas un projet de processeurs mais plusieurs lancés simultanément, allant du 6501 au 6505. En septembre 1975, MOS Technology mit sur le marché son processeur 6502 à 1 MHz au prix surprenant pour l'époque de 25 dollars. Grâce à sa vitesse, il devançait le 6800 mais également les autres processeurs vedettes, l'Intel 8080 et le Zilog Z80. Malgré sa non-compatibilité matérielle avec le 6800, il surpassa rapidement en popularité l'ensemble des processeurs sur le marché grâce à sa supériorité technique (notamment son générateur de fréquences intégré), sa facilité à le programmer et son coût moindre. Son petit prix causa d'ailleurs la baisse générale des prix dans l'ensemble du marché des processeurs, Intel et Motorola furent obligés de suivre, ce dernier réduisant le prix de son 6800 de 175 à 69 dollars le mois suivant l'introduction du 6502.

Processeur 6502

Dans l'optique de susciter l'intérêt pour sa nouvelle puce, MOS Technology fit paraître une publicité indiquant que n'importe qui pouvait voir et acheter son incroyable microprocesseur 6502 à 25 $ lors du salon WESCON75 (Western Electronics Show and Convention) le 11 septembre 1975 à Los Angeles. Malheureusement, lorsque l'équipe de MOS Technology arriva au salon, l'organisation leur dit que les exposants n'étaient pas autorisés à vendre des produits sur leurs stands. Chuck Peddle loua dans l'urgence une chambre d'hôtel à proximité et fit asseoir sa très jolie femme à une table avec deux bocaux remplis de puces 6501 et 6502. Mais la plupart des gens étaient loin de se douter que tous ces petits boîtiers qui se trouvaient au fond de ces bocaux étaient... défectueux !

Ce tour de passe-passe marcha et la présentation fit mouche. Dans les mois qui suivirent, de nombreuses sociétés achetèrent les droits d'utiliser la technique de MOS Technology dont Rockwell International, GTE, Synertec et Western Design Center.

Publicité de 1975 pour le processeur 6502

Dans un livre de 2005 sur Commodore, Bill Mensch révéla qu'il avait poussé le 6502 à environ 12 MHz. Motorola ne fit de même qu'en 1983 (avec son 68010 à 12 MHz) et Intel qu'en 1984 (80286 à 10 MHz). Cette fréquence record était une prouesse très en avance sur son temps. Mais Bill Mensch clarifia ses dires en expliquant que ses puces à 10 MHz étaient en fait des erreurs de fabrication qui furent jetées à la poubelle. Pour le plaisir, il bidouilla ses unités défectueuses juste pour voir s'il pouvait les faire fonctionner. A l'époque, il n'ébruita pas la nouvelle et ne contacta pas le Livre des Records car sa "préoccupation était d'abord de manger... et pas battre des records".

En 1976, MOS Technology conçut également deux ébauches d'ordinateurs appelées TIM (Terminal Interface Monitor) et KIM-1 (Keyboard Input Monitor) afin de montrer les performances de son processeur 6502. Comme ce processeur n'était pas compatible avec le 6800 de Motorola, les ingénieurs n'avaient pas de machine sur laquelle l'utiliser et le tester facilement. Chuck Peddle combla ce manque avec le KIM-1.

Le TIM et le KIM-1

Le TIM et le KIM-1 étaient entièrement assemblés et furent les premiers ordinateurs au monde à carte unique. Le KIM-1 devint populaire car il permit aux hobbyistes de monter leurs ordinateurs à base de 6502 eux-mêmes pour seulement 245 dollars (500 dollars pour la version montée).

Publicité pour le KIM-1 dans le magazine Byte de 1976

En France, c'est Elie Kenan, le futur président d'Atari France, qui lança le processeur 6502 et qui s'occupa de sa distribution. Il fut le représentant de MOS Technology en France et lança aussi le KIM-1.

Sous le joug de Commodore

En septembre 1976, malgré le succès du 6502 et de ses avatars, la société MOS Technology connut des difficultés. Au moment de la sortie du 6502, le marché des calculatrices électroniques s'effondra et la seule ressource économique de MOS Technology disparue du jour au lendemain, ce qui entraîna rapidement la société à connaître des difficultés financières insurmontables. La survie de l'entreprise tint à Commodore International, qui était alors son plus gros client de circuits intégrés pour calculatrices. Commodore avait investi énormément dans le marché des calculatrices et elle fut également très affectée par le marketing de Texas Instruments.

Jack Tramiel, le fondateur et PDG de Commodore, réussit à convaincre Irving Gould, l'actionnaire principal du groupe, que l'intégration verticale (être propriétaire de toutes les phases de la production) était la seule façon pour Commodore de survivre. Une nouvelle injection de capital sauva Commodore et lui permit d'investir dans ses propres fournisseurs afin de lui assurer que ses approvisionnements en puces ne soient pas de nouveau perturbés.

Irving Gould et Jack Tramiel

Commodore fit ainsi une offre de rachat pour MOS Technology. La valeur des sociétés était alors de 60 millions de dollars pour Commodore et de 12 millions pour MOS Technology. Le rachat fut financé par un échange de participation dans son capital, pour une somme totale de 800 000 $, ainsi qu'une seconde condition : l'arrivée de Chuck Peddle à la tête de la nouvelle équipe d'ingénierie de Commodore.

La transaction fut conclue, et même si MOS Technology devint la branche production de Commodore, elle garda son nom quelque temps pour ne pas réimprimer tous les manuels. Elle fut finalement rebaptisée en Commodore Semiconductor Group (CSG) mais malgré ce changement de nom, CSG continua à estampiller ses processeurs et coprocesseurs sous le logo de MOS jusqu'en 1989.

Dans le but de doper les ventes du 6502, le personnel de MOS Technology débuta un tour des États-Unis pour rencontrer d'éventuels gros clients comme le constructeur automobile Ford. Pendant ce voyage, Chuck Peddle entendit parler de deux jeunes gens qui travaillaient dans leur garage à la création d'un ordinateur et qu'ils avaient besoin d'aide pour utiliser le 6502. Il s'agissait de Steve Jobs et de Steve Wozniak qui oeuvraient sur l'ordinateur Apple II. Steve Wozniak d'Apple avait découvert le 6502 au salon WESCON75. Chuck Peddle put voir le prototype de cet ordinateur et il fut heureux de leur donner un coup de main, même si son processeur n'était pas destiné aux ordinateurs, mais plutôt aux produits industriels et de consommation. Chuck Peddle était alors loin de se douter que l'informatique deviendrait rapidement le produit de consommation de masse qu'il visait. Steve Jobs tenta de vendre son projet à Commodore mais la société jugea son offre trop chère, tout en étant intéressée par ce concept nouveau d'ordinateur personnel.

Après avoir rencontré des centaines de passionnés d'informatique, d'établissements d'enseignement et d'entreprises, Chuck Peddle fit un constat : ces gens voulaient un ordinateur ressemblant à un terminal. En octobre 1976, Chuck Peddle parvint à convaincre le directeur de Commodore, Jack Tramiel, que l'avenir du groupe n'étaient plus dans les calculatrices mais dans la micro-informatique.

Chuck Peddle acheta un petit livre sur la façon de construire sa propre télévision, écrit par le légendaire Adam Osborne, et qu'il mit à profit pour construire un boîtier en bois pour loger un ordinateur. En y logeant une carte mère à base de processeur 6502 (son KIM-1), Chuck Peddle conçut alors l'un des tout premiers micro-ordinateurs complets au monde. Il était très expérimental et quand l'équipe de développement alluma l'ordinateur pour la première fois, l'image était à l'envers. Ils durent reprendre le livre d'Adam Osborne pour trouver comment la retourner.

Chuck Peddle poursuivit le développement du KIM-1 en lui ajoutant un clavier QWERTY incorporé, un lecteur de cassette et un écran monochrome, cette fois fonctionnel. Celui-ci était utilisé en parallèle avec une puce pilote graphique intégrée, donc aucun terminal extérieur n'était requis. Le microprogramme en ROM fut développé pour intégrer aussi le BASIC, pour que la machine puisse fonctionner une fois l'alimentation connectée. Cette nouvelle version étendue du KIM-1 fut rebaptisée Commodore PET.

Le Commodore PET

En janvier 1977, Chuck Peddle présenta le Commodore PET à Radio Shack, une chaîne de magasins d'électronique, en espérant voir son nouvel ordinateur sur les étagères de ce géant commercial. Le lancement du premier modèle, le PET 2001, prit cependant du temps et les 100 premiers exemplaires ne furent disponibles qu'en octobre 1977, et seulement pour les magazines et les développeurs. Le grand public dut attendre décembre 1977 pour mettre la main sur ce qui devint le premier ordinateur de masse de Commodore. En France, ce fut encore Elie Kenan qui commercialisa cet ordinateur. Il se mit d'accord avec Jack Tramiel sur le fait que la société qu'il avait créée (Procep) deviendrait une sorte de Commodore France, du moins l'importateur exclusif de Commodore pour la France.

Cependant, le groupe de conception d'origine semblait encore moins intéressé à travailler pour Jack Tramiel qu'il ne l'était pour Motorola, et l'équipe se sépara rapidement. Le noeud du problème venait de l'accord négocié entre Jack Tramiel et Chuck Peddle : l'équipe devait être payée avec un pourcentage sur les profits. Mais rien n'indiquait que la société était certaine de réaliser des profits. Sans compter que les profits pouvaient facilement être masqués dans les comptes de la société.

Les ingénieurs étaient tous en colère. Bill Mensch, par exemple, rentra chez lui en Arizona et fonda la société Western Design Center en 1978. Il était le détenteur de la plupart des brevets de la ligne 6500 et s'occupa de sa production. Il développa d'ailleurs une version 16 bits du 6502. Chuck Peddle, lui, claqua la porte de la société cette année-là pour prendre un poste de directeur technique chez Apple, avant de finalement retourner chez MOS Technology quelques mois plus tard.

Commodore avait mis sur pied le Moore Park Research Center en Californie pour que Chuck Peddle et d'autres importants ingénieurs de la côte ouest des États-Unis puissent travailler sereinement. Mais quelques années plus tard, dans un moment de colère, Jack Tramiel ordonna sa fermeture. La plupart des ingénieurs de MOS Technology, dont Chuck Peddle, refusèrent de déménager au quartier général de Commodore en Pennsylvanie. Au milieu des années 1980, Commodore ne comptait plus qu'une douzaine d'ingénieurs dans le monde entier, la plupart d'entre eux travaillant chez MOS Technology.

Mais grâce aux ingénieurs et aux installations de MOS Technology, Commodore avait pu produire, pendant toutes ces années, des prototypes de puces en quelques jours plutôt qu'en quelques mois et pratiquement sans frais. Comparativement, les autres entreprises comme Atari, Apple et Osborne, devaient dépenser des dizaines de milliers de dollars et attendre des semaines ou des mois pour obtenir de nouvelles puces.

Durant l'ère Commodore, MOS Technology développa différentes variantes du processeur 6502, comme le 6507 de coût encore moindre. Ce dernier équipa par exemple la fameuse console de jeux vidéo Atari 2600 et les lecteurs de disquette Atari. L'évolution ultime, le 6510, doté de ports d'entrées/sorties additionnels, servit de base à la conception du Commodore 64.

Le processeur 6510

MOS Technology dévoloppa également des puces périphériques associées comme les VIC (Video Interface Chip), CIA (Complex Interface Adapter) ou SID (Sound Interface Device), conçues par Robert Yannes. Commodore put produire en interne quasiment toutes les puces pour nombre de ses produits comme le VIC-20, le Commodore 64, le Commodore 128 ou le Plus/4.

Le Commodore 64

A partir de 1984, MOS Technology/CSG produisit aussi les fameuses puces spécifiques de l'Amiga, nommées selon des prénoms mais qui disposaient toujours d'une dénomination officielle en quatre chiffres comme les autres produits de la société : Agnus (8361, 8367, 8370, 8371, 8372, 8375), Alice (8374), Daphne/Denise (4705, 8362, 8373), Portia/Paula (8364), Gary (5719) ou Gayle (5191). Les Amiga étaient propulsés par des processeurs du concurrent Motorola mais MOS Technology/CSG restait un acteur clé dans la fabrication de ces machines. MOS Technology/CSG tenta aussi de produire des mémoires mais comme le souligna Chuck Peddle, la société n'était malheureusement pas assez performante dans ce secteur pour percer.

La carte mère de l'Amiga 1000 avec ses puces de MOS Technology

Commodore elle-même luttait pour sa survie. En 1990, dans un énième effort pour sauver la société, Commodore commença à travailler sur un projet secret nommé Commodore 65. L'entreprise demanda à MOS Technology/CSG de développer une nouvelle puce, la CSG 4510, qui était une sorte de processeur 6502 8 bits légèrement améliorée et dotée de deux adaptateurs d'entrées-sorties 6526. Le projet tomba à l'eau et les jours de Commodore étaient plus que jamais comptés.

En 1992, toujours confrontée à de graves problèmes financiers, Commodore plaça l'usine de MOS Technology/CSG à Norristown sous la protection de la loi sur la faillite. Curieusement, même si CSG était en faillite, Commodore entretint l'usine dans le but de la maintenir fonctionnelle, sans doute pour ne pas la voir disparaître et la garder attractive pour un éventuel acquéreur.

MOS Technology sans Commodore

A la suite de la faillite de Commodore International en avril 1994, CSG fut rachetée par ses fondateurs initiaux pour 4,3 millions de dollars, plus 1 million de dollars supplémentaires pour couvrir diverses dépenses, dont la licence EPA concernant la protection de l'environnement. Dennis Peasenell devint le PDG de la société.

En décembre 1994, MOS Technology conclut un accord d'achat prospectif avec GMT Microelectronics (Great Mixed-signal Technologies). Cet accord permit une limitation des responsabilités de l'entreprise en échange du partage des coûts de dépollution. Opérant à présent sous le nom de GMT Microelectronics, elle rouvrit son usine de Norristown en Pennsylvanie que Commodore avait fermée en 1993. L'usine était placée depuis octobre 1989 dans la liste des sites à réhabiliter par l'EPA, l'agence de protection de l'environnement aux États-Unis. La société fit la une des journaux en raison de la présence de débris chimiques dans ses locaux de Norristown. Le site de la société fut classé comme zone à problème en raison de la contamination des eaux souterraines par du trichloroéthène et d'autres composés organiques volatils.

Intérieur de l'usine de Norristown (février 2012), nouveau bâtiment construit dans les années 1980

MOS Technology

Extérieur de l'usine de Norristown (février 2012)

En 1999, GMT Microelectronics annonça un chiffre d'affaires de 21 millions de dollars et disposait de 183 salariés. Malgré cela, en 2001, l'EPA ferma l'usine. GMT Microelectronics cessa ses activités et abandonna tous ses actifs du site de Commodore Semiconductor Group.

C'est ainsi que se termina l'histoire de MOS Technology, une société intimement liée à Commodore. Elles ont vécues ensemble, elles sont mortes ensemble.

Anecdotes

Environ deux milliards de processeurs 65C02 (variante du 6502 de Western Design Center) furent produits. Ils équipent toutes sortes d'appareils, des téléphones cellulaires aux fourneaux de cuisine.
Au contraire, le 6501 n'a été produit qu'en quantité infime.
L'une des broches du 6502 se nomme SO (Set Overflow). Son vrai nom est en fait Sam Orgill, le chien de l'ingénieur Rod Orgill qui travailla dessus.
Diverses sociétés construisirent des processeurs 6502 sous licence comme Rockwell International avec son R6500, Synertek avec son SY6502, ou encore Mitsubishi.
Dans l'ex-bloc de l'Est, le fabricant bulgare KMT-Pravets construisit une puce sans licence du nom de CM630P.
Ce CM630P fut utilisé dans les clones d'Apple II de la série Pravets-8.
Au Japon, le 6502 fut cloné par Ricoh, sous le nom de RP2A03, pour Nintendo.
Sur une photo montrant Steve Jobs et Steve Wozniak sur un Apple II, on remarque une affiche des entrailles du 6502 en arrière-plan.

Principaux produits de MOS Technology/CGS

Ordinateurs : KIM-1, TIM.
Puces pour calculatrices : 2523, 2529.
Processeurs : 4510, 6501, 6502, 65CE02, 6503, 6504, 6505, 6506, 6507, 6508, 6509, 6510, 6512, 6513, 6514, 6515, 7501, 8500, 8501, 8502.
Peripheral Interface Adapter (PIA) : 6520.
Versatile Interface Adapter (VIA) : 6522.
Tri-Port Interface (TPI) : 6523, 6525.
Complex Interface Adapter (CIA) : 6526, 8520, 8521.
Single Port Interface Adapter (SPIA) : 6529.
ROM-RAM-I/O Timer (RRIOT) : 6530.
RAM-I/O Timer (RIOT) : 6532.
ROM : 1784, 6540, 6541, 8005, 8314.
CRT Controller (CRTC) : 6545.
Asynchronous Communications Interface Adapter (ACIA) : 6551, 8551.
Video Interface Chip (VIC) : 6560, 6561, 6562, 6564, 6566, 6567, 6569, 6570, 6572, 6573, 8562, 8564, 8565, 8566.
Sound Interface Device (SID) : 6581, 6582, 8580.
Text Editing Device (TED) : 7360, 8360.
Address Generator Unit (Agnus) : 8361, 8367, 8370, 8371, 8372, 8375.
Display Encoder (Denise) : 4702, 4705, 8362, 8373.
Port Audio UART and Logic (Paula) : 8364.
Address Generator Unit (Alice) : 8374.
Video Display Controller (VDC) : 8563, 8568.
Clock generator : 8701.
Programmable Logic Array (PLA) : 8721.
Memory Management Unit (MMU) : 8722.
RAM Expansion Controller (REC) : 8726.
Direct Memory Access (DMA) : 8727.
Contrôleur de bus : 5721, 5731.
Mémoire : 6102, 6550.
Processeur pour clavier : 6570, 6571.
Hardware Protection Device (HPD) : 6702.
Gate Array (GA) : 6503.
Field Programmable Logic Array (FPLA) : 8700.

Sources

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