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En 1975, Atari mantenía un grupo de desarrollo para la investigación de sistemas de videojuegos de última generación. Este grupo, denominado Cyan Engineering, estuvo trabajando durante algún tiempo en un prototipo llamado "Stella".
Los anteriores sistemas estaban basados en circuitos de configuración, lo que limitaba la cantidad de juegos que podían brindar. Stella, por el contrario, contaba con una CPU completa (6507) además de incluir 3 circuitos integrados más: el primero dedicado al manejo de gráficos y sonidos (TIA), el segundo encargado de suministrar memoria y control de entrada/salida (6532), y el último, un buffer CMOS estándar que en posteriores versiones fue eliminado.
La combinación de estos 4 circuitos integrados le otorgaba un enorme potencial al tiempo que permitía un abaratamiento de los costes de fabricación. Justamente una de las claves del éxito de la consola fue la contratación de Jay Miner, que logró comprimir en el TIA toda la funcionalidad de la placa del controlador de gráficos y sonidos del prototipo original.
Al principio el aparato no fue diseñado para utilizar cartuchos, pero la implementación de cartuchos falsos por parte de la Magnavox Odyssey (los mencionados circuitos de configuración) hizo reflexionar a los técnicos de Atari que era posible distribuir juegos mediante este método con solo añadir un conector de expansión a la consola.
En agosto de 1975, Fairchild Semiconductor lanzó al mercado la Channel F, la primera consola con cartuchos reales de juegos. Stella todavía no estaba lista para producción pero estaba claro que debería estarlo antes que apareciera una cantidad de productos similares que saturaran el mercado (algo que Atari ya estaba sufriendo con su otro producto, PONG). El problema era que no existía la financiación necesaria para finalizar el proyecto, ya que las ventas de los juegos PONG disminuían rápidamente. Fue entonces cuando Nolan Bushnell contactó con Warner Communications, y en 1976 vendió la compañía por 28 millones de dólares bajo la promesa de tener finalizada Stella tan pronto como fuera posible.
Una vez completo y probado el prototipo, y la consola estuvo finalmente lista para la venta, fue lanzada al mercado en 1977 con un coste final de desarrollo calculado en 100 millones de dólares.
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