Superh

SuperH (sau SH ) este o marcă înregistrată pentru arhitectura microprocesorului și microcontrolerului . SuperH se bazează pe arhitectura RISC pe 32 de biți utilizată într-o mare varietate de sisteme încorporate .

Miezul procesorului SuperH a fost dezvoltat de Hitachi la începutul anilor 1990 și până în 1995 devenise a treia arhitectură în ceea ce privește numărul de nuclee livrate [1] . Multe microcontrolere și microprocesoare se bazează pe această arhitectură. Poate cea mai faimoasă aplicație a procesorului SH7709 este PDA-ul HP Jornada care rulează sistemul de operare Windows CE .

Hitachi a dezvoltat un set complet de instrucțiuni, comun tuturor generațiilor de nuclee de procesor. Inițial, SH-1 și SH-2 au fost folosite în consola de jocuri Sega Saturn , iar mai târziu în multe alte microcontrolere utilizate în diferite sisteme încorporate. De exemplu, PLC -ul DirectLogic de la Koyo folosește microprocesoare din generația SH-1 ca microprocesor principal. Aceste nuclee au folosit un set de instrucțiuni de 16 biți, registrele și adresele fiind de 32 de biți, oferind o densitate excelentă a codului [2] [3] . Acest lucru a fost important deoarece RAM era foarte scumpă la acea vreme.

Câțiva ani mai târziu, nucleul SH-3 a fost dezvoltat prin extinderea nucleelor ​​originale, în principal prin utilizarea unui concept diferit de gestionare a întreruperilor , a unui controler de memorie și a unui concept modificat de memorie cache . Nucleul SH-3, care avea un set extins de instrucțiuni care include instrucțiuni de procesare a semnalului digital , a fost numit SH-3-DSP. Cu adrese extinse pentru procesarea eficientă a semnalului digital și baterii speciale, acest nucleu a combinat funcțiile procesoarelor RISC și DSP . O evoluție similară a avut loc și cu miezul original SH-2, care în acest caz a fost denumit SH-DSP.

Următoarea generație au fost procesoarele cu nucleu SH-4. Ele au fost folosite la sfârșitul anilor 1990, de exemplu, în aparatele de slot Sega NAOMI , consola de jocuri Sega Dreamcast și subnotebook -ul Compaq Aero 8000. Procesorul central Hitachi SH-4 RISC rula la până la 200 MHz. Printre principalele caracteristici ale arhitecturii SH-4 se numără prezența a două unități de calcul cu un modul de ramificare superscalar și o altă unitate de calcul paralelă pentru operații vectoriale în virgulă mobilă.

Arhitectura SH-5 [4] presupunea funcționarea procesorului în două moduri. Primul dintre ele - modul de compatibilitate cu SH-4 - a fost numit SHcompact, cel nou - SHmedia - modul a folosit un set de instrucțiuni de 32 de biți, inclusiv instrucțiuni SIMD și 64 de registre pe 64 de biți [5] .

Următoarea etapă în evoluția arhitecturii a avut loc în 2003, când a fost dezvoltat un nucleu suprascalar de nouă generație, SH-X, pe baza nucleelor ​​SH-2 și SH-4 [6] .

Până în prezent, sprijinul și dezvoltarea arhitecturii, nucleului procesorului și lansarea produselor finale bazate pe acestea sunt realizate de Renesas Electronics , formată ca urmare a fuziunii diviziilor de semiconductori Hitachi și Mitsubishi .

Există o inițiativă (cu participarea Renesas) de a crea nuclee de procesoare deschise cu arhitectură SH, în special nucleul J2 pentru FPGA și ASIC (codul sursă publicat în 2015) [7] [8] [9] [10] . Ultimele brevete pentru SH2 au expirat în 2014, iar pentru SH4 în 2016 [11] . Pentru platformă au fost implementate diverse compilatoare și a fost pregătită o versiune a sistemului de operare μClinux . [12]

Note

1. ↑ Michael Slater. Microprocesorul de astăzi  (engleză) 32-44. IEEE Micro 16.6 (decembrie 1996). - „Figura 1 Livrări de unități ale arhitecturilor de top pe 32 și 64 de biți”. Data accesului: 26 decembrie 2015. Arhivat din original pe 4 martie 2016.
2. ↑ A. Hasegawa, I. Kawasaki, K. Yamada, S. Yoshioka, S. Kawasaki și P. Biswas, „SH3: High code density, low power”, IEEE Micro, vol. 15, nr. 6, pp. 11–19, 1995.
3. ↑ Copie arhivată . Data accesului: 26 decembrie 2015. Arhivat din original pe 26 decembrie 2015. (nedefinit)
4. ↑ Biswas, Prasenjit, et al. „Sh-5: arhitectura superh pe 64 de biți”. Micro, IEEE 20.4 (2000): 28-39. pdf Arhivat 4 martie 2016.
5. ↑ Arakawa, Fumio. „SH-5: un prim nucleu SuperH pe 64 de biți cu extensie multimedia.” Înregistrarea conferinței HOT Chips 13. 2001. . Data accesului: 26 decembrie 2015. Arhivat din original pe 5 martie 2016. (nedefinit)
6. ↑ Arakawa, Fumio, et al. „SH-X: un nucleu de procesor încorporat pentru dispozitivele de consum.” ACM SIGARCH Știri despre arhitectura calculatoarelor. Vol. 33. Nu. 3. ACM, 2004.
7. ↑ J  Cores . Open Processor Foundation. Consultat la 26 decembrie 2015. Arhivat din original la 12 ianuarie 2016.
8. ↑ Nathan Willis . Resurrecting the SuperH architecture , LWN, LinuxCon Japan (10 iunie 2015). Arhivat din original pe 26 decembrie 2015. Preluat la 26 decembrie 2015.
9. ↑ Neues Leben für die SuperH-Architektur  (germană) , Pro-linux.de (12 iunie 2015). Arhivat din original pe 26 decembrie 2015. Preluat la 26 decembrie 2015.
10. ↑ The Project: An Open Platform Arhivat 5 martie 2016 la Wayback Machine / Open Processor Foundation, 2015
11. ↑ Rob Landley și Shumpei Kawasaki, Turtles all the Way Down: Running Linux on Open Hardware Arhivat 4 martie 2016 la Wayback Machine / LinuxCon Japan
12. ↑ Resurrecting the SuperH architecture Arhivat 26 decembrie 2015 la Wayback Machine pe LWN.net  

Link -uri

• Familia de motoare SuperH RISC - familia SuperH pe site-ul Renesas