Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Intel «s i960 (или 80960 ) был RISC -На микропроцессор дизайн , который стал популярным в начале 1990 - х годов в качестве встроенного микроконтроллера . Он стал самым продаваемым процессором в этом сегменте наряду с конкурирующим AMD 29000 . [2] Несмотря на свой успех, Intel прекратила продавать i960 в конце 1990-х годов в результате соглашения с DEC, по которому Intel получила права на производство CPU StrongARM . Процессор по-прежнему используется для нескольких военных приложений.

Происхождение [ править ]

Intel N80960SA (пакет PLCC)
Intel GC80960RD66 (корпус BGA)
Intel GC80960RN, sSpec: SL3YW, корпус BGA
Intel FC80960HD66 (пакет PQFP)

Разработка i960 была начата в ответ на провал разработки Intel iAPX 432 в начале 1980-х годов. IAPX 432 предназначался для непосредственной поддержки языков высокого уровня , который поддерживается маркированными , защищенные , сборщик мусора памяти , такая как Ada и Lisp -в оборудования. Из-за сложности набора команд, многочиповой реализации и недостатков конструкции iAPX 432 был очень медленным по сравнению с другими процессорами своего времени.

В 1984 году Intel и Siemens начали совместный проект, получивший в конечном итоге название BiiN , по созданию высокопроизводительной отказоустойчивой объектно-ориентированной компьютерной системы, полностью запрограммированной на языке Ada . Многие из первоначальных членов команды i432 присоединились к этому проекту, хотя новый ведущий архитектор, Гленфорд Майерс , был привлечен из IBM . Предполагаемым рынком для систем BiiN были пользователи компьютеров с высокой надежностью, такие как банки, промышленные системы и атомные электростанции.

Основным вкладом Intel в систему BiiN стала новая конструкция процессора, на которую повлияли концепции защищенной памяти i432. Новый дизайн должен был включать ряд функций для повышения производительности и устранения проблем, которые привели к падению i432. Первые 960 процессоров вошли в завершающую стадию проектирования, известную как заклейка лентой , в октябре 1985 года и были отправлены на производство в том же месяце, а первые рабочие чипы появились в конце 1985 и начале 1986 годов.

Усилия BiiN в конечном итоге потерпели неудачу из-за рыночных сил, и 960MX остался без использования. Майерс попытался спасти проект, выделив несколько подмножеств полной архитектуры возможностей, созданных для системы BiiN. Он пытался убедить руководство Intel продвигать i960 (тогда еще известный как «P7») в качестве процессора общего назначения вместо Intel 80286 и i386 (которые были записаны в том же месяце, что и первый i960). а также развивающийся рынок RISC для систем Unix , включая предложение Стиву Джобсу для использования в системе NeXT . Конкуренция внутри и вне Intel исходила не только от лагеря i386, но и от i860.процессор, еще один дизайн процессора RISC, появившийся в Intel в то время [ сомнительно ] [ необходима цитата ] . Майерсу не удалось убедить руководство Intel поддерживать i960 в качестве универсального процессора или процессора Unix, но этот чип нашел готовый рынок в ранних высокопроизводительных 32-разрядных встроенных системах.

Ведущим архитектором i960 был специалист по суперскалярности Фред Поллак, который также был ведущим инженером Intel iAPX 432 и ведущим архитектором процессора i686, Pentium Pro . [3]

Архитектура [ править ]

Чтобы избежать проблем с производительностью, которые преследовали i432, центральная архитектура набора команд i960 была построена на основе RISC, которая была полностью реализована только в i960MX. Подсистема памяти имела ширину 33 бита - для размещения 32-битного слова и бита «тега» для реализации аппаратной защиты памяти. Во многих отношениях i960 следовал оригинальному дизайну Berkeley RISC , особенно в использовании окон регистров - зависящего от реализации количества кэшей для регистров подпрограмм, что позволяло выполнять быстрые вызовы подпрограмм. Конкурирующий дизайн Стэнфордского университета , MIPS, не использовал эту систему, вместо этого полагаясь на компилятор для генерации оптимального вызова подпрограммы и кода возврата. Как и большинство 32-битных проектов, i960 имеет плоское 32-битное пространство памяти без сегментации памяти , за исключением i960MX, который может поддерживать до 2 26 «объектов», каждый размером до 2 32 байтов. [4] Архитектура i960 также предполагала суперскалярную реализацию с одновременной отправкой инструкций более чем одному блоку в процессоре.

Варианты i960 [ править ]

80960MX, 80960MC [ редактировать ]

«Полный» i960MX никогда не выпускался для невоенного рынка, но в остальном идентичный i960MC использовался во встроенных приложениях высокого класса. I960MC включает все функции исходной системы BiiN; но они просто не упоминались в спецификациях, что привело к некоторым [ кто? ], чтобы задаться вопросом, почему i960MC был таким большим и имел столько контактов с надписью «нет подключения».

80960KA, 80960KB [ править ]

Версия ядра RISC без управления памятью или FPU стала i960KA, а ядро ​​RISC с FPU стало i960KB. Однако версии были идентичны внутренне - различалась только маркировка. Это означало, что процессоры были намного больше, чем необходимо для «фактически поддерживаемых» наборов функций, и, как следствие, были более дорогими в производстве, чем они должны были быть.

I960KA стал успешным недорогим 32-битным процессором для рынка лазерных принтеров, а также для ранних графических терминалов и других встраиваемых приложений. Его успех окупился для будущих поколений, у которых не было сложной подсистемы памяти.

80960CA, 80960CF [ редактировать ]

I960CA, впервые анонсированный в июле 1989 года, был первой чистой RISC-реализацией архитектуры i960. В нем было недавно разработанное суперскалярное ядро ​​RISC и добавлен необычный адресный кэш на кристалле, но в нем отсутствовали FPU и MMU, поскольку он был предназначен для высокопроизводительных встроенных приложений. I960CA широко рассматривается [ кем? ] был первым одночиповым суперскалярнымРеализация RISC. Серия C включала только один ALU, но могла одновременно отправлять и выполнять арифметическую инструкцию, обращение к памяти и инструкцию ветвления и поддерживать две инструкции за цикл при определенных обстоятельствах. Первые выпущенные версии работали на частоте 33 МГц, и Intel продвигала чип как способный к 66 MIPS. Микроархитектура i960CA была разработана в 1987–1988 годах и официально анонсирована 12 сентября 1989 года.

Позже, в мае 1992 года, появился i960CF, который включал в себя больший кэш инструкций (4 КБ вместо 1 КБ) и добавлял 1 КБ кэша данных, но все еще оставался без FPU или MMU.

80960Jx [ править ]

80960Jx - это процессор для встраиваемых приложений. Он имеет 32-битную мультиплексированную шину адреса / данных, кэш инструкций и данных, 1 КБ ОЗУ на кристалле, контроллер прерываний и два независимых 32-битных таймера. Возможности тестирования 80960Jx включают режим ONCE (внутрисхемная эмуляция) и граничное сканирование ( JTAG ).

80960VH [ править ]

Анонсированный в октябре 1998 года процессор i960VH Embedded-PCI имел 32-битную шину PCI 33 МГц и процессорное ядро ​​i960JT 100 МГц. Ядро также имело 16 КБ кэша инструкций, 4 КБ кэша данных и 1 КБ встроенной оперативной памяти. Среди других основных функций - два 32-битных таймера, программируемый контроллер прерываний, интерфейс I²C и двухканальный контроллер прямого доступа к памяти.

  • Die фотографии
  • Intel 80960MX

  • Intel 80960KA

  • Intel 80960SA

  • Intel 80960CA

  • Intel 80960CF

  • Intel 80960JA

  • Intel 80960HD

Конец разработки [ править ]

Intel попыталась поддержать i960 на рынке контроллеров устройств ввода-вывода стандартом I2O , но это не имело большого успеха, и работы по проектированию в конечном итоге были прекращены. К середине 1990-х его соотношение цена / производительность отставало от конкурирующих чипов более поздней разработки, и Intel так и не выпустила версию с пониженным энергопотреблением, которую можно было бы использовать в системах с батарейным питанием.

В 1990 году команда i960 была перенаправлена ​​на роль «второй команды», параллельно работающей над будущими реализациями i386, в частности над процессором P6, который позже стал Pentium Pro . Проект i960 был передан другой небольшой команде разработчиков, что, по сути, обеспечило конец его жизни в разработке.

Текущий статус [ править ]

Из-за высокой производительности при вычислении значений XOR процессоры i960, такие как i80303, часто используются в контроллерах для высокопроизводительных контроллеров с поддержкой RAID , SCSI- дисковых массивов, плат хост-адаптеров, а также цифрового оборудования / Compaq / Высокопроизводительные контроллеры HP SCSI и DSSI , а затем и Fibre Channel серии HSx, автономные RAID-контроллеры. [5] [6]

Микросхема i960RS также питает контроллер Adaptec AAR-2400A, который использует четыре обычных параллельных диска ATA для создания доступной отказоустойчивой системы хранения с защитой RAID-5 для небольших серверов и рабочих станций ПК.

I960 также использовался в некоторых коммутаторах Brocade Fibre Channel для работы операционной системы Fabric .

Архитектура i960 также используется в игровых автоматах . В настоящее время они находятся в семействе IGT Stepper S2000 и семействе видео i960. Он также использовался в качестве основного процессора знаменитой серии аркадных плат Sega Model 2 .

ВВС Индии «s HAL Tejas MMR (многорежимный радар) легкого боевого самолета называется использовать i960. HAL Tejas был принят на вооружение в 2015 году.

Сообщается, что Индийская организация космических исследований (ISRO) использует чип в своих бортовых компьютерах в своих ракетах-носителях.

Процессор i960 также используется в интерфейсных платах для автоматической радиолокационной печати (ARPA) в радарах от Kelvin Hughes .

Чип использовался на некоторых X-терминалах HP .

Некоторые контроллеры SATA RAID используют Intel 80303 IOP (Intelligent I / O Processor), который объединяет мост PCI-to-PCI, контроллер памяти и ядро ​​процессора 80960JT-100.

Чип использовался в широкополосном ADSL- модеме Alcatel-Lucent 1000 [7]

Ссылки [ править ]

  1. Смит, Тони (18 мая 2006 г.). «Intel обналичивает старые чипы» . Реестр . Проверено 24 января 2020 года .
  2. ^ Turley, Джим (11 января 2002). «Встроенные процессоры, часть первая» . PCMag.com . Проверено 8 сентября 2018 года .
  3. Перейти ↑ Dvorak, John C. (2008). «Что бы ни случилось с iAPX432 - чип мечты Intel» . Dvorak.org . Проверено 8 сентября 2018 года .
  4. ^ Справочное руководство по архитектуре ЦП BiiN (PDF) . BiiN. Июль 1998 г.
  5. ^ "На платформе Storageworks семинарные заметки" . Архивировано из оригинального 25 апреля 2012 года.
  6. ^ «Intel расширяет семейство строительных блоков ввода-вывода, включив в него интегрированный комплект для проектирования RAID, программное обеспечение и контроллер» (пресс-релиз). САНТА-КЛАРА, Калифорния: Intel . 19 января 2000 года. Архивировано 29 августа 2020 года . Проверено 29 августа 2020 года .
  7. ^ https://security.sdsc.edu/self-help/alcatel/1000ADSL.jpg Проверено 24 сентября 2018 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница i960 в Intel
  • Изображения и описания i960 на cpu-collection.de
  • Руководство по идентификатору Intel i960
  • Справочное руководство по архитектуре ЦП BiiN (описывает набор инструкций i960MX) , автор Рэндал Л. Шварц