Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для модели железных дорог масштаба см X масштаб .

XScale - это микроархитектура для центральных процессоров, изначально разработанная Intel и реализующая набор инструкций архитектуры ARM (версия 5) . XScale состоит из нескольких отдельных семейств: IXP, IXC, IOP, PXA и CE (подробнее см. Ниже), а некоторые более поздние модели разработаны как SoC . Intel продала семейство PXA к Marvell Technology Group в июне 2006 года [1] Marvell затем расширила бренд включать процессоры с другими микроархитектура , как ARM «s Cortex .

Архитектура XScale основана на ARMv5TE ISA без инструкций с плавающей запятой . XScale использует семь-сценические целый и восьмилетний сценический ПАМЯТЬ супер- конвейерной микроархитектуру . Он является преемником линейки микропроцессоров и микроконтроллеров Intel StrongARM , которые Intel приобрела у подразделения Digital Semiconductor компании DEC в рамках урегулирования судебного процесса между двумя компаниями. Intel использовала StrongARM для замены устаревшей линейки устаревших RISC- процессоров i860 и i960 .

Все поколения XScale являются 32-разрядными процессорами ARMv5TE , изготовленные с процессом 0,18 мкм или 0,13 мкм (как в IXP43x части) и имеют 32  Кбайтов данных кэша и кэш команд 32 Кб. Многоядерные процессоры XScale первого и второго поколений также имеют мини-кэш данных размером 2 КБ (утверждается, что он «позволяет избежать« перегрузки »D-Cache из-за частого изменения потоков данных» [2] ). Продукты на базе XScale 3-го поколения имеют унифицированный кэш L2 объемом до 512 КБ. [3]

Семейства процессоров [ править ]

Ядро XScale используется в ряде семейств микроконтроллеров производства Intel и Marvell:

  • Процессоры приложений (с префиксом PXA). Существует четыре поколения процессоров приложений XScale, описанных ниже: PXA210 / PXA25x, PXA26x, PXA27x и PXA3xx.
  • Процессоры ввода-вывода (с префиксом IOP).
  • Сетевые процессоры (с префиксом IXP).
  • Процессоры уровня управления (с префиксом IXC).
  • Процессоры бытовой электроники (с приставкой CE).

Существуют также автономные процессоры: 80200 и 80219 (ориентированные в первую очередь на приложения PCI ).

PXA [ править ]

Продукты PXA System on a Chip (SoC) были разработаны в Остине, штат Техас. Кодовые названия для этой линейки продуктов - небольшие городки в Техасе, в основном рядом с объектами для охоты на оленей, которые часто посещают маркетинговая группа Intel XScale Core и мобильных телефонов SoC.

Дата выходаКодовое имяТип ARMFabРазмерСчетчик булавокТактовые частоты
PXA21x и PXA26x
PXA210Февраль 2002 г.-Ядро ARMv5 XScale1 [4]13x13 мм [5]255-контактный T-PBGA133 МГц и 200 МГц
PXA250Котулла17x17 мм [5]256-контактный PBGA200  МГц , 300 МГц и 400 МГц [6]
PXA255Март 2003 г.
PXA26x
PXA260Март 2003 г.DalhartЯдро ARMv5 XScale1 [7]200  МГц , 300 МГц и 400 МГц
PXA261
PXA263
PXA27x
PXA270Апрель 2004 г.BulverdeARMv5 XScale2 ядро312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц
PXA27113, 104, 208 МГц или 416 МГц
PXA272312 МГц, 416 МГц или 520 МГц
PXA3xx
PXA300Август 2005 г.МонахансARMv5 XScale3 ядро
PXA310806 МГц
PXA320
PXA90x
PXA90x130 нм
PXA93x
PXA930ТаворARMv5 XScale3 ядро65 нм
PXA93545 нм
PXA95x
PXA955ARMv7


PXA210 / PXA25x [ править ]

Intel PXA255

PXA210 был XScale начального уровня Intel, предназначенным для приложений мобильных телефонов. Он был выпущен вместе с PXA250 в феврале 2002 года и имеет тактовую частоту 133 МГц и 200 МГц.

Семейство PXA25x (под кодовым названием Cotulla ) состоит из PXA250 и PXA255. PXA250 был первым поколением процессоров XScale от Intel. На выбор было три тактовых частоты : 200  МГц , 300 МГц и 400 МГц. Он вышел в феврале 2002 года. В марте 2003 года версия C0 PXA250 была переименована в PXA255. Основными отличиями были удвоенная скорость внутренней шины (от 100 МГц до 200 МГц) для более быстрой передачи данных, более низкое напряжение ядра (всего 1,3 В при 400 МГц) для более низкого энергопотребления и функция обратной записи для кеша данных, отсутствие которой сильно сказывалось на снижение производительности PXA250.

Основные функции Intel XScale:

  • ARMv5TE
  • Большой палец руки
  • ARM DSP
  • L1 32-килобайтный кэш данных и инструкций

PXA26x [ править ]

Семейство PXA26x (под кодовым названием Dalhart ) состоит из PXA260 и PXA261-PXA263. PXA260 - это автономный процессор, работающий на той же частоте, что и PXA25x, но имеет корпус TPBGA, который примерно на 53% меньше, чем корпус PBGA PXA25x. PXA261-PXA263 такие же, как PXA260, но имеют память Intel StrataFlash, установленную поверх процессора в том же корпусе; 16 МБ 16-разрядной памяти в PXA261, 32 МБ 16-разрядной памяти в PXA262 и 32 МБ 32-разрядной памяти в PXA263. Семейство PXA26x было выпущено в марте 2003 года.

PXA27x [ править ]

Intel PXA270 с 624 МГц

Семейство PXA27x (под кодовым названием Bulverde ) состоит из процессоров PXA270 и PXA271-PXA272. Эта ревизия является огромным обновлением семейства процессоров XScale. PXA270 работает на четырех различных частотах: 312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц и является автономным процессором без упакованной памяти. PXA271 может работать с тактовой частотой 13, 104, 208 МГц или 416 МГц и имеет 32 МБ 16-разрядной стековой памяти StrataFlash и 32 МБ 16-разрядной SDRAM в одном пакете. PXA272 может работать с тактовой частотой 312 МГц, 416 МГц или 520 МГц и имеет 64 МБ 32-разрядной стековой памяти StrataFlash.

Intel также добавила много новых технологий в семейство PXA27x, таких как:

  • SpeedStep : операционная система может снижать частоту процессора в зависимости от нагрузки для экономии энергии.
  • Wireless MMX (под кодовым названием Concan ; «iwMMXt»): 43 новых инструкции SIMD, содержащих полный набор инструкций MMX и целочисленные инструкции из набора инструкций Intel SSE вместе с некоторыми инструкциями, уникальными для XScale. Wireless MMX предоставляет 16 дополнительных 64-битных регистров, которые можно рассматривать как массив из двух 32-битных слов , четырех 16-битных полуслов или восьми 8-битных байтов . Затем ядро ​​XScale может выполнять до восьми добавлений или четырех MAC-адресов параллельно за один цикл. Эта возможность используется для повышения скорости декодирования и кодирования мультимедиа и в играх.
  • Дополнительные периферийные устройства , такие как интерфейс USB-Host и интерфейс камеры.
  • Внутреннее ОЗУ 256 КБ для снижения энергопотребления и задержки.

Семейство PXA27x было выпущено в апреле 2004 года Вместе с семьей PXA27x Intel выпустила 2700G встроенных графический сопроцессор .

PXA3xx [ править ]

SODIMM-модуль Toradex Colibri XScale Monahans PXA290 (Прототип SODIMM-модуля Marvell PXA320)

В августе 2005 года Intel объявила о преемнике Bulverde под кодовым названием Monahans .

Они продемонстрировали его способность воспроизводить закодированное видео высокой четкости на экране КПК.

Новый процессор был показан с тактовой частотой 1,25 ГГц, но Intel заявила, что он предлагает увеличение производительности только на 25% (800  MIPS для процессора PXA270 с тактовой частотой 624 МГц по сравнению с 1000 MIPS для процессора Monahans 1,25 ГГц ). Анонсированный преемник графического процессора 2700G под кодовым названием Stanwood был отменен. sd особенности Stanwood интегрированы в Monahans . Для дополнительных графических возможностей Intel рекомендует чипы сторонних производителей, такие как семейство чипов Nvidia GoForce .

В ноябре 2006 года Marvell Semiconductor официально представила семейство Monahans как Marvell PXA320, PXA300 и PXA310. [8] PXA320 в настоящее время поставляется в больших объемах и может масштабироваться до 806 МГц. PXA300 и PXA310 обеспечивают производительность, «масштабируемую до 624 МГц», и программно совместимы с PXA320.

PXA90x [ править ]

PXA90x был выпущен Marvell и сочетает в себе ядро ​​XScale с коммуникационным модулем GSM / CDMA. [9] PXA90x построен с использованием процесса 130 нм. [10]

PXA16x [ править ]

PXA168 System On Module по tianyeit.com

PXA16x - это процессор, разработанный Marvell, сочетающий ранее разработанные Intel компоненты PXA SoC с новым ядром процессора ARMv5TE под названием Mohawk или PJ1 из семейства Marvell Sheeva вместо использования wdc Xscale или ARM. Ядро ЦП является производным от ядра Feroceon, используемого во встроенной линейке продуктов Marvell Kirkwood , но расширено для совместимости на уровне инструкций с XScale IWMMX.

PXA16x обеспечивает высокую производительность по доступной цене для чувствительных к стоимости потребительских и встраиваемых рынков, таких как цифровые фоторамки, электронные ридеры, дисплеи с пользовательским интерфейсом (UI) многофункциональных принтеров, интерактивные VoIP-телефоны, IP-камеры наблюдения и гаджеты для управления домом. [11]

PXA930 / 935 [ править ]

Серии процессоров PXA930 и PXA935 были снова построены с использованием микроархитектуры Sheeva, разработанной Marvell, но обновленной до совместимости с набором инструкций ARMv7. [12] Это ядро ​​представляет собой так называемую трехъядерную архитектуру [13] под кодовым названием Tavor; Трехъядерный означает, что он поддерживает наборы инструкций ARMv5TE, ARMv6 и ARMv7. [13] [14] Эта новая архитектура была значительным шагом вперед по сравнению со старой архитектурой Xscale. PXA930 использует технологию 65 нм [15], в то время как PXA935 построен с использованием процесса 45 нм. [14]

PXA930 используется в BlackBerry Bold 9700.

PXA940 [ править ]

Мало что известно о PXA940, хотя известно, что он совместим с ARM Cortex-A8 . [16] Он используется в BlackBerry Torch 9800 [17] [18] и построен с использованием технологии 45 нм.

PXA986 / PXA988 [ редактировать ]

После XScale и Sheeva в PXA98x используется конструкция третьего ядра ЦП, на этот раз лицензированная непосредственно от ARM, в виде двухъядерных прикладных процессоров Cortex A9 [19], используемых в таких устройствах, как Samsung Galaxy Tab 3 7.0 . [20]

PXA1088 [ править ]

Это четырехъядерный процессор приложений Cortex A7 с графическим процессором Vivante . [21]

IXC [ править ]

IXC1100 [ править ]

Процессор IXC1100 имеет тактовые частоты 266, 400 и 533 МГц, шину 133 МГц, 32 КБ кэша инструкций, 32 КБ кэша данных и 2 КБ кэша мини-данных. Он также рассчитан на низкое энергопотребление - 2,4 Вт при 533 МГц. Чип поставляется в корпусе PBGA 35 мм.

IOP [ править ]

Линия процессоров IOP предназначена для того, чтобы компьютеры и устройства хранения могли передавать данные и повышать производительность за счет разгрузки функций ввода-вывода с основного ЦП устройства. Процессоры IOP3XX основаны на архитектуре XScale и предназначены для замены более старых чипов семейства 80219 sd и i960. В настоящее время доступно десять различных процессоров IOP: IOP303, IOP310, IOP315, IOP321, IOP331, IOP332, IOP333, IOP341, IOP342 и IOP348. Тактовые частоты колеблются от 100 МГц до 1,2 ГГц. Процессоры также различаются по типу шины PCI, скорости шины PCI, типу памяти, максимально допустимому объему памяти и количеству ядер процессора.

Сетевой процессор IXP [ править ]

Ядро XScale используется во втором поколении линейки сетевых процессоров Intel IXP, а в первом поколении используются ядра StrongARM. Семейство сетевых процессоров IXP варьируется от решений, предназначенных для сетевых приложений малых и средних офисов, IXP4XX, до высокопроизводительных сетевых процессоров, таких как IXP2850, способных поддерживать скорость линии до OC-192 . В устройствах IXP4XX ядро ​​XScale используется как процессор уровня управления и данных, обеспечивая как управление системой, так и обработку данных. Задача XScale в устройствах IXP2XXX обычно состоит в том, чтобы обеспечить только функциональность плоскости управления, при этом обработка данных выполняется микродвигателями , примеры таких задач плоскости управления включают обновления таблицы маршрутизации, управление микродвигателем, управление памятью.

CE [ править ]

В апреле 2007 года Intel анонсировала процессор на базе XScale, предназначенный для рынков бытовой электроники , Intel CE 2110 (кодовое название Olo River). [22]

Приложения [ править ]

Микропроцессоры XScale можно найти в таких продуктах, как популярный КПК RIM BlackBerry , семейство карманных компьютеров Dell Axim , большинство карманных компьютеров Zire , Treo и Tungsten от Palm , более поздние версии Sharp Zaurus , Motorola A780 , Acer n50. , Compaq iPaq 3900 series и многие другие КПК . Он используется в качестве основного процессора в настольном компьютере Iyonix PC под управлением ОС RISC и NSLU2 (Slug) под управлением одной из разновидностей Linux.. XScale также используется в таких устройствах, как PVP (портативные видеоплееры), PMC (портативные медиацентры), включая портативный медиаплеер Creative Zen и устройство чтения электронных книг Amazon Kindle , а также в промышленных встроенных системах. На другом конце рынка процессоры ввода-вывода XScale IOP33x Storage используются в некоторых серверных платформах на базе Intel Xeon .

Продажа линейки процессоров PXA [ править ]

27 июня 2006 г. было объявлено о продаже активов мобильных процессоров Intel XScale PXA. Intel согласилась продать бизнес XScale PXA компании Marvell Technology Group примерно за 600 миллионов долларов наличными с принятием на себя неуказанных обязательств. Этот шаг был направлен на то, чтобы позволить Intel сосредоточить свои ресурсы на своих основных отраслях x86 и серверов. Marvell имеет лицензию на полную архитектуру для ARM, что позволяет ей разрабатывать микросхемы для реализации набора инструкций ARM, а не только лицензировать ядро ​​процессора. [23]

Приобретение было завершено 9 ноября 2006 года. Ожидалось, что Intel продолжит производство процессоров XScale до тех пор, пока Marvell не получит другие производственные мощности, и продолжит производство и продажу процессоров IXP и IOP, поскольку они не были частью сделки. [24]

Работа над XScale в Intel была инициирована покупкой подразделения StrongARM у Digital Equipment Corporation в 1998 году. [25] Intel по-прежнему владеет лицензией ARM даже после продажи XScale; [25] эта лицензия находится на архитектурном уровне. [26]

См. Также [ править ]

  • Manitoba - система на кристалле с процессорным ядром XScale
  • RedBoot - загрузчик с открытым исходным кодом, стандартная загрузочная прошивка, поставляемая с платами XScale
  • OMAP - конкурирующая линейка процессоров от Texas Instruments
  • Список систем Qualcomm Snapdragon на кристалле - Qualcomm
  • Exynos - Samsung
  • Сравнение ядер ARMv7-A - ARM

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Marvell покупает портативный процессор Intel за 600 миллионов долларов» . EETimes .
  2. ^ "Intel Microarchitecture XScale" (PDF) .
  3. ^ "Руководство разработчика микроархитектуры Intel XScale (R) 3-го поколения" (PDF) . Май 2007. Архивировано из оригинального (PDF) 25 февраля 2008 года.
  4. ^ "ARM Marvell SoC - Документация ядра Linux" . www.kernel.org . Проверено 27 января 2021 .
  5. ^ a b "Техническое описание процессоров PXA210, pdf - прикладные процессоры. Эквивалент, каталог" . datasheetspdf.com . Проверено 27 января 2021 .
  6. ^ 01net. «Intel XScale, не процессор плюс возможность для КПК» . 01net (на французском языке) . Проверено 27 января 2021 .
  7. ^ "Документация / arm / Marvell / README · 15a48d6f42683f0d53b131b824c18a7bf84978b1 · ARM / NXP / i.MX6 / BSP8 / release / linux-4-14-secoboards-imx6-rel" . GitLab . Проверено 27 января 2021 .
  8. ^ «Marvell представляет процессоры приложений нового поколения» (пресс-релиз). Марвелл . 29 ноября 2006 года в архив с оригинала на 16 декабря 2009 года.
  9. ^ "Страница продукта Marvell Communications Processors" . Архивировано из оригинального 25 ноября 2009 года.
  10. ^ Процессор приложений Intel XScale PXA900 (Hermon) с техническим описанием модема | Список ЦП . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013.
  11. ^ "Страница продукта процессоров Marvell ARMADA 100" . Архивировано из оригинального 16 апреля 2010 года.
  12. ^ (на голландском) Google Vertalen . Translate.google.nl. Проверено 2 августа 2013.
  13. ^ a b «Marvell расширяет возможности массового рынка TD-SCDMA OPhones с чипсетом PXA920» (пресс-релиз). Марвелл. 8 сентября 2009 года архивации с оригинала на 3 июня 2010 года.
  14. ^ a b Прикладной процессор Marvell PXA935 (Tavor-P65) с техническим описанием модема | Список ЦП . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013.
  15. ^ Прикладной процессор Marvell PXA930 (Tavor-MG1) с описанием модема | Список ЦП . PDAdb.net (25 февраля 2012 г.). Проверено 2 августа 2013.
  16. ^ [1]
  17. ^ Blackberry Torch 9800 - Teardown: TechInsights . Ubmtechinsights.com (2012-10-25). Проверено 2 августа 2013.
  18. ^ «BlackBerry Torch - Front» . Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 12 ноября 2010 года .
  19. ^ Фингас, Джон. (2012-08-14) Чипы Marvell PXA988, PXA986 поддерживают 3G для Китая, мира без изобретения колеса (или телефона) . Engadget.com. Проверено 2 августа 2013.
  20. ^ Samsung Galaxy Tab 3 работает на процессоре Marvell PXA986 . Убергизмо. Проверено 2 августа 2013.
  21. ^ Горман, Майкл. (2013-02-19) Marvell анонсирует четырехъядерный процессор PXA1088 для мобильных телефонов и планшетов . Engadget.com. Проверено 2 августа 2013.
  22. ^ "Процессор Intel System-On-A-Chip Media обеспечивает новое поколение устройств бытовой электроники" .
  23. ^ «О микроархитектуре Intel XScale» . Архивировано из оригинала 2 августа 2009 года.
  24. ^ «Intel отказывается от процессоров для мобильных телефонов» . Архивировано из оригинала на 2012-09-08.
  25. ^ a b «Intel продает бизнес XScale компании Marvell за 600 миллионов долларов» .
  26. ^ AMD переходит в серверный бизнес ARM . Forbes. Проверено 2 августа 2013.

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор технологии Intel XScale
  • Наборы инструментов IXP4XX
  • Память Intel StrataFlash
  • Краткое описание высокопроизводительного процессора Marvell PXA168
  • Оптимизированный код Linux для микроархитектуры Intel XScale