Az EnCore mikroprocesszor család egy kompakt 32 bites RISC utasításkészlet-architektúra megvalósítása – az Edinburghi Egyetem Informatikai Iskolájában működő PASTA Research Group fejlesztése. Az EnCore mikroprocesszor család legfontosabb jellemzői a következők: 5 fokozatú utasítás-futószalag osztályában a legmagasabb működési frekvencia a legalacsonyabb dinamikus energiafogyasztás – a flip-flopok 99%-a automatikusan órajel-kapuzott, tipikus szintetizáló eszközöket használ a legtöbb nem-memória műveletnek egyciklusos latenciája van és legfeljebb egy betöltési késleltetési rés a gyorsítótár-architektúrák könnyű konfigurálhatósága kompakt alapvető utasításkészlet-architektúra (ISA), amely szabadon keverhető 16- és 32 bites kódolású utasításokat tartalmaz, ezáltal nagyobb kódsűrűség érhető el a 16- és 32 bites kódolású utasítások közötti átkapcsolásnak nincs többletköltsége (nem jár ciklusveszteséggel v. lassulással)
Az EnCore teszt-csipeket az Edinburgh-környéki hegyekről nevezték el, az elsőt éppen a Calton hegyről, amelyik közülük a legalacsonyabb (46 m).
EnCore Calton
Az EnCore processzor első szilíciumcsipes megvalósítása a Calton kódnevű teszt-csip volt, amelyet 130 nm-es generikus CMOS eljárással készítettek, szabványos ASIC előállítási lépéseket alkalmazva (design flow).
130 nm-es technológiával előállított EnCore processzor, az alapkonfigurációt barrel shifter (eltolási kombinációs hálózat, gyors léptetőregiszter) és szorzóegység egészíti ki, 32 általános célú regiszterrel. A processzor mellett sín-interfészt és rendszerfunkciókat is tartalmaz. 8 KiB közvetlen leképezésű utasítás- és adat-gyorsítótárat tartalmaz. A teljes egylapkás rendszer felületű csipterületet foglal, 75%-os kitöltöttséggel. A csip energiafogyasztása 25 mW 250 MHz-en. Az első minták 375 MHz fölötti sebességeken is működtek, tipikus feszültségen és hőmérsékleten. EnCore Castle
A kiterjesztett EnCore processzor második szilíciumcsipes megvalósítása a Castle kódnevű tesztcsip volt, amelyet 90 nm-es generikus CMOS folyamattal készítettek. Ez a csip is az Edinburgh-környéki hegyek által ihletett elnevezést kapott: a Castle az a sziklaszirt, amelyen az Edinburgh-i vár épült (nem pedig Stephen King fiktív városa).
A Castle csip az EnCore processzor kiterjesztett verziója; 32 KiB 4-utas csoport-asszociatív utasítás-gyorsítótára, és szintén 32 KiB 4-utas csoport-asszociatív adat-gyorsítótára van. Kialakítása egy egylapkás rendszeren (SoC) történt, amelyben megtalálható még egy általános 32 bites memóriainterfész, a megszakítási, óra- és reset-jelek kezelői mellett.
90 nm-es megvalósítás, általános csipgyártó-könyvtárakon alapul, 9 fémréteget tartalmaz. A teljes csip lapkaterületet foglal, mérete . Ezen rajta van az alap CPU, a konfigurálható adatfolyam-gyorsító (Configurable Flow Accelerator, CFA) kiterjesztő logikája, két 32 KiB méretű gyorsítótár és a csipen kívüli interfészek. Tervezett üzemi feszültsége 0,9V – 1,1V között van, 2,5V LVCMOS I/O jelszinttel. 68 csatlakozós keramikus LCC tokozásba kerül. Első mintái elérték a 600 MHz-es órajelet. A csip energiafogyasztása 70 mW 600 MHz-en, tipikus körülmények között. A teljes tervezési folyamat (design flow) az RTL-től a GDSII-ig bezárólag a PASTA tervezőcsapat műve. A végeredmény egy saját fejlesztésű tervezési folyamaton alapul, Synopsys Design Compiler használatával a topológiai szintézishez, és az IC Compiler-rel az automatizált place-and-route számításához. A kialakításban a flip-flopok több mint 97%-a automatikusan óra-kapuzott a logikai szintézis alatt. Az LVS és DRC ellenőrzéseket a Mentor Graphics Calibre programjával végezték.
Jegyzetek
Fordítás
Források További információk Kapcsolódó szócikkek
Kategória:Mikroprocesszorok