A Motorola 88100 avagy MC88100 egy a Motorola által kifejlesztett mikroprocesszor, ami a 88000 RISC típusú utasításkészlet-architektúrát valósítja meg. Az MC88100 jelű processzort 1988-ban mutatták be, a 88000-es architektúra első implementációjaként. Ezt követte a Motorola 88110 (MC88110) az 1990-es évek elején.

A mikroprocesszor Harvard-architektúrájú, külön sínekkel csatlakozik a program- és adatmemóriákhoz. Belső felépítésében több külön végrehajtóegységgel rendelkezik: egy futószalagos fixpontos egysége van, a lebegőpontos egységében külön futószalagokkal kiépített összeadó és szorzóegység található, amelyekben az összeadó futószalag 5, a szorzó futószalag 6 fokozatú, külön egységek kezelik az adatsínt és az utasítássínt, valamint a regiszterfájlt. Legfeljebb egy utasítást ad ki órajelciklusonként. A különálló MC88200 integrált áramkör opcionálisan hozzáadhat egy első szintű gyorsítótárat és egy lapozó rendszerű memóriakezelő egységet. Egy átlagos MC88100-as rendszer jellemzően két ilyen eszközt használ, egyet-egyet az utasítások és az adatok számára, és további MC88200-asokat lehet hozzáadni a gyorsítótárak méretének növeléséhez.

Ezt a particionált rendszert kifejezetten a rendszer rugalmasságának biztosítására alakították ki, mivel így könnyen változtatható a gyorsítótár mennyisége az ár függvényében. A gyakorlatban ezek a további csipek több helyet foglaltak az áramköri lapon és az MC88200-ak és az MC88200 közötti sínek bonyolultabbá tették és megdrágították a kialakítható rendszert.

Az MC88100 tranzisztort tartalmaz, az MC88200 pedig tranzisztort. Mindkettőt a Motorola gyártotta saját -es nagy sűrűségű CMOS (HCMOS) folyamatával.

Az MC88100 végül üzletileg nem lett sikeres. Ennek több oka volt, beleértve MC88200-as vezérlők használatának követelményét a használati esetek többségében, de leginkább annak volt köszönhető, hogy a Motorola volt a szállítója az igen sikeres 68000 családnak. A 68000-as részleg a 88000-est konkurenciának tekintette, és elérték, hogy az MC88100-ast a sorozatgyártású alkatrészhez képest elfogadhatatlanul magas áron kínálja a cég. Az alkatrész mégis megtalálta a felhasználási területét a csúcskategóriás beágyazott termékek piacán, a Motorola saját számítógépeiben és más cégek nagyszámítógépeiben, például a Data General gépeiben és a Unisys S-8400 Unix szerverekben.

Tervezés Fizikai jellemzői A processzor 20, 25 és 33 MHz-es változatokban készült. Tokozása × ( × ), 180 lábú kerámia PGA. Fogyasztása -en. Architektúra Jellemzői: egy ciklusos végrehajtás az egész, logikai, bitmező-, elágazás és tárolás műveletekre 51 utasítás, 7 adattípus finomszemcsés párhuzamosság 4 teljesen független végrehajtó egység 5 konkurens futószalaggal a végrehajtás hardveresen szinkronizált eredménytábla-regiszterrel (scoreboard register) 32 általános célú regiszter egyszeres és kétszeres pontosságú IEEE 754 lebegőpontos kompatibilitás (egyes műveletek végrehajtása 1 órajelciklus) teljes 32 bites kombinációs szorzó külön adat- és utasítás-memóriaportok, Harvard sínstruktúra, amely egyidejű hozzáférést biztosít az alábbiakhoz: 30 bites adat-címsín 32 bites adatsín 30 bites utasítás-címsín (32 bites szóhatár-címzés) 32 bites utasítássín (rögzített 32 bites utasításhossz) futószalagos betöltő és tároló műveletek (max. 80 Mbyte/s 20 MHz-en) funkcionális redundancia hibafelismerés választható big-endian vagy little-endian bájtsorrend az összetett utasításszekvenciákat optimalizáló fordító állítja elő az architektúra bővíthető speciális funkcionális egységekkel (SFU) az L1 gyorsítótár a CPU-n kívül helyezkedik el, elérését a 88200/88204 jelű gyorsítótár- és memóriakezelő egységek (CMMU-k) biztosítják

A 88200 CMMU két, egyenként 4 GiB méretű logikai címteret biztosít, egyet a felhasználói, egyet a felügyelői (supervisor) szintekhez. A gyorsítótár négyutas csoport-asszociatív fizikai tár, mérete 16 KiB. A gyorsítótárak külön hozzárendelhetők az utasítássínhez és az adatsínhez. A 88204 CMMU 64 KiB méretű gyorsítótárat biztosít. A 88200/88204 csipek szintén HCMOS eljárással készültek.

Programozási modell és regiszterkészlet Az MC88100 programozási modellje és regiszterkészlete figyelemre méltóan hasonlít a DLX (továbbá a RISC-V) alapú CPU-khoz, 32 általános célú regiszterrel, melyből 31 írható, és 51 utasítással, amelyek mindegyike tetszőlegesen hozzáfér a 32 általános célú regiszter bármelyikéhez. Regiszterek + Az MC88100 regiszterei+ Általános célú regiszterek R0 Nulla regiszter(Csak olvasható regiszter, értéke nulla) R1 Szubrutin visszatérési mutató R2...R9 Hívott procedúra paraméterregiszterei R10...R13 Hívott procedúra ideiglenes regiszterei R14...R25 Hívott procedúra foglalt regiszterei R26...R29 Linker (hivatkozás-regiszterek) R30 Veremkeret-mutató (Frame Pointer) R31 Veremmutató

Az MC88100 összesen 64 felhasználó által hozzáférhető regiszterrel rendelkezik, melyek közül 32 vezérlőregiszter, és legfeljebb 6 regiszterhez férhet hozzá egyidejűleg (4 olvasás, 2 írás). Az általános regiszterek tényleges használatát a processzor nem kényszeríti ki minden regiszter esetén, az R1-et kivéve, amelyet visszatérési címként használ.

Megjegyzések

Jegyzetek

Fordítás

Források

További információk – információk a Motorola 68000 (m68k) és 88000 (m88k) platformokról

Kapcsolódó szócikkek

Kategória:Motorola mikroprocesszorok Kategória:Szuperskalár mikroprocesszorok