XScale
Ядро микропроцессора

XScale — это микроархитектура для центральных процессоров , изначально разработанная Intel , реализующая набор инструкций архитектуры ARM (версия 5) . XScale включает в себя несколько отдельных семейств: IXP, IXC, IOP, PXA и CE (подробнее см. ниже), а некоторые более поздние модели были разработаны как система на кристалле (SoC). Intel продала семейство PXA компании Marvell Technology Group в июне 2006 года. [1] Затем Marvell расширила бренд, включив в него процессоры с другими микроархитектурами , например, Cortex от Arm .

Архитектура XScale основана на ARMv5TE ISA без инструкций с плавающей точкой . XScale использует семиступенчатую целочисленную и восьмиступенчатую суперконвейерную микроархитектуру памяти . Она является преемником линейки микропроцессоров и микроконтроллеров Intel StrongARM , которую Intel приобрела у подразделения Digital Semiconductor компании DEC в рамках урегулирования судебного разбирательства между двумя компаниями. Intel использовала StrongARM для замены своей немощной линейки устаревших процессоров RISC i860 и i960 .

Все поколения XScale — это 32-битные процессоры ARMv5TE, изготовленные по 0,18 мкм или 0,13 мкм (как в деталях IXP43x) техпроцессу, имеющие  кэш данных объемом 32 КБ и кэш инструкций объемом 32 КБ. Многоядерные процессоры XScale первого и второго поколений также имеют мини-кэш данных объемом 2 КБ (заявляется, что он «избегает «перегрузки» D-кэша для часто меняющихся потоков данных» [2] ). Продукты на базе XScale третьего поколения имеют до 512 КБ унифицированного кэша L2. [3]

Семейства процессоров

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 плоскости управления (с префиксом IXC).
  • Процессоры бытовой электроники (с префиксом CE).

Существуют также отдельные процессоры: 80200 и 80219 (предназначенные в первую очередь для приложений PCI ).

ПХА

Продукты PXA System on a Chip (SoC) были разработаны в Остине, штат Техас. Кодовые названия для этой линейки продуктов — это небольшие города в Техасе, в основном около охотничьих угодий, которые часто посещала команда по маркетингу ядра Intel XScale и мобильных телефонов SoC. Продукты PXA System on a Chip были популярны на смартфонах и КПК (с Windows Mobile , Symbian OS , Palm OS ) в период с 2000 по 2006 год. [4]

Дата выпускаКодовое имяТип АРМПотрясающеРазмерКоличество контактовТактовые частоты
PXA21x и PXA26x
PXA210Февраль 2002 г.-Ядро ARMv5 XScale1 [5]13x13мм [6]255-контактный T-PBGA133 МГц и 200 МГц
PXA250Коттулла17x17мм [6]256-контактный PBGA200  МГц , 300 МГц и 400 МГц [7]
PXA255Март 2003 г.
PXA26x
PXA260Март 2003 г.ДалхартЯдро ARMv5 XScale1 [8]200  МГц , 300 МГц и 400 МГц
ПХА261
PXA263
PXA27x
PXA270Апрель 2004 г.БульвердеЯдро ARMv5 XScale2312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц
ПХА27113, 104, 208 МГц или 416 МГц
ПХА272312 МГц, 416 МГц или 520 МГц
PXA3xx
PXA300Август 2005 г.МонахансЯдро ARMv5 XScale3208 МГц, 624 МГц
PXA310624 МГц
PXA320806 МГц
PXA90x
PXA90x130 нм
PXA93x
PXA930ТаворЯдро ARMv5 XScale365 нм624 МГц, 1000 МГц
PXA93545 нм
PXA95x
PXA955ARMv7

PXA210/PXA25x

Intel PXA255

PXA210 был начальным уровнем XScale от Intel, ориентированным на приложения для мобильных телефонов . Он был выпущен вместе с PXA250 в феврале 2002 года и имел тактовую частоту 133 МГц и 200 МГц.

Семейство PXA25x (кодовое название Cotulla ) состоит из PXA250 и PXA255. PXA250 был первым поколением процессоров Intel XScale. Был выбор из трех тактовых частот : 200  МГц , 300 МГц и 400 МГц. Он вышел в феврале 2002 года. В марте 2003 года ревизия C0 PXA250 была переименована в PXA255. Основными отличиями были удвоенная внутренняя скорость шины (с 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 функциональность обратной записи для кэша данных, отсутствие которой серьезно снизило производительность PXA250.

Возможности ядра Intel XScale:

  • ARMv5TE
  • РУКА Большой палец
  • ARM-DSP-процессор
  • Кэш данных и инструкций L1 объемом 32 Кбайт

PXA26x

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

PXA27x

Intel PXA270 с 624 МГц

Семейство PXA27x (кодовое название Bulverde ) состоит из процессоров PXA270 и PXA271-PXA272. Эта ревизия является огромным обновлением семейства процессоров XScale. PXA270 работает на четырех различных скоростях: 312 МГц, 416 МГц, 520 МГц и 624 МГц и является автономным процессором без упакованной памяти. PXA271 может работать на частоте 13, 104, 208 МГц или 416 МГц и имеет 32 МБ 16-битной стековой памяти StrataFlash и 32 МБ 16-битной SDRAM в том же корпусе. PXA272 может работать на частоте 312 МГц, 416 МГц или 520 МГц и имеет 64 МБ 32-битной стековой памяти StrataFlash.

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

  • SpeedStep : операционная система может снижать тактовую частоту процессора в зависимости от нагрузки для экономии энергии.
  • Wireless MMX (кодовое название Concan ; "iwMMXt"): 43 новых инструкции SIMD , содержащие полный набор инструкций MMX и целочисленные инструкции из набора инструкций SSE от Intel , а также некоторые инструкции, уникальные 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 сложений или четырех MAC параллельно за один цикл. Эта возможность используется для повышения скорости декодирования и кодирования мультимедиа и игр.
  • Дополнительные периферийные устройства , такие как интерфейс USB-Host и интерфейс камеры.
  • Внутренняя SRAM-память объемом 256 КБ для снижения энергопотребления и задержек.

Семейство PXA27x было выпущено в апреле 2004 года. Вместе с семейством PXA27x компания Intel выпустила встроенный графический сопроцессор 2700G (кодовое название Marathon).

PXA3xx

Модуль Toradex Colibri XScale Monahans PXA290 SODIMM (прототип модуля Marvell PXA320 SODIMM)

В августе 2005 года Intel анонсировала преемника Bulverde под кодовым названием Monahans .

Они продемонстрировали возможность воспроизведения закодированного видео высокой четкости на экране КПК .

Новый процессор был показан с тактовой частотой 1,25 ГГц, но Intel заявила, что он обеспечивает только 25% прирост производительности (800  MIPS для процессора PXA270 с частотой 624 МГц против 1000 MIPS для Monahans с частотой 1,25 ГГц ). Анонсированный преемник графического процессора 2700G под кодовым названием Stanwood с тех пор был отменен. SD-функции Stanwood интегрированы в Monahans . Для дополнительных графических возможностей Intel рекомендует сторонние чипы, такие как семейство чипов Nvidia GoForce .

В ноябре 2006 года Marvell Semiconductor официально представила семейство Monahans под названиями Marvell PXA320, PXA300 и PXA310. [9] В настоящее время PXA320 поставляется в больших объемах и масштабируется до 806 МГц. PXA300 и PXA310 обеспечивают производительность, «масштабируемую до 624 МГц», и программно совместимы с PXA320.

PXA800F

Intel PXA800F под кодовым названием Manitoba был SoC, представленным Intel в 2003 году для использования в мобильных телефонах с поддержкой GSM и GPRS . Чип был построен на основе ядра процессора XScale, подобного которому использовалось в КПК, с тактовой частотой 312 МГц и производился по 0,13 мкм техпроцессу, с 4 МБ встроенной флэш-памяти и цифровым сигнальным процессором . [10]

Прототип платы с чипом был продемонстрирован во время Форума разработчиков Intel. [11] Intel отметила, что ведет переговоры с ведущими производителями мобильных телефонов, такими как Nokia , Motorola , Samsung , Siemens и Sony Ericsson , о включении Manitoba в их телефоны. [12]

O2 XM, выпущенный в 2005 году, был единственным мобильным телефоном с задокументированным использованием чипа Manitoba. [13] Руководитель Intel заявил, что версия чипа, используемая в телефоне, была переработана, чтобы быть менее дорогой, чем первоначальная. [14]

PXA90x

PXA90x, кодовое название Hermon , был преемником Manitoba с поддержкой 3G . PXA90x построен с использованием 130 нм процесса. [15] SoC продолжал продаваться Marvell, когда они приобрели бизнес Intel XScale. [16] [17]

PXA16x

Система на модуле PXA168 от tianyeit.com

PXA16x — это процессор, разработанный Marvell, объединяющий ранее разработанные Intel компоненты PXA SoC с новым ядром ЦП ARMv5TE под названием Mohawk или PJ1 из семейства Sheeva компании Marvell вместо использования дизайна wdc Xscale или ARM. Ядро ЦП получено из ядра Feroceon, используемого в линейке встроенных продуктов Kirkwood компании Marvell , но расширено для совместимости на уровне инструкций с XScale IWMMX.

PXA16x обеспечивает высокую производительность по цене массового рынка для чувствительных к стоимости потребителей и встраиваемых рынков, таких как цифровые фоторамки, электронные книги, дисплеи пользовательского интерфейса (UI) многофункциональных принтеров, интерактивные VoIP-телефоны, IP-камеры видеонаблюдения и гаджеты для управления домом. [18]

PXA930/935

Серии процессоров PXA930 и PXA935 были снова построены с использованием микроархитектуры Sheeva, разработанной Marvell, но обновленной до совместимости с набором инструкций ARMv7. [19] Это ядро ​​представляет собой так называемую трехъядерную архитектуру [20] под кодовым названием Tavor; трехъядерность означает, что она поддерживает наборы инструкций ARMv5TE, ARMv6 и ARMv7. [20] [21] Эта новая архитектура стала значительным шагом вперед по сравнению со старой архитектурой Xscale. PXA930 использует технологию 65 нм [22], в то время как PXA935 построен с использованием 45-нм процесса. [21]

PXA930 используется в BlackBerry Bold 9700 .

PXA940

О PXA940 известно немного, хотя известно, что он совместим с ARM Cortex-A8 . [23] Он используется в BlackBerry Torch 9800 [24] [25] и построен с использованием технологии 45 нм.

PXA986/PXA988

После XScale и Sheeva, PXA98x использует третью конструкцию ядра ЦП, на этот раз лицензированную непосредственно у ARM, в виде двухъядерных процессоров приложений Cortex A9 [26], используемых в таких устройствах, как Samsung Galaxy Tab 3 7.0 . [27]

PXA1088

Это четырехъядерный процессор Cortex A7 с графическим процессором Vivante . [28]

IXC

IXC1100

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

ВГД

Линейка процессоров IOP разработана для того, чтобы компьютеры и устройства хранения данных могли передавать данные и повышать производительность за счет разгрузки функциональности ввода-вывода с основного ЦП устройства. Процессоры IOP3XX основаны на архитектуре XScale и предназначены для замены старых семейств чипов 80219 sd и i960. В настоящее время доступно десять различных процессоров IOP: IOP303, IOP310, IOP315, IOP321, IOP331, IOP332, IOP333, IOP341, IOP342 и IOP348. Тактовая частота составляет 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

Intel XScale IXP425 SoC в керамическом корпусе

Ядро XScale используется во втором поколении линейки сетевых процессоров Intel IXP, тогда как в первом поколении использовались ядра StrongARM. Семейство сетевых процессоров IXP варьируется от решений, нацеленных на сетевые приложения малого/среднего офиса, IXP4XX, до высокопроизводительных сетевых процессоров, таких как IXP2850, способных поддерживать скорости линий до OC-192 . В устройствах IXP4XX ядро ​​XScale используется как процессор плоскости управления и данных, обеспечивая как управление системой, так и обработку данных. Задача XScale в устройствах IXP2XXX обычно заключается в предоставлении только функциональности плоскости управления, при этом обработка данных выполняется микродвижками , примерами таких задач плоскости управления являются обновления таблиц маршрутизации, управление микродвижками и управление памятью.

СЕ

В апреле 2007 года компания Intel анонсировала процессор на базе XScale, ориентированный на рынки потребительской электроники , Intel CE 2110 (кодовое название Olo River). [29]

Приложения

Микропроцессоры XScale можно найти в таких продуктах, как популярный карманный компьютер RIM BlackBerry , семейство карманных ПК Dell Axim , большинство линий карманных компьютеров Zire , Treo и Tungsten от Palm , более поздние версии Sharp Zaurus , Motorola A780 , Acer n50, серия Compaq iPaq 3900 и многие другие КПК . Он используется в качестве основного ЦП в настольном компьютере Iyonix PC, работающем под управлением RISC OS , и NSLU2 (Slug), работающем под управлением одной из форм Linux . XScale также используется в таких устройствах, как PVP (портативные видеоплееры), PMC (портативные медиацентры), включая Creative Zen Portable Media Player и Amazon Kindle E-Book reader, а также в промышленных встраиваемых системах. На другом конце рынка процессоры ввода-вывода для хранения данных XScale IOP33x используются в некоторых серверных платформах на базе Intel Xeon .

Продажа линейки процессоров PXA

27 июня 2006 года было объявлено о продаже активов Intel XScale PXA mobile processor. Intel согласилась продать бизнес XScale PXA компании Marvell Technology Group за предполагаемую сумму в 600 миллионов долларов наличными и принятие на себя неуказанных обязательств. Этот шаг был направлен на то, чтобы позволить Intel сосредоточить свои ресурсы на основных x86 и серверных бизнес-процессах. Marvell владеет полной лицензией на архитектуру ARM, что позволяет ей разрабатывать чипы для реализации набора инструкций ARM, а не просто лицензировать ядро ​​процессора. [30]

Приобретение было завершено 9 ноября 2006 года. Ожидалось, что Intel продолжит производство процессоров XScale до тех пор, пока Marvell не получит другие производственные мощности, а также продолжит производство и продажу процессоров IXP и IOP, поскольку они не были частью сделки. [31]

Работа над XScale в Intel началась с покупки подразделения StrongARM у Digital Equipment Corporation в 1998 году. [32] Intel по-прежнему владеет лицензией ARM даже после продажи XScale; [32] эта лицензия действует на архитектурном уровне. [33]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Marvell покупает процессорное подразделение Intel для карманных компьютеров за 600 миллионов долларов". EETimes .
  2. ^ «Микроархитектура Intel XScale» (PDF) .
  3. ^ "Руководство разработчика микроархитектуры Intel XScale(R) 3-го поколения" (PDF) . Май 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2008 г.
  4. ^ «Intel и Symbian предоставят платформу мобильных телефонов с поддержкой передачи данных». www.intel.com . Получено 13 октября 2024 г.
  5. ^ "ARM Marvell SoCs — Документация ядра Linux". www.kernel.org . Получено 27.01.2021 .
  6. ^ ab "PXA210 Processors Datasheet pdf - Application Processors. Equivalent, Catalog". datasheetspdf.com . Получено 2021-01-27 .
  7. ^ 01net (14 февраля 2002 г.). «Intel XScale, мощный процессор для КПК». 01net (на французском языке) . Проверено 27 января 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  8. ^ "Documentation/arm/Marvell/README · 15a48d6f42683f0d53b131b824c18a7bf84978b1 · ARM / NXP / i.MX6 / BSP8 / release / linux-4-14-secoboards-imx6-rel". GitLab . Получено 27.01.2021 .
  9. ^ "Marvell представляет процессоры приложений нового поколения" (пресс-релиз). Marvell . 29 ноября 2006 г. Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г.
  10. ^ "Intel анонсирует 'Wireless-Internet-On-A-Chip' для сотовых телефонов". Intel Newsroom . 2003-02-13. Архивировано из оригинала 2022-01-24 . Получено 2022-01-24 .
  11. ^ Кулиш, Ким (18.02.2003). «Intel демонстрирует чип Manitoba PXA800F для смартфонов класса «все в одном»...» Getty Images . Corbis . Получено 24.01.2022 .
  12. ^ Янг, Дуг (2003-02-13). «Intel запускает чип для сотового телефона, называет одобрения». Reuters .
  13. ^ Смит, Тони (2005-07-19). "O2 XM music phone: Intel Mobile Media Technology premieres". The Register . Архивировано из оригинала 2022-01-24 . Получено 2022-01-24 .
  14. ^ Krazit, Tom (2005-06-06). «O2 наконец-то дает Intel's Manitoba дом». PC World Australia . IDG News Service. Архивировано из оригинала 2022-01-24 . Получено 2022-01-24 .
  15. ^ Intel XScale PXA900 (Hermon) Application Processor with Modem Datasheet | CPUlist. PDAdb.net (2012-02-25). Получено 2013-08-02.
  16. ^ Голдштейн, Гарри (01.01.2005). «Intel Tries, Tries Again». IEEE Spectrum . Получено 24.01.2022 .
  17. ^ "Marvell представляет прикладные процессоры нового поколения для смартфонов, карманных компьютеров и потребительских электронных устройств". Marvell . 2006-11-29 . Получено 2022-01-24 .
  18. ^ "Страница продукта Marvell ARMADA 100 Processors". Архивировано из оригинала 16 апреля 2010 г.
  19. ^ (на голландском языке) Google Vertalen. Translate.google.nl. Проверено 2 августа 2013 г.
  20. ^ ab "Marvell Empowers Mass Market TD-SCDMA OPhones with PXA920 Chipset" (пресс-релиз). Marvell. 8 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2010 г.
  21. ^ ab Marvell PXA935 (Tavor-P65) Application Processor with Modem Datasheet | CPUlist. PDAdb.net (2012-02-25). Получено 2013-08-02.
  22. ^ Marvell PXA930 (Tavor-MG1) прикладной процессор с модемом Техническое описание | CPUlist. PDAdb.net (2012-02-25). Получено 2013-08-02.
  23. ^ "Marvell: История CPU". extranet.marvell.com . Архивировано из оригинала 3 августа 2010 . Получено 17 января 2022 .
  24. ^ Blackberry Torch 9800 — Разборка: TechInsights. Ubmtechinsights.com (2012-10-25). Получено 2013-08-02.
  25. ^ "BlackBerry Torch - Front". Архивировано из оригинала 17 июля 2011 г. Получено 12 ноября 2010 г.
  26. ^ Fingas, Jon. (2012-08-14) Чипы Marvell PXA988, PXA986 поддерживают 3G для Китая, мира без изобретения велосипеда (или телефона). Engadget.com. Получено 2013-08-02.
  27. ^ Samsung Galaxy Tab 3 работает на процессоре Marvell PXA986. Ubergizmo. Получено 2013-08-02.
  28. ^ Горман, Майкл. (2013-02-19) Marvell анонсирует четырехъядерный SoC PXA1088 для мобильных телефонов и планшетов. Engadget.com. Получено 2013-08-02.
  29. ^ «Система на кристалле Intel Media Processor обеспечивает работу нового поколения потребительских электронных устройств».
  30. ^ "О микроархитектуре Intel XScale". Архивировано из оригинала 2 августа 2009 г.
  31. ^ "Intel отказывается от процессоров для мобильных телефонов". Архивировано из оригинала 2012-09-08.
  32. ^ ab "Intel продает бизнес XScale компании Marvell за 600 миллионов долларов".
  33. ^ AMD выходит на рынок серверов ARM. Forbes. Получено 2 августа 2013 г.
  • Обзор технологии Intel XScale
  • Наборы инструментов IXP4XX
  • Память Intel StrataFlash
  • Краткое описание высокопроизводительного процессора Marvell PXA168
  • Оптимизированный код Linux для микроархитектуры Intel XScale
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=XScale&oldid=1250973122"