SuperH (или SH) — название микропроцессорной и микроконтроллерной архитектуры, являющееся торговой маркой. В основе SuperH лежит 32-разрядная RISC-архитектура, используемая в большом количестве встраиваемых систем.
Процессорное ядро SuperH было разработано компанией Hitachi в начале 1990-х годов и к 1995-му стало 3-й архитектурой по количеству поставленных ядер. Многие микроконтроллеры и микропроцессоры основаны на этой архитектуре. Возможно, наиболее известным применением процессора SH7709 является КПК HP Jornada, работающий под управлением операционной системы Windows CE.
Hitachi разработала полную систему команд, общую для всех поколений процессорных ядер. Первоначально SH-1 и SH-2 использовались в игровой приставке Sega Saturn, а позже во многих других микроконтроллерах, применявшихся в различных встраиваемых системах. Например, в ПЛК DirectLogic от компании Koyo микропроцессоры поколения SH-1 используются в качестве основного. Эти ядра использовали 16-разрядную систему команд, при этом регистры и адреса были 32-разрядными, что обеспечивало превосходную плотность кода. Это было важно, так как в то время оперативная память была очень дорогой.
Несколькими годами позже было разработано ядро SH-3 путём расширения изначальных ядер, в основном за счёт использования другой концепции обработки прерываний, контроллера памяти и модифицированной концепции работы кеш-памяти. Ядро SH-3, имеющее расширенную систему команд, включающую команды цифровой обработки сигналов, называлось SH-3-DSP. С расширенными адресом для эффективной цифровой обработки сигналов и специальными аккумуляторами это ядро объединяло в себе функции RISC и DSP-процессоров. Подобная эволюция также произошла и с изначальным ядром SH-2, которое в этом случае получило название SH-DSP.
Следующим поколением стали процессоры с ядром SH-4. Они применялись в конце 1990-х годов, например, в игровом автомате [англ.], игровой приставке Sega Dreamcast и субноутбуке Compaq Aero 8000. Центральный RISC-процессор Hitachi SH-4 работал на частоте до 200 МГц. Среди основных особенностей архитектуры SH-4 можно назвать наличие двух вычислительных блоков с модулем суперскалярного ветвления и ещё одного параллельного блока вычислений для векторных операций с плавающей точкой.
Архитектура SH-5 подразумевала работу процессора в двух режимах. Первый из них — режим совместимости с SH-4 — носил название SHcompact, новый — SHmedia — режим использовал 32-битный набор команд, включавший SIMD-инструкции, и 64 64-битных регистра.
Очередной этап эволюции архитектуры прошел в 2003 году — когда на основе ядер SH-2 и SH-4 было разработано суперскалярное ядро нового поколения — SH-X.
На сегодняшний день[] поддержкой и развитием архитектуры, процессорного ядра и выпуском конечных продуктов на их основе занимается компания Renesas Electronics, образовавшаяся в результате слияния полупроводниковых подразделений компаний Hitachi и Mitsubishi.
Существует инициатива (при участии Renesas) по созданию открытых процессорных ядер с архитектурой SH, в частности ядра J2 для FPGA и ASIC (исходный код опубликован в 2015 году). Последние патенты на SH2 истекли в 2014 году, а на SH4 – в 2016 году. Для платформы реализованы различные компиляторы и подготовлена версия ОС μClinux.
Примечания
- Michael Slater. The microprocessor today (англ.) 32-44. IEEE Micro 16.6 (декабрь 1996). — «Figure 1 Unit shipments of leading 32- and 64-bit architectures». Дата обращения: 26 декабря 2015. 4 марта 2016 года.
- A. Hasegawa, I. Kawasaki, K. Yamada, S. Yoshioka, S. Kawasaki, and P. Biswas, “SH3: High code density, low power,” IEEE Micro, vol. 15, no. 6, pp. 11–19, 1995.
- Архивированная копия . Дата обращения: 26 декабря 2015. 26 декабря 2015 года.
- Biswas, Prasenjit, et al. "Sh-5: the 64 bit superh architecture." Micro, IEEE 20.4 (2000): 28-39. pdf 4 марта 2016 года.
- Arakawa, Fumio. "SH-5: a first 64-bit SuperH core with multimedia extension." HOT Chips 13 Conference Record. 2001. Дата обращения: 26 декабря 2015. 5 марта 2016 года.
- Arakawa, Fumio, et al. "SH-X: an embedded processor core for consumer appliances." ACM SIGARCH Computer Architecture News. Vol. 33. No. 3. ACM, 2004.
- J Cores (англ.). Open Processor Foundation. Дата обращения: 26 декабря 2015. 12 января 2016 года.
- Nathan Willis (2015-06-10). "Resurrecting the SuperH architecture". LWN, LinuxCon Japan. 26 декабря 2015. Дата обращения: 26 декабря 2015.
- "Neues Leben für die SuperH-Architektur" (нем.). Pro-linux.de. 2015-06-12. 26 декабря 2015. Дата обращения: 26 декабря 2015.
- The Project: An Open Platform от 5 марта 2016 на Wayback Machine / Open Processor Foundation, 2015
- Rob Landley, and Shumpei Kawasaki, Turtlesall the Way Down: Running Linuxon Open Hardware от 4 марта 2016 на Wayback Machine / LinuxCon Japan
- Resurrecting the SuperH architecture от 26 декабря 2015 на Wayback Machine на LWN.net (англ.)
Ссылки
- SuperH RISC engine Family - Семейство SuperH на сайте Renesas (англ.)
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер
SuperH ili SH nazvanie mikroprocessornoj i mikrokontrollernoj arhitektury yavlyayusheesya torgovoj markoj V osnove SuperH lezhit 32 razryadnaya RISC arhitektura ispolzuemaya v bolshom kolichestve vstraivaemyh sistem SH 4 SH7091 Processornoe yadro SuperH bylo razrabotano kompaniej Hitachi v nachale 1990 h godov i k 1995 mu stalo 3 j arhitekturoj po kolichestvu postavlennyh yader Mnogie mikrokontrollery i mikroprocessory osnovany na etoj arhitekture Vozmozhno naibolee izvestnym primeneniem processora SH7709 yavlyaetsya KPK HP Jornada rabotayushij pod upravleniem operacionnoj sistemy Windows CE Hitachi razrabotala polnuyu sistemu komand obshuyu dlya vseh pokolenij processornyh yader Pervonachalno SH 1 i SH 2 ispolzovalis v igrovoj pristavke Sega Saturn a pozzhe vo mnogih drugih mikrokontrollerah primenyavshihsya v razlichnyh vstraivaemyh sistemah Naprimer v PLK DirectLogic ot kompanii Koyo mikroprocessory pokoleniya SH 1 ispolzuyutsya v kachestve osnovnogo Eti yadra ispolzovali 16 razryadnuyu sistemu komand pri etom registry i adresa byli 32 razryadnymi chto obespechivalo prevoshodnuyu plotnost koda Eto bylo vazhno tak kak v to vremya operativnaya pamyat byla ochen dorogoj Neskolkimi godami pozzhe bylo razrabotano yadro SH 3 putyom rasshireniya iznachalnyh yader v osnovnom za schyot ispolzovaniya drugoj koncepcii obrabotki preryvanij kontrollera pamyati i modificirovannoj koncepcii raboty kesh pamyati Yadro SH 3 imeyushee rasshirennuyu sistemu komand vklyuchayushuyu komandy cifrovoj obrabotki signalov nazyvalos SH 3 DSP S rasshirennymi adresom dlya effektivnoj cifrovoj obrabotki signalov i specialnymi akkumulyatorami eto yadro obedinyalo v sebe funkcii RISC i DSP processorov Podobnaya evolyuciya takzhe proizoshla i s iznachalnym yadrom SH 2 kotoroe v etom sluchae poluchilo nazvanie SH DSP Sleduyushim pokoleniem stali processory s yadrom SH 4 Oni primenyalis v konce 1990 h godov naprimer v igrovom avtomate angl igrovoj pristavke Sega Dreamcast i subnoutbuke Compaq Aero 8000 Centralnyj RISC processor Hitachi SH 4 rabotal na chastote do 200 MGc Sredi osnovnyh osobennostej arhitektury SH 4 mozhno nazvat nalichie dvuh vychislitelnyh blokov s modulem superskalyarnogo vetvleniya i eshyo odnogo parallelnogo bloka vychislenij dlya vektornyh operacij s plavayushej tochkoj Arhitektura SH 5 podrazumevala rabotu processora v dvuh rezhimah Pervyj iz nih rezhim sovmestimosti s SH 4 nosil nazvanie SHcompact novyj SHmedia rezhim ispolzoval 32 bitnyj nabor komand vklyuchavshij SIMD instrukcii i 64 64 bitnyh registra Ocherednoj etap evolyucii arhitektury proshel v 2003 godu kogda na osnove yader SH 2 i SH 4 bylo razrabotano superskalyarnoe yadro novogo pokoleniya SH X Na segodnyashnij den kogda podderzhkoj i razvitiem arhitektury processornogo yadra i vypuskom konechnyh produktov na ih osnove zanimaetsya kompaniya Renesas Electronics obrazovavshayasya v rezultate sliyaniya poluprovodnikovyh podrazdelenij kompanij Hitachi i Mitsubishi Sushestvuet iniciativa pri uchastii Renesas po sozdaniyu otkrytyh processornyh yader s arhitekturoj SH v chastnosti yadra J2 dlya FPGA i ASIC ishodnyj kod opublikovan v 2015 godu Poslednie patenty na SH2 istekli v 2014 godu a na SH4 v 2016 godu Dlya platformy realizovany razlichnye kompilyatory i podgotovlena versiya OS mClinux PrimechaniyaMichael Slater The microprocessor today angl 32 44 IEEE Micro 16 6 dekabr 1996 Figure 1 Unit shipments of leading 32 and 64 bit architectures Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 4 marta 2016 goda A Hasegawa I Kawasaki K Yamada S Yoshioka S Kawasaki and P Biswas SH3 High code density low power IEEE Micro vol 15 no 6 pp 11 19 1995 Arhivirovannaya kopiya neopr Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 26 dekabrya 2015 goda Biswas Prasenjit et al Sh 5 the 64 bit superh architecture Micro IEEE 20 4 2000 28 39 pdf 4 marta 2016 goda Arakawa Fumio SH 5 a first 64 bit SuperH core with multimedia extension HOT Chips 13 Conference Record 2001 neopr Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 5 marta 2016 goda Arakawa Fumio et al SH X an embedded processor core for consumer appliances ACM SIGARCH Computer Architecture News Vol 33 No 3 ACM 2004 J Cores angl Open Processor Foundation Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 12 yanvarya 2016 goda Nathan Willis 2015 06 10 Resurrecting the SuperH architecture LWN LinuxCon Japan 26 dekabrya 2015 Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 Neues Leben fur die SuperH Architektur nem Pro linux de 2015 06 12 26 dekabrya 2015 Data obrasheniya 26 dekabrya 2015 The Project An Open Platform ot 5 marta 2016 na Wayback Machine Open Processor Foundation 2015 Rob Landley and Shumpei Kawasaki Turtlesall the Way Down Running Linuxon Open Hardware ot 4 marta 2016 na Wayback Machine LinuxCon Japan Resurrecting the SuperH architecture ot 26 dekabrya 2015 na Wayback Machine na LWN net angl SsylkiSuperH RISC engine Family Semejstvo SuperH na sajte Renesas angl