Motorola 68060 - Motorola 68060

MC68060RC50.jpg
Motorola MC68060RC50
Informacje ogólne
Wystrzelony 1994
Zaprojektowany przez Motorola
Wydajność
Maks. Częstotliwość taktowania procesora 50 MHz do 75 MHz; przetaktowany do 133 MHz 
Architektura i klasyfikacja
Podanie Komputery stacjonarne i systemy wbudowane
Zestaw instrukcji Seria Motorola 68000
Produkty, modele, warianty
Warianty
Historia
Poprzednik Motorola 68040
Następca PowerPC
Mikroprocesor Motorola 68EC060

Motorola 68060 ( „ sześćdziesiąt osiem-oh-sześćdziesiąt ”) jest 32-bitowy mikroprocesor z Motorola wydany w roku 1994. Jest następcą MC68040 i jest najwyższym członkiem wykonywania z serii 68000 . Wyprodukowano dwie pochodne, 68LC060 i 68EC060 .

Architektura

Aby uzyskać więcej informacji na temat zestawu instrukcji i architektury, zobacz Seria Motorola 68000 .

Istnieje wersja LC (Low-Cost), bez FPU i EC (Embedded Controller), bez MMU i FPU. Projekt 68060 był prowadzony przez Joe Circello.

68060 dzieli większość cech architektonicznych z P5 Pentium . Oba mają bardzo podobną konfigurację superskalarnego podwójnego potoku instrukcji w kolejności oraz dekoder instrukcji, który przed wykonaniem dzieli złożone instrukcje na prostsze. Jednak znacząca różnica polega na tym, że 68060 FPU nie jest potokowy i dlatego jest do trzech razy wolniejszy niż Pentium w zastosowaniach zmiennoprzecinkowych. W przeciwieństwie do tego, mnożenie liczb całkowitych i instrukcje przesuwania bitów są znacznie szybsze w 68060. 68060 ma możliwość wykonywania prostych instrukcji w jednostce generowania adresu (AGU), a tym samym dostarcza wynik dwa cykle przed jednostką ALU . Podczas opracowywania 68060 przeanalizowano duże ilości komercyjnego skompilowanego kodu pod kątem wskazówek, które instrukcje byłyby najlepszymi kandydatami do optymalizacji wydajności.

W przeciwieństwie do Pentium, 68060 może działać lepiej na kodzie mieszanym; Dekoder Pentium nie może wydać instrukcji FP przy każdej okazji i stąd jednostka FPU nie jest superskalarna, jak były ALU. Jeśli niepotokowa jednostka FPU 68060 może przyjąć instrukcję, może ją wydać dekoder. Oznacza to, że optymalizacja dla 68060 jest łatwiejsza: żadne reguły nie uniemożliwiają wydawania instrukcji FP, gdy jest to wygodne dla programisty, poza dobrze zrozumianymi opóźnieniami instrukcji. Jednak przy odpowiednio zoptymalizowanym i zaplanowanym kodzie, FPU Pentium jest w stanie podwoić taktowanie przepustowości zegara FPU 68060.

68060 jest ostatnim rozwiązaniem z rodziny 68000 do użytku ogólnego, porzuconym na rzecz układów PowerPC . Był używany w niektórych późnych modelach komputerów Amiga i kartach akceleratorów Amiga, a także w niektórych klonach Atari ST i płytach akceleratorów Falcon (CT60/CT63/CT60e, z których ta ostatnia została stworzona w 2015 r.) oraz w bardzo późnych modelach Alpha Microsystems. komputery wieloużytkownikowe przed migracją do x86, ale Apple Inc. i świat Unixa przeniosły się na różne platformy RISC , zanim 68060 był dostępny. 68060 został wprowadzony na 50 MHz w procesie produkcyjnym firmy Motorola 0,6 µm. Kilka lat później skurczono go do 0,42 µm, a częstotliwość taktowania podniesiono do 66 MHz i 75 MHz. Niektórym użytkownikom udało się przetaktować rev6. 68060 procesorów (maska: 71E41J) do 120 lub 133 MHz.

Trwają prace nad podstawowym rdzeniem, przeznaczonym dla systemów wbudowanych. Tutaj są one połączone z wieloma interfejsami peryferyjnymi , aby zmniejszyć ogólną złożoność i wymagania dotyczące zasilania projektu. Szereg chipów, każdy z różnymi zestawami interfejsów, jest sprzedawanych pod nazwami ColdFire i DragonBall .

Historia

Numery modeli z parzystą cyfrą przedostatnią (68000, 680 2 0, 680 4 0, 680 6 0) zostały zarezerwowane dla głównych zmian w architekturze rdzenia 680x0. Numery modeli z nieparzystą cyfrą od drugiej do ostatniej (680 1 0, 680 3 0) były zarezerwowane dla ulepszeń architektury poprzedniego układu. Nr 68050 lub 68070 został kiedykolwiek wyprodukowany przez Motorolę.

Na przykład Motorola 68010 (i niejasny 68012 ) to 68000 z ulepszeniami instrukcji pętli i możliwością zawieszenia, a następnie kontynuowania instrukcji w przypadku błędu strony, umożliwiając korzystanie z pamięci wirtualnej z odpowiednim sprzętem MMU . Nie przeprowadzono jednak żadnych gruntownych remontów głównej architektury. Podobnie Motorola 68030 reprezentuje ulepszenie procesu w stosunku do 68020 z MMU i małą pamięcią podręczną danych (256 bajtów) przemieszczoną na chipie. 68030 został wydany w prędkości do 50 MHz.

Przeskok z 68000/68010 na 68020/68030 oznacza jednak gruntowny remont, z niezliczonymi indywidualnymi zmianami.

Zanim 68060 był w produkcji, Motorola zrezygnowała z rozwoju rodziny 68000 na rzecz PowerPC . 68060 to ostatni procesor z rodziny 68000 firmy Motorola.

Firma Signetics (Philips) wyprodukowała wariant oparty na 68000, który nieco myląco nazwali 68070 . Zawiera nieznacznie ulepszony procesor 68000, proste MMU na chipie i kontroler magistrali I²C . Pojawił się na długo przed 68060 i był używany głównie jako wbudowany procesor w niektórych produktach elektroniki użytkowej, zwłaszcza konsolach CD-i .

Stosowanie

InFFiNiT !, Max! i Maxine! Seria generatorów znaków telewizyjnych wykorzystuje 68060 jako główny procesor. Te generatory znaków były stałym elementem wielu stacji afiliacyjnych amerykańskich sieci telewizyjnych.

W komputerach stacjonarnych 68060 jest używany w niektórych wariantach Amigi 4000T produkowanej przez Amiga Technologies i jest dostępny jako aktualizacja innej firmy dla innych modeli Amigi. Jest również używany w nieliniowym systemie wideo Amiga clone DraCo .

Q60 przedłużyła Sinclair QL konstrukcję podobnie od najwolniejszego początku do ostatecznego tempa możliwościom 68k Architecture; te płyty główne oparte na 68060 — 66 MHz dla pełnej 68060 lub opcja bez FPU 68LC060 podkręcona do 80 MHz — są ponad 100 razy szybsze niż Sinclair QL przy pracy z tymi samymi systemami operacyjnymi.

68060 był używany w dużych biurowych systemach PBX Nortel Meridian 1 Option 51, 61 i 81 , zasilając płyty procesorów rdzeniowych CP3 i CP4. Para tych płyt, z których każda ma 68060, może być użyta do uczynienia PBX odpornym na błędy. Była to logiczna aplikacja, ponieważ poprzednie rdzenie Meridian 1 wykorzystywały inne układy Motoroli. Nortel później zmienił architekturę, aby używać procesorów Intel.

Wieloprotokołowy router Motorola Vanguard 6560 wykorzystuje procesor 50 MHz 68EC060.

Systemy Motorola MVME -17x i Force Computer SYS68K VMEbus używają procesora 68060.

Warianty

68EC060

68EC060 to wersja mikroprocesora Motorola 68060, przeznaczona dla wbudowanych kontrolerów (EC). Różni się od 68060 tym, że nie ma ani FPU, ani MMU. Dzięki temu jest tańszy i pobiera mniej energii.

68LC060

68LC060 to tania wersja mikroprocesora Motorola 68060 bez FPU. To sprawia, że ​​jest tańszy i pobiera mniej energii.

Tabela funkcji

Wariant MMU FPU Maksymalna częstotliwość
68060 tak tak 75 MHz lub 133 MHz przetaktowany
68 LC 060 tak Nie 75 MHz lub 133 MHz przetaktowany
68 WE 060 Nie Nie 75 MHz lub 133 MHz przetaktowany

Dane techniczne

Częstotliwość taktowania procesora Oficjalnie: 50, 66, 75 MHz

Przetaktowany: 66 (rev1-2), 80 (rev3-4), 110, 120 i 133 MHz (rev5-6)

Napięcie zasilające
  • Vrdzeń 3,3 V
  • We/Wy 5 V
Temperatura -40 °C .. 70 °C ( 85 °C z aktualną maską)
Rodzina logiki Statyczny CMOS
Proces produkcji CMOS 0,6 μm i później 0,42 μm
Nośnik wiórów PGA 206 (kompatybilny z 68040 ), TBGA 304 31*31*1.7P1.27
Szyna adresowa 32-bitowy
Magistrala danych 32-bitowy
Zestaw instrukcji CISC
Pamięć podręczna
  • 8 KB DCache ( 4-kierunkowy skojarzony )
  • 8 KB ICache (skojarzenie 4-kierunkowe )
  • 96-bajtowy bufor instrukcji FIFO
  • 256 Wejściowa pamięć podręczna oddziałów
  • 64-wejściowy bufor ATC* MMU (4-drożny asocjacyjny)
Zarejestrować
  • 10 dla operacji adresowych (7 gen., 2 stosy, 1 szt.)
  • 8 dla operacji na danych
  • 1 dla flag procesora (rejestr stanu)
Tranzystory ~2 500 000
Wydajność
  • ~88 MIPS przy 66 MHz
  • ~110 MIPS przy 75 MHz
  • ~36 MFlops @ 66 MHz
  • ~160 MIPS przy 120 MHz
  • ~177 MIPS przy 133 MHz (szacunkowo)

ATC = pamięć podręczna tłumaczeń adresów

Bibliografia

  1. ^ „Witamy na forum Natami / Amiga” . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2011-06-13 . Źródło 13.06.2011 .
  2. ^ „68060 Masken i podróbki” . Pobrano 11.08.2017 .
  3. ^ B c Anderson, A. John (1994). Podstawy techniki komputerowej . CRC Prasa. P. 70. Numer ISBN 978-0-412-59810-4. Źródło 2009-05-18 .
  4. ^ „motorola.com.cn - Motorola, Przewodnik wyboru standardowego wbudowanego kontrolera, kwartał 4 2001” (PDF) . Zarchiwizowane z oryginału (PDF) w dniu 2004-12-10 . Źródło 2010-11-29 .
  5. ^ „Witamy na forum Natami / Amiga” . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2011-06-13 . Źródło 13.06.2011 .
  6. ^ „68060 Masken i podróbki” . Pobrano 11.08.2017 .
  7. ^ "Microsoft, Intel ustalił plan telekomunikacyjny z Nortel, HP - 15 marca 1999" . pieniądze.cnn.com . Źródło 2018-05-12 .
  8. ^ amiga.resource.cx - Baza danych sprzętu Amigi, Amiga 4000T
  9. ^ amiga.resource.cx - Baza danych sprzętu Amigi, DraCo (68060@50/66 ≤128M)
  10. ^ Płyty główne oparte na 68060 dla Linuksa i Qdos
  11. ^ Qdos klasyczny
  12. ^ Port Linux Q60
  13. ^ Qdos dla Amigi 68000..68060
  14. ^ „Sieci Intel i Nortel, aby umożliwić sieci nowej generacji” . newsroom.intel.com . Źródło 2019-10-10 .
  15. ^ „Witamy na forum Natami / Amiga” . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2011-06-13 . Źródło 13.06.2011 .

Zewnętrzne linki