Intel i960 - Intel i960
 Intel i960HA-Mikroprozessor
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| Allgemeine Information | |
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| Gestartet | 1984 |
| Abgesetzt | 2007 |
| Gängige Hersteller | |
| Performance | |
| max. CPU- Taktrate | 10 MHz bis 100 MHz |
| Physikalische Spezifikationen | |
| Kerne | |
Intel ‚s i960 (oder 80960 ) war ein RISC basierende Mikroprozessor - Design , das in den frühen 1990er Jahren als populär wurde Embedded Mikrocontroller . Es wurde zu einer meistverkauften CPU in diesem Segment, zusammen mit dem konkurrierenden AMD 29000 . Trotz seines Erfolgs stellte Intel Ende der 1990er Jahre die Vermarktung des i960 ein, als Ergebnis einer Einigung mit DEC, durch die Intel die Rechte zur Produktion der StrongARM- CPU erhielt. Der Prozessor wird weiterhin für einige militärische Anwendungen verwendet.
Ursprung
Das i960-Design wurde als Reaktion auf das Scheitern des iAPX 432- Designs von Intel Anfang der 1980er Jahre begonnen. Der iAPX 432 sollte High-Level-Sprachen, die Tagged , Protected , Garbage-Collection- Speicher wie Ada und Lisp unterstützen, in der Hardware direkt unterstützen . Aufgrund seiner Komplexität des Befehlssatzes, seiner Multi-Chip-Implementierung und Designfehlern war der iAPX 432 im Vergleich zu anderen Prozessoren seiner Zeit sehr langsam.
1984 starteten Intel und Siemens ein gemeinsames Projekt, das schließlich BiiN genannt wurde, um ein High-End-, fehlertolerantes, objektorientiertes Computersystem zu schaffen, das vollständig in Ada programmiert wurde . Viele der ursprünglichen i432-Teammitglieder schlossen sich diesem Projekt an, obwohl ein neuer leitender Architekt, Glenford Myers , von IBM hinzugezogen wurde . Der beabsichtigte Markt für die BiiN-Systeme waren Benutzer von Computern mit hoher Zuverlässigkeit wie Banken, Industriesysteme und Kernkraftwerke.
Intels Hauptbeitrag zum BiiN-System war ein neues Prozessordesign, das von den Protected-Memory-Konzepten des i432 beeinflusst wurde. Das neue Design sollte eine Reihe von Funktionen enthalten, um die Leistung zu verbessern und Probleme zu vermeiden, die zum Untergang des i432 geführt hatten. Die ersten 960 Prozessoren traten im Oktober 1985 in die letzte Designphase ein, die als Taping-Out bekannt ist , und wurden in diesem Monat in die Fertigung geschickt, wobei die ersten funktionierenden Chips Ende 1985 und Anfang 1986 eintrafen.
Die Bemühungen von BiiN scheiterten schließlich aufgrund der Marktkräfte und der 960MX wurde ohne Verwendung gelassen. Myers versuchte, das Design zu retten, indem er mehrere Teilmengen der für das BiiN-System erstellten Architektur mit vollem Funktionsumfang extrahierte. Er versuchte, das Intel-Management davon zu überzeugen, den i960 (damals noch als "P7" bekannt) als Allzweckprozessor zu vermarkten, sowohl anstelle des Intel 80286 als auch des i386 (der im selben Monat wie der erste i960 auf den Markt kam). sowie der aufstrebende RISC-Markt für Unix- Systeme, einschließlich eines Pitch an Steve Jobs für den Einsatz im NeXT- System. Die Konkurrenz innerhalb und außerhalb von Intel kam nicht nur aus dem i386- Lager, sondern auch vom i860- Prozessor, einem weiteren RISC-Prozessordesign, das zu dieser Zeit bei Intel auftauchte. Myers gelang es nicht, das Intel-Management davon zu überzeugen, den i960 als Allzweck- oder Unix-Prozessor zu unterstützen, aber der Chip fand in frühen 32-Bit-Embedded-Systemen mit hoher Leistung einen guten Markt.
Der leitende Architekt von i960 war superscalarity Spezialist Fred Pollack , der auch der leitende Ingenieur der war Intel iAPX 432 und der leitende Architekt des i686 - Chip, der Pentium Pro .
Die Architektur
Um die Leistungsprobleme des i432 zu vermeiden, war die zentrale i960-Befehlssatzarchitektur ein RISC-Design, das nur im i960MX vollständig implementiert wurde. Das Speichersubsystem war 33 Bit breit – um ein 32-Bit-Wort und ein „Tag“-Bit aufzunehmen, um den Speicherschutz in der Hardware zu implementieren. In vielerlei Hinsicht folgte der i960 dem ursprünglichen Berkeley-RISC- Design, insbesondere in der Verwendung von Registerfenstern , einer implementierungsspezifischen Anzahl von Caches für die Unterprogrammregister, die schnelle Unterprogrammaufrufe ermöglichten. Das konkurrierende Design der Stanford University , MIPS , verwendet dieses System nicht, sondern verlässt sich auf den Compiler, um einen optimalen Unterroutinenaufruf und Rückgabecode zu generieren. Wie die meisten 32-Bit-Designs verfügt der i960 über einen flachen 32-Bit-Speicherplatz ohne Speichersegmentierung , mit Ausnahme des i960MX, der bis zu 2 26 "Objekte" mit einer Größe von jeweils bis zu 2 32 Byte unterstützen kann. Die i960-Architektur nahm auch eine superskalare Implementierung vorweg , bei der Befehle gleichzeitig an mehr als eine Einheit innerhalb des Prozessors gesendet werden.
i960-Varianten
80960MX, 80960MC
Der "vollständige" i960MX wurde nie für den nicht-militärischen Markt freigegeben, aber der ansonsten identische i960MC wurde in High-End-Embedded-Anwendungen verwendet. Der i960MC enthielt alle Funktionen des ursprünglichen BiiN-Systems; Diese wurden jedoch in den Spezifikationen einfach nicht erwähnt, was einige dazu veranlasste, sich zu fragen, warum der i960MC so groß war und so viele Pins mit der Aufschrift "no connect" hatte.
80960KA, 80960KB
Eine Version des RISC-Kerns ohne Speicherverwaltung oder FPU wurde zum i960KA und aus dem RISC-Kern mit FPU wurde i960KB. Die Versionen waren jedoch intern identisch – nur die Beschriftung war unterschiedlich. Dies bedeutete, dass die CPUs viel größer waren als für die "tatsächlich unterstützten" Feature-Sets notwendig und damit teurer in der Herstellung als nötig.
Der i960KA wurde als kostengünstiger 32-Bit-Prozessor für den Laserdruckermarkt sowie für frühe Grafikterminals und andere eingebettete Anwendungen erfolgreich. Sein Erfolg zahlte sich für zukünftige Generationen aus, die ohne das komplexe Speichersubsystem auskamen.
80960CA, 80960CF
Der i960CA, erstmals im Juli 1989 angekündigt, war die erste reine RISC-Implementierung der i960-Architektur. Es verfügte über einen neu entwickelten superskalaren RISC-Kern und fügte einen ungewöhnlich adressierbaren On-Chip-Cache hinzu, aber es fehlte eine FPU und MMU, da es für Hochleistungs-Embedded-Anwendungen gedacht war. Der i960CA gilt allgemein als die erste superskalare Einzelchip- RISC-Implementierung. Die C-Serie umfasste nur eine ALU, konnte aber gleichzeitig einen Rechenbefehl, eine Speicherreferenz und einen Verzweigungsbefehl senden und ausführen und unter bestimmten Umständen zwei Befehle pro Zyklus aufrechterhalten. Die ersten veröffentlichten Versionen liefen mit 33 MHz, und Intel bewarb den Chip als fähig zu 66 MIPS. Die Mikroarchitektur i960CA wurde 1987–1988 entworfen und am 12. September 1989 offiziell angekündigt.
Später, im Mai 1992, kam der i960CF, der einen größeren Befehlscache (4 KB statt 1 KB) und 1 KB Datencache enthielt, aber immer noch ohne FPU oder MMU war.
80960Jx
Der 80960Jx ist ein Prozessor für eingebettete Anwendungen. Es verfügt über einen 32-Bit-Multiplex-Adress-/Datenbus, Befehls- und Daten-Cache, 1K On-Chip-RAM, Interrupt-Controller und zwei unabhängige 32-Bit-Timer. Zu den Testbarkeitsfunktionen des 80960Jx gehörten der ONCE-Modus (On-Circuit-Emulation) und der Boundary-Scan ( JTAG ).
80960VH
Der im Oktober 1998 angekündigte i960VH Embedded-PCI-Prozessor verfügt über einen 32-Bit-33-MHz- PCI- Bus und einen 100-MHz-i960JT-Prozessorkern. Der Kern verfügte außerdem über 16 KB Instruktionscache, 4 KB Datencache und 1 KB integrierten RAM. Zu den weiteren Kernfunktionen gehörten zwei 32-Bit-Timer, ein programmierbarer Interrupt-Controller, eine I²C- Schnittstelle und ein Zweikanal-DMA-Controller.
- Sterben Fotos
Intel 80960MX
Intel 80960KA
Intel 80960SA
Intel 80960CA
Intel 80960CF
Intel 80960JA
Intel 80960HD
Ende der Entwicklung
Intel versuchte, den i960 mit dem I2O- Standard auf dem Markt für I/O-Device-Controller zu stärken , aber dies hatte wenig Erfolg und die Designarbeit wurde schließlich beendet. Bis Mitte der 1990er Jahre war sein Preis-Leistungs-Verhältnis hinter konkurrierende Chips neueren Designs zurückgefallen, und Intel produzierte nie eine Version mit reduziertem Stromverbrauch, die in batteriebetriebenen Systemen verwendet werden konnte.
1990 wurde das i960-Team als "zweites Team" umgeleitet, das parallel an zukünftigen i386- Implementierungen arbeitete – insbesondere dem P6-Prozessor, der später zum Pentium Pro wurde . Das i960-Projekt wurde einem anderen kleineren Entwicklungsteam übergeben, das im Wesentlichen das Ende seines Entwicklungslebens sicherstellte.
Aktueller Status
Aufgrund ihrer hohen Leistung bei der Berechnung von XOR- Werten werden i960-Prozessoren wie der i80303 häufig in Controllern für höherwertige RAID- fähige SCSI- Disk-Array-, Host-Adapter-Karten sowie Digital Equipment/Compaq/ verwendet. HPs High-End SCSI- und DSSI- und schließlich Fibre Channel HSx-Serie, eigenständige RAID-Controller.
Ein i960RS-Chip treibt auch den AAR-2400A-Controller von Adaptec an , der vier handelsübliche parallele ATA- Laufwerke verwendet, um ein erschwingliches RAID-5- geschütztes fehlertolerantes Speichersystem für kleine PC-Server und Workstations aufzubauen.
Der i960 wurde auch in einigen Brocade Fibre Channel Switches verwendet, um Fabric OS auszuführen .
Die i960-Architektur wird auch in Spielautomaten verwendet . Derzeit sind sie in der Stepper S2000-Familie und der i960-Videofamilie von IGT zu finden . Es wurde auch als Haupt-CPU von Segas berühmter Model 2- Serie von Arcade-Boards verwendet.
Die indische Luftwaffe ‚s HAL Tejas leichtes Kampfflugzeugs der MMR (Multi-Mode - Radar) wird gesagt , die i960 zu verwenden. Der HAL Tejas wurde 2015 in Dienst gestellt.
Die Indian Space Research Organization (ISRO) soll den Chip in ihren Bordcomputern ihrer Trägerraketen einsetzen.
Der i960-Prozessor wird auch in Automatic Radar Plotting Aid (ARPA)-Schnittstellenkarten in Radaren von Kelvin Hughes verwendet .
Der Chip wurde auf einigen HP X-Terminals verwendet .
Einige SATA- RAID- Controller verwenden den 80303 IOP (Intelligent I/O Processor) von Intel, der eine PCI-zu-PCI-Brücke, einen Speichercontroller und einen 80960JT-100-CPU-Kern integriert.
Der Chip wurde auf dem verwendeten Alcatel Lucent- 1000 ADSL - Breitband - Modem