Motorola 68060 - Motorola 68060

MC68060RC50.jpg
Motorola MC68060RC50
Obecná informace
Spuštěno 1994
Navrhl Motorola
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 50 MHz až 75 MHz; přetaktováno až na 133 MHz 
Architektura a klasifikace
aplikace Stolní počítače a vestavěné systémy
Instrukční sada Motorola řady 68000
Produkty, modely, varianty
Varianty
Dějiny
Předchůdce Motorola 68040
Nástupce PowerPC
Mikroprocesor Motorola 68EC060

Motorola 68060 ( „ šedesát osm nula šedesát “) je 32bitový mikroprocesor od společnosti Motorola vydána v roce 1994. Je nástupcem Motorola 68040 a nejvýkonnější člen řady 68000 . Byly vyrobeny dva deriváty, 68LC060 a 68EC060 .

Architektura

Existuje verze LC (Low-Cost), bez FPU a EC (Embedded Controller), bez MMU a FPU. Design 68060 vedl Joe Circello.

68060 sdílí většinu architektonických prvků s P5 Pentium . Oba mají velmi podobnou konfiguraci superskalárních dvojitých instrukčních kanálů v pořadí a instrukční dekodér, který před spuštěním rozdělí složité instrukce na jednodušší. Významným rozdílem však je, že 68060 FPU není pipelineováno, a proto je až třikrát pomalejší než Pentium v ​​aplikacích s plovoucí desetinnou čárkou. Na rozdíl od toho jsou celočíselné multiplikace a instrukce posunu bitů na 68060 podstatně rychlejší. 68060 má schopnost provádět jednoduché instrukce v jednotce generování adres (AGU) a tím dodávat výsledek dva cykly před ALU . Při vývoji 68060 byla analyzována velká množství komerčně kompilovaného kódu, aby se zjistilo, které instrukce budou nejlepšími kandidáty na optimalizaci výkonu.

Proti Pentiu může 68060 fungovat lépe na smíšeném kódu; Dekodér Pentium nemůže vydávat instrukce FP při každé příležitosti, a proto FPU není superskalární jako ALU. Pokud FPU 68060 bez pipeline může přijmout instrukci, může ji vydat dekodér. To znamená, že optimalizace pro 68060 je snazší: žádná pravidla nebrání vydání instrukcí FP, kdykoli to bylo pro programátora výhodné, kromě dobře srozumitelných latencí instrukcí. Nicméně s řádně optimalizovaným a naplánovaným kódem je FPU Pentium schopné zdvojnásobit hodiny pro propustnost hodin FPU 68060.

68060 je posledním vývojem rodiny 68000 pro všeobecné použití, upuštěno ve prospěch čipů PowerPC . Bylo použito v některých pozdních modelech Amiga strojů a Amiga akcelerátorových kartách, stejně jako v některých klonech Atari ST a akceleračních deskách Falcon (CT60/CT63/CT60e, z nichž poslední byl vytvořen v roce 2015), a velmi pozdních modelech Alpha Microsystems víceuživatelské počítače před jejich migrací na x86, ale Apple Inc. a svět Unixu se v době, kdy byl 68060 k dispozici, přesunul na různé platformy RISC . 68060 byl představen při 50 MHz výrobním procesem Motorola o velikosti 0,6 µm. O několik let později byl zmenšen na 0,42 µm a taktovací frekvence se zvýšila na 66 MHz a 75 MHz. Některým uživatelům se podařilo přet6 přet6. 68060 CPU-s (maska: 71E41J) až 120 nebo 133 MHz.

Pokračuje vývoj základního jádra určeného pro vestavěné systémy. Zde jsou kombinovány s řadou periferních rozhraní, aby se snížila celková složitost a energetické požadavky návrhu. Řada čipů, každý s různými sadami rozhraní, se prodává pod názvy ColdFire a DragonBall .

Dějiny

Čísla modelů se dokonce předposlední číslicí (68000, 680 2 0, 680 4 0, 680 6 0) byla vyhrazena pro zásadní revize základní architektury 680x0. Čísla modelů s lichými předposledními číslicemi (680 1 0, 680 3 0) byla vyhrazena pro upgrady architektury předchozího čipu. Motorola nikdy nevyráběla žádné 68050 nebo 68070.

Například Motorola 68010 (a obskurní 68012 ) je 68000 s vylepšeními smyčkové instrukce a schopností pozastavit a poté pokračovat v instrukci v případě poruchy stránky, což umožňuje použití virtuální paměti s příslušným hardwarem MMU . K žádným zásadním opravám základní architektury však nedošlo. Podobně Motorola 68030 představuje vylepšení procesu na 68020 s MMU a malou datovou mezipamětí (256 bajtů) přesunutou na čip. 68030 byl uveden na trh s rychlostí až 50 MHz.

Skok z 68000/68010 na 68020/68030 však představuje zásadní opravu s nesčetnými individuálními změnami.

V době, kdy byl 68060 ve výrobě, Motorola opustila vývoj rodiny 68000 ve prospěch PowerPC . 68060 je posledním procesorem řady 68000 od společnosti Motorola.

Společnost Signetics (Philips) vyrobila variantu založenou na 68 000, která poněkud matoucím způsobem pojmenovala 68070 . Obsahuje mírně vylepšený procesor 68000, jednoduchý MMU na čipu a řadič sběrnice I²C . Vyšel dlouho před 68060 a byl používán hlavně jako vestavěný procesor v některých položkách spotřební elektroniky, zejména konzolách CD-i .

Používání

Chyron 's iNFiNiT !, Max! A Maxine! řada generátorů televizních postav používá jako hlavní procesor 68060. Tyto generátory postav byly nedílnou součástí přidružených stanic mnoha amerických televizních sítí.

Na stolních počítačích se 68060 používá v některých variantách Amiga 4000T vyráběných společností Amiga Technologies a je k dispozici jako upgrade třetí strany pro jiné modely Amiga. Používá se také v nelineárním video systému Amiga clone DraCo .

Q60 prodloužil Sinclair QL designem podobným způsobem z nejpomalejší začátku až do maximální rychlosti schopností 68k architektuře je; tyto základní desky založené na 68060-na 66 MHz pro plnou 68060 nebo možnost FPLC 68LC060 bez přetaktování na 80 MHz-jsou více než 100krát rychlejší než Sinclair QL při použití stejných operačních systémů.

68060 byl použit ve velkých kancelářských systémech PBX Nortel Meridian 1 Option 51, 61 a 81 , které poháněly základní desky procesoru CP3 a CP4. Dvojici těchto desek, každá se 68060, lze použít k tomu, aby byla ústředna odolná vůči chybám. Jednalo se o logickou aplikaci, protože předchozí jádra Meridian 1 používala jiné čipy Motorola. Nortel později změnil architekturu, aby používal procesory Intel.

Router Motorola Vanguard 6560 multiprotocol používá 50 MHz 68EC060 procesor.

Systémy Motorola MVME -17x a Force Computer SYS68K VMEbus používají procesor 68060.

Varianty

68EC060

68EC060 je verze mikroprocesoru Motorola 68060, určená pro vestavěné ovladače (EC). Liší se od 68060 v tom, že nemá ani FPU ani MMU. Díky tomu je levnější a spotřebovává méně energie.

68LC060

68LC060 je levná verze mikroprocesoru Motorola 68060 bez FPU. Díky tomu je levnější a spotřebovává méně energie.

Tabulka funkcí

Varianta MMU FPU Maximální frekvence
68060 Ano Ano 75 MHz nebo 133 MHz přetaktováno
68 LC 060 Ano Ne 75 MHz nebo 133 MHz přetaktováno
68 EC 060 Ne Ne 75 MHz nebo 133 MHz přetaktováno

Technická data

Taktovací frekvence CPU Oficiálně: 50, 66, 75 MHz

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

Napájení napětím
  • Vcore 3,3 V.
  • I/O 5 V
Teplota −40 ° C .. 70 ° C ( 85 ° C s aktuální maskou)
Logická rodina Statický CMOS
Produkční proces CMOS 0,6 μm a později 0,42 μm
Nosič čipů PGA 206 (kompatibilní s 68040 ), TBGA 304 31*31*1,7 P1,27
Adresní sběrnice 32 bitů
Datová sběrnice 32 bitů
Instrukční sada CISC
Mezipaměti
  • 8 KB DCache ( 4-cestný asociativní )
  • 8 KB ICache (4cestné asociativní )
  • Vyrovnávací paměť instrukcí FIFO 96 bajtů
  • Mezipaměť 256 vstupních větví
  • 64 záznamů ATC* MMU Buffer (4cestné asociativní)
Registrovat
  • 10 pro operace s adresou (7 gen., 2 stack, 1 pc)
  • 8 pro datové operace
  • 1 pro příznaky CPU (stavový registr)
Tranzistory ~ 2 500 000
Výkon
  • ~ 88 MIPS při 66 MHz
  • ~ 110 MIPS při 75 MHz
  • ~ 36 MFlopsů při 66 MHz
  • ~ 160 MIPS při 120 MHz
  • ~ 177 MIPS @ 133 MHz (odhad)

ATC = mezipaměť překladu adres

Reference

  1. ^ "Vítejte ve fóru Natami / Amiga" . Archivovány od originálu na 2011-06-13 . Citováno 2011-06-13 .
  2. ^ "68060 Maskování a padělky" . Citováno 2017-08-11 .
  3. ^ a b c Anderson, A. John (1994). Základy výpočetní techniky . Stiskněte CRC. p. 70. ISBN 978-0-412-59810-4. Citováno 2009-05-18 .
  4. ^ "motorola.com.cn - Motorola, Standard Embedded Controller Selector Guide, Quarter 4 2001" (PDF) . Archivováno z originálu (PDF) dne 2004-12-10 . Citováno 2010-11-29 .
  5. ^ "Vítejte ve fóru Natami / Amiga" . Archivovány od originálu na 2011-06-13 . Citováno 2011-06-13 .
  6. ^ "68060 Maskování a padělky" . Citováno 2017-08-11 .
  7. ^ "Microsoft, Intel nastavil plán telekomunikací se společností Nortel, HP - 15. března 1999" . money.cnn.com . Citováno 2018-05-12 .
  8. ^ amiga.resource.cx - Amiga Hardware Database, Amiga 4000T
  9. ^ amiga.resource.cx - Amiga Hardware Database, DraCo (68060@50/66 ≤128M)
  10. ^ 68060 základní desky pro Linux a Qdos
  11. ^ Qdos Classic
  12. ^ Q60 Linux port
  13. ^ Qdos pro Amigu 68000..68060
  14. ^ „Sítě Intel a Nortel pro povolení sítí příští generace“ . newsroom.intel.com . Citováno 2019-10-10 .
  15. ^ "Vítejte ve fóru Natami / Amiga" . Archivovány od originálu na 2011-06-13 . Citováno 2011-06-13 .

externí odkazy