Motorola 68060

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Motorola 68EC060 mikroprocesszor

A Motorola 68060 egy 32 bites mikroprocesszor, a Motorola cég adta ki 1994-ben.[1] Ez a Motorola 68040-es processzor utódja és a 680x0 processzorcsalád utolsó tagja. Három változatban készítették: a 68060-as számú processzor minden összetevőt, tehát beépített MMU-t és FPU-t is tartalmaz, a 68LC060 olcsó (LC: low cost) változat tartalmaz MMU-t, de hiányzik belőle a FPU, végül a beágyazott vezérlőkbe szánt 68EC060 (EC: embedded control), amelyben nincs sem MMU, sem FPU.

Felépítés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Motorola MC68060RC50 lapka

Az LC jelű olcsó változatból hiányzik a beépített lebegőpontos egység (FPU),[2] az EC jelű (embedded controller, beágyazott vezérlő) változat pedig nem tartalmaz beépített memóriavezérlőt (MMU), sem lebegőpontos egységet (FPU). A 68060 vezető tervezője Joe Circello volt.

A 68060 a 68k sorozat többi tagjához hasonlóan, CISC típusú processzor; belső felépítése több jellemzőjében hasonlít az Intel P5 mikroarchitektúrájához. Mindkettő hasonló szuperskalár, sorrendi (in-order) végrehajtású, kettős utasítás-futószalaggal rendelkező konfiguráció,[1] amelyben az utasításdekódoló egység a végrehajtás előtt egyszerűbb belső utasításokká alakítja a komplex utasításokat. Ugyanakkor jelentős különbség, hogy a 68060 FPU egysége nem futószalagos szervezésű, emiatt a lebegőpontos számításokat tartalmazó kód végrehajtása akár háromszor tovább tarthat, mint a hasonló órajelű Pentium esetén.

Ezzel szemben a 68060-as processzor a Pentiumnál gyorsabban hajtja végre az egészértékű szorzás és biteltolás műveleteket. A processzor egy másik érdekes jellemzője, hogy egyszerű utasításokat a címszámító egység is képes végrehajtani, aminek következtében az eredmény két órajelciklussal az ALU előtt elkészül. A 68060 tervezése előtt nagy mennyiségű programkódot elemeztek abból a célból, hogy kiderítsék, mely utasítások végrehajtását lehetne optimalizálni a teljesítmény fokozása érdekében.


Történet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A processzorok számozásában a páros tizesek (68000, 68020, 68040, 68060) a 680x0 alapfelépítés nagyobb revízióinak voltak fenntartva. A páratlan tizesek (68010, 68030, 68050, 68070) az előző tizes csoport javításait jelentették. A Motorola nem készített 68050 vagy 68070 jelű processzort.[1]

Például a Motorola 68010 (a 68012-vel együtt) a 68000-es javított változata volt, ezekben kicsit bővítették a ciklikus utasítások lehetőségeit, és lehetségessé vált egy utasítás végrehajtásának felfüggesztése majd folytatása laphiba esemény fellépésekor, emi lehetővé tette a virtuális memória használatát, megfelelő memóriavezérlő (MMU) egység használata mellett. Az alapvető architektúrában ugyanakkor ezeknél a processzoroknál nem történt jelentős változás.

Hasonlóan, a Motorola 68030-asban a 68020-ashoz képest javították a feldolgozást, MMU és egy kisebb, 256 bájtos gyorsítótár került a lapkára. A 68030-as processzor is több órajelű változatban készült, a maximális órajel 50 MHz volt.

Ellenben a 68000/68010 változatról a 68020/68030-ra történő átmenet jelentős újításokkal járt, többek között új utasítások és címzési módok jelentek meg, a processzorokba futószalag és gyorsítótár került stb.

Mire a 68060-as gyártásba került, a Motorola abbahagyta a 680x0 processzorok fejlesztését, mivel a PowerPC processzorok gyártását helyezte előtérbe. A 68060-as volt a Motorola által gyártott utolsó 680x0-típusú processzor.

Az úgynevezett 68070 a Philips Semiconductor által gyártott mikroprocesszor volt, amely nem más, mint egy kissé feljavított 68000 sorozatú processzor, lapkára integrált MMU-val és I²C sín támogatással. Ez még jóval a 68060-as megjelenése előtt került piacra és leginkább beágyazott vezérlő szerepében használták fogyasztói elektronikai eszközökben.

Felhasználás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Legjelentősebb ipari felhasználása az amerikai televíziós műsorszórásban volt, a Chyron cég iNFiNiT!, Max! és Maxine! televíziós karaktergenerátoraiban használtak 68060 processzort főprocesszorként.

Az asztali számítógépek körében az Amiga 4000T számítógépek bizonyos változataiba került beépítésre,[3] valamint független gyártóktól származó, egyéb Amiga modellekhez való bővítőegységekben szerepelt. A DraCo Amiga-klón nemlineáris videorendszerében is ez a processzor szerepelt.[4]

Az 1990-es évek végén jelentek meg a Sinclair QL számítógépekhez a Q40 és Q60 jelű alaplapok, amiken 68040 és 68060 processzorok működtek; ezek az alaplapok jelentősen megnövelték a Sinclair QL sebességét, újabb képességeket (pl. multimédia, nagyfelbontású grafika, Ethernet hálózat) adtak a géphez és Linux operációs rendszer futtatását is lehetővé tették.[5] A túlhajtott processzorok akár 80 MHz órajelen is működhettek és 100-szoros sebességnövekedés volt elérhető az eredeti alapgéphez képest.[6][7][8]

A processzort telefonközpontokban (pl. Nortel Meridian típusok) és hálózati eszközökben is használták, pl. a Motorola Vanguard 6560 multiprotokollos routerében, amelyet egy 50 MHz-es 68EC060 processzor vezérel.

A Motorola MVME-17x és a Force Computer SYS68K VMEbus rendszereiben szintén 68060 CPU-kat használtak.

Változatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

változat   integrált MMU integrált FPU
68060    MMU  FPU
68LC060    MMU  –
68EC060    –  –

Adatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Órajelek 50, 60, 66, 75 MHz
Tápfeszültség

magfeszültség (Vcore): 3,3 V

I/O 5 V

Üzemi hőmérséklet −40 °C .. 70 °C (85 °C with the current mask)
Gyártási folyamat Statikus CMOS 0,6 μm, később 0,42 μm
Tokozás PGA 206 (68040-kompatibilis), TBGA 304 31*31*1.7P1.27
Címsín 32 bites
Adatsín 32 bites
Utasításkészlet CISC (complex instruction set computing, összetett utasításkészletű számítástechnika)
  A komplex utasításokat belsőleg egyszerűbb részutasítások sorozatává alakítja.
Gyorsítótár
  • 8 kB DCache (4-utas asszociatív)
  • 8 kB ICache (4-utas asszociatív)
  • 96 bájt FIFO utasításpuffer
  • 256 bejegyzéses elágazás-gyorsítótár (branch cache)
  • 64 bejegyzéses ATC* MMU puffer (4-utas asszociatív)
Regiszterek
  • 8 32 bites címregiszter, a címzések céjaira
  • 8 32 bites adatregiszter az adatműveleteknek, (ezekből egy a veremmutató regiszter,
    A7 vagy SP, amely 2 különböző üzemmódú veremmutató szerepét tölti be: USP, SSP)
  • 1 32 bites programszámláló, PC
  • 1 16 bites állapotregiszter, 8-8 bit a felhasználói és felügyelői üzemmódokban elérhető
  • 1 32 bites processzor-konfigurációs regiszter
  • 1 32 bites vektor bázisregiszter
  • 2 32 bites forrás-cél funkcióregiszter
  • 1 32 bites gyorsítótár-regiszter
  • 2 32 bites root pointer regiszter (a MMU számára,
    külön a felhasználói és felügyelői üzemmód számára, URP, SRP)
  • 1 32 bites sínvezérlő regiszter
  • 5 32 bites MMU regiszter (csak 68060 és 68LC060)
  • 8 80 bites FPU regiszter (csak 68060)
  • 3 32 bites FPU állapotregiszter (csak 68060)
Tranzisztorok száma kb. 2 500 000
Teljesítmény
  • ~ 88 MIPS @ 66 MHz
  • ~ 110 MIPS @ 75 MHz
  • ~ 36 MFLOPS @ 66 MHz

* ATC = Address Translation Cache, címfordítási gyorsítótár

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Motorola 68060 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Denis Howe: Motorola 68060 (angol nyelven). FOLDOC, 2010. (Hozzáférés: 2013)

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]