XAP-процессор
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
XAP — это 16-битная и 32-битная архитектура процессора RISC, разработанная Cambridge Consultants . Его конструкция позволяет использовать его в интегральных схемах со смешанными сигналами для датчиков или беспроводных приложений, включая Bluetooth , Zigbee , GPS , RFID или ближней бесконтактной связи чипы . Эти интегральные схемы обычно используются в недорогих, крупносерийных продуктах, которые питаются от батарей и должны иметь низкое энергопотребление. Дополнительные варианты использования включают некоторые беспроводные сенсорные сети и медицинские устройства .
XAP программного микропроцессора Реализации в нескольких стилях проектирования на кристалле включают в себя самосинхронную асинхронную схему , кодировка 1 из 4 ,полностью синхронная схема , [1] и ПЛИС. [2] Лицензионное соглашение XAP позволяет использовать технологию XAP для разработки продуктов, включения ее в производимые изделия и сублицензировать необходимые права третьим лицам. Он также включает положения по модификации и адаптации технологии, создавая основу для постоянной поддержки, развития и обслуживания на определенных условиях. [3]
История
[ редактировать ]XAP1
[ редактировать ]XAP1, разработанный в 1994 году, использовался в ряде проектов беспроводных и сенсорных ASIC в компании Cambridge Consultants. Это был очень маленький, 3000 вентилей, гарвардской архитектуры , 16-битный процессор с 16-битной шиной данных и 18-битной шиной инструкций, предназначенный для запуска программ, хранящихся во встроенной постоянной памяти или ПЗУ. Данные и инструкции адресулись по отдельной 16-битной адресной шине .
ХАР2
[ редактировать ]XAP2, более совершенный микропроцессор, разработанный и выпущенный в 1999 году, включал в себя Гарвардскую архитектуру и использовал 16-битные каналы передачи данных, что означало значительное улучшение по сравнению со своими предшественниками. Кроме того, он принял более традиционную 16-битную ширину инструкций, что улучшило его совместимость с решениями для хранения программ, такими как флэш-память и другие типы внекристальной памяти, тем самым расширив его применение в различных электронных устройствах. Большие программы обрабатывались 24-битной адресной шиной для инструкций и 16-битной адресной шиной для данных. XAP2 представлял собой процессор на 12 000 вентилей с поддержкой прерываний и набором программных инструментов, включая C компилятор и ассемблер XAPASM для языка ассемблера . XAP2 также использовался в проектах ASIC Cambridge Consultants, а также предоставлялся другим полупроводниковым компаниям в качестве полупроводникового ядра интеллектуальной собственности или IP-ядра .
XAP2 был принят на вооружение тремя полупроводниковыми компаниями, не имеющими собственного производства , возникшими из Cambridge Consultants: CSR plc (Cambridge Silicon Radio) — основным поставщиком чипов Bluetooth для мобильных телефонов и гарнитур; Ember Corporation — ведущий поставщик чипов Zigbee; на базе XAP2 и Cyan Technology поставляют микроконтроллеры . В результате, в сочетании с другими лицензиатами и проектами ASIC Cambridge Consultants, в настоящее время во всем мире используется более одного миллиарда (1000 миллионов) процессоров XAP.
ХАР3
[ редактировать ]XAP3 — экспериментальный 32-разрядный процессор, разработанный компанией Cambridge Consultants в 2003 году. Он был оптимизирован для недорогих и энергосберегающих ASIC-интеграторов с использованием современных КМОП полупроводниковых технологий . Набор инструкций был оптимизирован для GNU GCC для достижения высокой плотности кода. XAP3 был первым процессором Cambridge Consultants, использовавшим архитектуру фон Неймана с логически общим адресным пространством для программ и данных. Физическая память программы может быть флэш-памятью или одноразово программируемой EPROM или SRAM. Проектирование ASIC было упрощено за счет использования единой памяти, при которой не было необходимости заранее определять разделение между программой (инструкциями) и данными во время разработки. Набор инструкций XAP3 с компилятором GCC обеспечивает очень высокую плотность кода. Это уменьшило размер программной памяти, что снизило стоимость микросхемы и снизило энергопотребление.
XAP4
[ редактировать ]В 2005 году в рамках дальнейших требований проекта появился новый 16-битный процессор XAP4, разработанный для замены XAP2 с учетом опыта, полученного при разработке XAP3, и меняющихся требований к конструкциям ASIC. XAP4 — это очень маленькое 16-битное процессорное ядро с 12 000 вентилей, шиной фон Неймана , способное адресовать в общей сложности 64 Кбайт памяти для программ, данных и периферийных устройств. Он предлагает высокую плотность кода в сочетании с хорошей производительностью около 50 Dhrystone MIPS при тактовой частоте 80 МГц. XAP4 был разработан для использования в современных приложениях ASIC или микроконтроллерах , способных обрабатывать реальные данные, полученные аналого-цифровым преобразователем (АЦП) или аналогичными источниками. 16-битное целое слово процессора поддерживает точность большинства АЦП, не неся при этом накладные расходы 32-битного процессора. XAP4 также предлагает путь перехода с 8-битных процессоров, таких как 8051 , в приложениях, которым требуется повышенная производительность и размер программы, но которые не могут оправдать стоимость и накладные расходы 32-битного процессора. Регистры XAP4 (все 16-битные); 8 общего назначения, счетчик программ, векторный указатель, ФЛАГИ, ИНФОРМАЦИЯ, BRKE, 2 точки останова. Инструкции XAP4 бывают 16- и 32-битными. Цепочка компиляции XAP4 основана на GNU GCC и Binutils.
XAP5
[ редактировать ]Разработка расширенной версии этой архитектуры началась в 2006 году и привела к созданию XAP5, о котором было объявлено в июле 2008 года. XAP5 — это 16-битный процессор с 24-битной адресной шиной, что позволяет запускать программы из памяти объемом до 16 МБ. . XAP4 и XAP5 реализованы с помощью двухэтапного конвейера инструкций , который максимизирует их производительность при работе на низких частотах. Это адаптировано к требованиям небольших ASIC с низким энергопотреблением, поскольку оно минимизирует размер аппаратного обеспечения процессора (ядро XAP5 использует 18 000 вентилей) и подходит для проектов с относительно медленной тактовой частотой, чтобы снизить динамическое энергопотребление ASIC и запускать программы непосредственно из Flash. или память OTP с медленным временем доступа. Типичные тактовые частоты XAP5 находятся в диапазоне от 16 до 100 МГц при процессе 0,13 . XAP5 имеет особые конструктивные особенности, делающие его подходящим для выполнения программ из Flash, включая векторный указатель и окно трансляции адресов, которые в совокупности позволяют выполнять программы на месте и перемещать программы независимо от того, где они хранятся в физической памяти. Регистры XAP4 (16 и 24 бита): 8 общего назначения, счетчик программ, векторный указатель, ФЛАГИ, ИНФОРМАЦИЯ, BRKE, 4 точки останова. Инструкции XAP5 бывают 16-, 32- и 48-битными. Цепочка компиляции XAP5 основана на GNU GCC и Binutils.
XAP6
[ редактировать ]XAP6 — 32-битный процессор. [4] и был запущен в 2013 году. Он имеет тот же тип архитектуры загрузки-хранилища, что и XAP4 и XAP5, но имеет 32-битные регистры и 32-битные шины для данных и адреса. Реализация XAP6a имеет трехэтапный конвейер инструкций . Как и все процессоры XAP, XAP6 оптимизирован для обеспечения низкой стоимости, энергопотребления и простоты проверки. XAP6 предназначен для небольших ASIC с низким энергопотреблением и минимизирует размер аппаратного обеспечения процессора (ядро XAP6 использует 30 000 вентилей). Регистры XAP6 (все 32-битные); 8 общего назначения, счетчик программ, векторный указатель, глобальный указатель, ФЛАГИ, ИНФОРМАЦИЯ, BRKE, 4 точки останова. Инструкции XAP6 бывают 16-, 32- и 48-битными. Цепочка компиляции XAP6 основана на GNU GCC и Binutils.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ А. Теодор Маркетос. «Активные электромагнитные атаки на защищенное оборудование» .2011.
- ^ Филип Линг. «Мягкие ядра поглощают конструкции» .Новая электроника.2005.
- ^ «Лицензия на технологию XAP и Соглашение о разработке XAP2» . www.sec.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.
- ^ «Что такое процессор? Определение процессора» . удивительныеалгоритмы.com . Проверено 13 апреля 2024 г.