Motorola 68060
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
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
szerkesztésA processzorok számozásában a páros tízesek (68000, 68020, 68040, 68060) a 680x0 alapfelépítés nagyobb revízióinak voltak fenntartva. A páratlan tízesek (68010, 68030, 68050, 68070) az előző tízes 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, ami 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
szerkesztésLegjelentősebb 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| változat | integrált MMU | integrált FPU |
|---|---|---|
| 68060 | MMU | FPU |
| 68LC060 | MMU | – |
| 68EC060 | – | – |
Adatok
szerkesztés| 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 |
|
| Regiszterek |
|
| Tranzisztorok száma | kb. 2 500 000 |
| Teljesítmény |
* ATC = Address Translation Cache, címfordítási gyorsítótár
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ a b c Anderson, A. John. Foundations of computer technology. CRC Press, 70. o. (1994). Hozzáférés ideje: 2009. május 18.
- ↑ motorola.com.cn - Motorola, Standard Embedded Controller Selector Guide, Quarter 4 2001. [2004. december 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. január 26.)
- ↑ amiga.resource.cx - Amiga Hardware Database, Amiga 4000T
- ↑ amiga.resource.cx - Amiga Hardware Database, DraCo (68060@50/66 ≤128M)
- ↑ 68060-based motherboards for Linux and Qdos
- ↑ Qdos Classic. [2004. február 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. január 26.)
- ↑ Q60 Linux port
- ↑ Qdos for Amiga 68000..68060
Fordítás
szerkesztés- 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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források
szerkesztés- Denis Howe: Motorola 68060 (angol nyelven). FOLDOC, 2010. (Hozzáférés: 2013)
További információk
szerkesztés- A paper describing the 68060 architecture
- Motorola: M68060 User’s Manual Including the MC68060, MC68LC060, and MC68EC060 (angol nyelven) (pdf) pp. 1-416. Freescale Semiconductor, 1994. [2012. március 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013)
