R3000 — это 32-битный микропроцессорный набор микросхем RISC , разработанный MIPS Computer Systems , в котором реализована архитектура набора команд MIPS I (ISA). Представленный в июне 1988 года, это была вторая реализация MIPS, пришедшая на смену R2000 в качестве флагманского микропроцессора MIPS. Он работал на частотах 20, 25 и 33,33 МГц.
Набор инструкций MIPS 1 невелик по сравнению с набором команд современных архитектур 80x86 и 680x0 , он кодирует только наиболее часто используемые операции и поддерживает несколько режимов адресации . В сочетании с фиксированной длиной инструкций и всего тремя различными типами форматов инструкций это упрощает декодирование и обработку инструкций. В нем использовался пятиэтапный конвейер инструкций , позволяющий выполнять скорость, приближающуюся к одной инструкции за цикл, что было необычно для того времени.
Это поколение MIPS поддерживает до четырех сопроцессоров. В дополнение к ядру ЦП микропроцессор R3000 включает в себя процессор управления (CP), который содержит буфер преобразования трансляции и блок управления памятью . [1] CP работает как сопроцессор . Помимо CP, R3000 также может поддерживать внешний цифровой сопроцессор R3010 [2] вместе с двумя другими внешними сопроцессорами.
ЦП R3000 не имеет кэша первого уровня . Вместо этого встроенный в кристалл контроллер кэша управляет внешними кэшами данных и инструкций размером до 256 КБ каждый. Он может получить доступ к обоим кэшам в течение одного такта.
R3000 пользовался большим успехом и использовался многими компаниями на своих рабочих станциях и серверах. Включены пользователи:
Silicon Graphics для рабочих станций Professional IRIS, Personal IRIS и Indigo , а также многопроцессорных систем визуализации Power Series.
Sony для своих PlayStation и PlayStation 2 (от SCPH-10000 до SCPH-700XX — с тактовой частотой 37,5 МГц для использования в качестве ЦП ввода-вывода и 33,8 МГц для совместимости с играми PlayStation), игровых консолей и рабочих станций NEWS , а также Bemani System 573 Аналоговый аркадный автомат, работающий на R3000A.
Tandem Computers для своих отказоустойчивых серверов NonStop Cyclone/R и CLX/R.
R3000 представлял собой дальнейшее развитие R2000 с небольшими улучшениями, включая больший TLB и более быструю шину к внешним кэшам. Кристалл R3000 содержал 115 000 транзисторов и имел площадь около 75 000 квадратных мил (48 мм 2 ). [7] MIPS была полупроводниковой компанией без производственных мощностей , поэтому R3000 производился партнерами MIPS, включая Integrated Device Technology (IDT), LSI Logic , NEC Corporation , Performance Semiconductor и другими. Он был изготовлен по технологии комплементарного металл-оксид-полупроводник (КМОП) толщиной 1,2 мкм [1] с двумя уровнями алюминиевых межсоединений .
R3000 также использовался в качестве встроенного микропроцессора. Когда развитие технологий сделало его устаревшим для высокопроизводительных систем, он нашел дальнейшее применение в недорогих конструкциях. Такие компании, как LSI Logic и Integrated Device Technology, разработали варианты R3000 специально для встраиваемых систем .
MIPS R3000A штамповка
Производные R3000 для невстраиваемых приложений включают:
R3000A — дальнейшая разработка компании MIPS, представленная в 1989 году. Работала на тактовой частоте до 40 МГц.
PR3400 — разработан компанией Performance Semiconductor, представлен в мае 1991 года, также с частотой до 40 МГц. Он объединил Performance Semiconductor PR3000A и PR3010A на одном кристалле.
Производные R3000 для встраиваемых приложений включают:
CW4003, DCAM-101 - Ядро CW4003, предназначенное для приложений с цифровыми камерами, оснащено блоком «сложения множителей» (MABO) для ускоренной целочисленной арифметики и блоком ускорителя обработки пикселей (PPA), доступным через интерфейс сопроцессора 2. DCAM-101 сочетал в себе ядро CW4003 с модулями, взаимодействующими с датчиком камеры, дисплеем, хранилищем и другими периферийными устройствами, а также включал блок сжатия/распаковки JPEG. [3]
PR31500, PR31700 — микропроцессоры Philips Semiconductors , используемые в линейке портативных ПК Philips Velo . PR31700 с частотой 75 МГц был изготовлен по 350-нм техпроцессу, поставляется в 208-контактном LQFP, работал при напряжении 3,3 В и рассеивал всего 350 мВт. [ нужна цитата ]
RISController — семейство встраиваемых микропроцессоров от IDT. Модели включали R3041, R3051, R3052, R3071 и R3081. Все модели включали встроенный кэш L1. Модели более высокого класса включали кэши большего размера и дополнительные MMU и FPU. Они конкурировали с Intel i960 и AMD 29000 .
TX3900 — микроконтроллер от Toshiba.
Mongoose-V — радиационно-стойкий и расширенный процессор с частотой 10–15 МГц для использования на космических кораблях. Он до сих пор используется в таких приложениях, как космический зонд НАСА «Новые горизонты» .
Рекомендации
^ аб Юрий Шилц; Борут Робич; Тео Унгерер (1999). Архитектура процессора: от потока данных к суперскаляру и далее. Шпрингер-Верлаг Берлин Гейдельберг. п. 38. ISBN 978-3-540-64798-0.
^ Роуэн, Крис; Джонсон, Марк; Райс, Пол (июнь 1988 г.). «Сопроцессор MIPS R3010 с плавающей запятой». IEEE микро . Институт инженеров электротехники и электроники. 8 (3): 53–62. дои : 10.1109/40.540. ISSN 0272-1732. S2CID 12859181 . Проверено 24 апреля 2022 г.
^ аб Арчид, Рейнальдо (март 1998 г.). «Гибкий процессор для цифровых камер». Байт . стр. 49–50 . Проверено 17 августа 2023 г.
↑ Шарма, Аашиш (21 июля 2015 г.). «Оригинальный процессор PlayStation открывает новые горизонты». Фоссбайты .
↑ Томсон, Иэн (14 января 2015 г.). «Плутониевый зонд с питанием от процессора PlayStation готовит фотографии Плутона» . Регистр .
↑ Докрилл, Питер (17 июля 2015 г.). «Новый зонд НАСА Horizon добрался до Плутона с процессором PlayStation вместо мозга». Научное предупреждение .
^ Майкл Слейтер, изд. (1992). Руководство по RISC-микропроцессорам. Academic Press, Inc. с. 129. ИСБН978-0-12-649140-1.
«МИПС Технологии Р3000»
дальнейшее чтение
Роуэн, Крис; Джонсон, Марк; Райс, Пол (июнь 1988 г.). «Сопроцессор MIPS R3010 с плавающей запятой». IEEE микро . 8 (3): 53–62. дои : 10.1109/40.540. S2CID 12859181.
