PowerPC e500

PowerPC e500 — это 32-разрядное ядро микропроцессора от Freescale Semiconductor . Ядро совместимо со старой спецификацией PowerPC Book E, а также с Power ISA v.2.03 . Он имеет двойной выпуск, семиэтапный конвейер с FPU (начиная с версии 2), кэшами данных и инструкций L1 объемом 32/32 КиБ и внешним кэшем L2 объемом 256, 512 или 1024 КиБ. Скорости варьируются от 533 МГц до 1,5 ГГц, а ядро имеет широкие возможности настройки и отвечает конкретным потребностям встроенных приложений благодаря таким функциям, как многоядерный рабочий интерфейс для вспомогательных блоков обработки приложений (APU).

e500 обеспечивает работу высокопроизводительных сетевых процессоров системы на кристалле PowerQUICC III (SoC) , и все они имеют общую схему именования MPC85xx . Новый QorIQ от Freescale представляет собой эволюционный шаг по сравнению с PowerQUICC III и также будет основан на ядрах e500.

Версии

Существует три версии ядра e500, а именно оригинальный e500v1 , e500v2 и e500mc .

64-битная версия ядра e500mc называется ядром e5500 и была представлена в 2010 году, а в последующем ядре e6500 добавлены возможности многопоточности в 2012 году.

е500v1

Поддержка расширений SPE (Signal Processing Engine). Файл целочисленных регистров расширен до ширины 64 бита. Инструкции, не относящиеся к SPE, осуществляют доступ и запись только в младшие 32 бита. Однако инструкции SIMD SPE читают и записывают полные 64-битные данные. Эти расширения перекрываются со строковыми инструкциями и инструкциями AltiVec .
Поддержка SPESFP (встроенная скалярная точка с плавающей запятой одинарной точности). Это новый блок с плавающей запятой, отличающийся от классического FPU, которого нет в e500v1 и e500v2. SPESFP использует файл целочисленных регистров. Он не полностью совместим с IEEE754.

е500v2

Ключевые улучшения e500v2 по сравнению с e500v1 включают в себя:

Увеличение физического адресного пространства с 32-битного (4 ГиБ) до 36-битного (64 ГиБ). Это изменение означает, что устройства на базе e500v2 часто используют более продвинутый пакет поддержки плат (BSP), чем устройства на базе e500v1, поскольку различные периферийные устройства перешли на физические адреса выше 4 ГиБ.
Добавление страниц переменных размеров 1 ГиБ и 4 ГиБ.
Добавлена поддержка DPESFP (встроенная скалярная точка с плавающей запятой двойной точности). Эти инструкции, основанные на SPESFP, обращаются к обеим половинам 64-битного целочисленного регистра.
Удвоение размера и ассоциативности массива страниц 4 КБ второго уровня MMU (с 256 записей в 2-канальном режиме до 512 записей в 4-канальном режиме).
Увеличено максимальное число невыполненных промахов в кэше данных с 3 до 5.
Добавление альтернативной временной базы для временных меток детализации цикла.

e500mc

Freescale представила e500mc из семейства чипов QorIQ в июне 2008 года. e500mc имеет следующие функции:

Power ISA v.2.06 , включающий функции гипервизора и виртуализации для встраиваемых платформ.
«Классический» модуль с плавающей запятой был восстановлен.
SPE, SPESFP и DPESFP удалены, а размер файла целочисленных регистров снова стал 32-битным.
Поддержка от двух до более чем 32 ядер (не обязательно одного типа ядер) на одном чипе.
Поддерживает коммуникационную структуру CoreNet для подключения ядер и ускорителей каналов передачи данных.
Ядра e500mc имеют частные кэши L2, но обычно совместно используют другие функции, такие как кэши L3, контроллеры памяти, ядра ускорения для конкретных приложений, ввод-вывод и т. д.

Приложения

PowerQUICC

Все устройства PowerQUICC 85xx основаны на ядрах e500v1 или e500v2, большинство из них — на последнем.

QorIQ

В июне 2008 года Freescale анонсировала бренд QorIQ — микропроцессоры на базе ядер семейства e500.

Программное обеспечение

В бесплатном программном обеспечении с открытым исходным кодом семейство e500/MPC85xx (за исключением e500mc, у которого нет SPE) обычно известно как «PPC SPE» (powerpcspe), а EABI известен как «eabispe». И GCC (до версии 9), и LLVM ^[1] предлагают поддержку компиляции на эту платформу, а QEMU обеспечивает эмуляцию. Debian предложил неофициальный порт для e500v2. ^[2]