SuperH

SuperH (arba SH) – Hitachi sukurta 32 bitų RISC tipo instrukcijų rinkinio architektūra. Ji yra realizuota įvairiuose mikrovaldikliuose ir mikroprocesoriuose, kurie daugiausiai buvo naudojami įterptinėse sistemose.

Istorija

SH-2 procesorius, naudotas Sega Saturn žaidimų konsolėje

SuperH procesorių šeima buvo sukurta XX a. dešimto dešimtmečio pradžioje Hitachi kompanijoje. SH-1 ir SH-2 paremti mikrovaldikliai ir procesoriai buvo naudojami Sega Saturn ir Sega 32X žaidimų konsolėse. Šie procesoriai vykdė 16 bitų instrukcijas, bet naudojo 32 bitų registrus ir adresavimą, kas leido išlaikyti didelį kodo kompaktiškumą ir taupyti tuo metų brangią atmintį.

Keletą metų vėliau buvo sukurtas SH-3 branduolys. Jis turėjo pakeistą pertraukimų koncepciją, atminties valdymo įrenginį (memory management unit) ir modifikuotą spartinančiosios atminties koncepciją. SH-3 branduolyje taip pat buvo realizuotas skaitmeninio signalų apdorojimo modulis, pavadintas SH-3-DSP. Praplėstas adresavimas efektyviam skaitmeninių signalų apdorojimui ir specialūs akumuliatoriai leido sujungti RISC ir DSP procesorių savybes. Iš SH-3-DSP kilęs modulis vėliau buvo perkeltas ir į senesnį SH-2 branduolį bei pavadintas SH-DSP.

Sega Dreamcast žaidimo konsolei Hitachi sukūrė SH-4 architektūrą. Superskaliarinis instrukcijų vykdymas ir vektorinis slankaus kablelio procesorius (FPU) buvo pagrindinės šio procesoriaus branduolio naujovės. SH-4 paremti lustai buvo pristatyti 1998 metais. Jie taip pat buvo naudojami SEGA Naomi žaidimų automate ir ultra mobiliame Compaq Aero 8000 kompiuteryje.

SH-3 ir SH-4 architektūros palaiko tiek didėjančią, tiek mažėjančią baitų seką žodyje.

2001 metų pradžioje Hitachi ir STMicroelectronics suformavo intelektualinės apsaugos kompaniją – SuperH, Inc., kuri turėjo licencijuoti SH-4 branduolius kitoms kompanijos bei vykdė 64 bitų SH-5 architektūros kūrimą. 2004 m. SuperH kompanija pardavė architektūros intelektualines teises „Renesas Technology“ kompanijai, kuri tapo 2010 m. tapo „Renesas Electronics“.

SH-5 dizainas palaikė du vykdymo režimus. SHcompact režimas buvo suderinamas su SH-4 instrukcijų rinkiniu. Tuo tarpu SHmedia režimas labai skyrėsi nuo ankstesnių SH procesorių. Jis vykdė 32 bitų instrukcijas, turėjo šešiasdešimt keturis 64 bitų sveikojo skaičiaus registrus ir buvo papildytas SIMD instrukcijų rinkiniu.

2003 m. SH-2 – SH-4 pagrindu buvo sukurtas naujas superskaliarinis SH-X branduolys, kuriame buvo realizuotas bendras instrukcijų rinkinys iš praėjusių architektūrų.

Šiuo metu SuperH architektūros vystymu, palaikymu ir galutinių produktų gamyba užsiima „Renesas Electronic“ kompanija, kuri buvo suformuota susijungus Hitachi ir Mitsubishi puslaidininkių padaliniams.

Modeliai

Renesas SH-3 procesorius

SuperH procesorių branduolių šeimą sudaro:

• SH-1 – naudojamas įterptinių sistemų mikrovaldikliuose (pavyzdžiui, CD-ROM įrenginiuose).
• SH-2 – naudojamas mikrovaldikliuose, kurie turi aukštesnius našumo reikalavimus, taip pat automobilių pramonėje (pavyzdžiui, variklio valdymo blokuose) ir tinklo įrangoje. SH-2 procesoriai buvo naudojami Sega Saturn ir kitose žaidimų konsolėse.
• SH-2A yra SH-2 branduolio praplėtimas su keletu papildomų instrukcijų. Pagrindinis architektūros patobulinimas yra superskaliarinis instrukcijų vykdymas ir du penkių pakopų konvejeriai. Jame taip pat buvo pridėta 15 registrų bankų, kurie leido pertraukimų gaišties laiką sumažinti iki 6 taktų per ciklą. Naudojamas automobilių pramonėje, automatikoje, multimedijoje.
• SH-DSP branduolys, paremtas SH-2 branduoliu su DSP moduliu, pradžioje buvo sukurtas mobiliųjų telefonų pramonei. Vėliau naudotas įrenginiuose, kuriems buvo reikalingos skaitmeninio signalų apdorojimo procesoriaus savybės, pavyzdžiui JPEG suspaudimui ir kitur.
• SH-3 – naudotas mobiliuose telefonuose, delniniuose kompiuteriuose (pavyzdžiui, HP Jornada serijoje ir kituose Windows CE įrenginiuose) ir automobilių navigacijos įrenginiuose.
• SH-3-DSP – daugiausiai naudotas multimedija terminaluose ir tinklo įrangoje, taip pat spausdintuvuose ir fakso aparatuose.
• SH-4 branduolys naudotas didelio našumo reikalavusiose sistemose, pavyzdžiui automobilių multimedijos terminaluose, žaidimų konsolėse, TV priedėliuose.
• SH-5 – naudotas aukštos klasės multimedija įrenginiuose.
• SH-X – bendros paskirties branduolys, turėjęs daug variacijų (su ir be DSP, FPU blokais), naudotas variklių valdymo blokuose, automobilių multimedijos įrangoje, TV priedėliuose ir mobiliuosiuose telefonuose.
• SH-Mobile – SuperH mobiliųjų aplikacijų procesorius buvo suprojektuotas atlaisvinti aplikacijų vykdymo resursus nuo pagrindinių procesorių.

Nuorodos

• Renesas SuperH produktai, įrankiai, dokumentacija ir informacija Archyvuota kopija 2013-07-28 iš Wayback Machine projekto.
• Linux SuperH programuotojų prenumeratos sąrašas
• DCTP – Hitachi 200 MHz SH-4 Archyvuota kopija 2001-03-06 iš Wayback Machine projekto.