Motorola 68060 - Motorola 68060

Motorola MC68060RC50
Спектакль
Максимум. ЦПУ тактовая частота	От 50 МГц до 75 МГц; до 133 МГц в разгоне[1][2]
Архитектура и классификация
Заявление	Настольные компьютеры и встроенные системы
Набор инструкций	Motorola 68000 серии
Продукты, модели, варианты
Вариант (ы)	68LC060 и 68EC060
История
Предшественник	Motorola 68040
Преемник	PowerPC

Микропроцессор Motorola 68EC060

В Motorola 68060 ("шестьдесят восемь-шестьдесят") это 32-битный микропроцессор из Motorola выпущен в 1994 году.^[3] Это преемник Motorola 68040 и является самым результативным членом 68000 серии. Были произведены две производные: 68LC060 и 68EC060.

Архитектура

Для получения дополнительной информации о наборе команд и архитектуре см. Motorola 68000 серии.

Существует LC (Недорогая) версия, без FPU^[4] и EC (Встроенный контроллер), без MMU и FPU. Разработкой 68060 руководил Джо Чирчелло.

68060 разделяет большинство архитектурных особенностей с P5 Pentium. У обоих очень похожие суперскалярный чтобы двойной конвейер команд конфигурация^[3] и декодер команд, который перед выполнением разбивает сложные инструкции на более простые. Однако существенное отличие состоит в том, что FPU 68060 не является конвейерным и, следовательно, до трех раз медленнее Pentium в приложениях с плавающей запятой. В отличие от этого, инструкции целочисленного умножения и сдвига битов выполняются значительно быстрее на 68060. 68060 имеет возможность выполнять простые инструкции в блок генерации адресов (AGU) и, таким образом, предоставит результат за два цикла до ALU. При разработке 68060 были проанализированы большие объемы коммерческого скомпилированного кода, чтобы понять, какие инструкции будут лучшими кандидатами для оптимизации производительности.

По сравнению с Pentium 68060 может лучше работать со смешанным кодом; Декодер Pentium не может выдавать инструкции FP при любой возможности, и поэтому FPU не является суперскалярным, как ALU. Если неконвейерный FPU 68060 может принять инструкцию, она может быть выдана декодером. Это означает, что оптимизировать для 68060 проще: никакие правила не препятствуют выполнению инструкций FP, когда это удобно для программиста, кроме хорошо понятных задержек инструкций. Однако с должным образом оптимизированным и запланированным кодом FPU Pentium способен удвоить тактовую пропускную способность FPU 68060.

68060 - последняя разработка 68000 семья для общего использования, отказались в пользу PowerPC чипсы. Он нашел применение в некоторых поздних моделях. Amiga машины и ускорители Amiga, а также некоторые Atari ST клоны и Сокол платы ускорителей (CT60 / CT63 / CT60e, последняя из которых была создана в 2015 году) и очень поздние модели Alpha Microsystems многопользовательские компьютеры до их перехода на x86, но Apple Inc. и Unix мир перешел на различные RISC платформы к тому времени, когда 68060 был доступен. 68060 был представлен на частоте 50 МГц в процессе производства Motorola 0,6 мкм. Через несколько лет он был уменьшен до 0,42 мкм, а тактовая частота увеличена до 66 МГц и 75 МГц. Некоторым пользователям удалось разогнать rev6. 68060 CPU (маска: 71E41J) до 120 или 133 МГц.^[5][6]

Продолжаются разработки базового ядра, предназначенного для встраиваемых систем. Здесь они сочетаются с рядом периферийный интерфейсы, чтобы уменьшить общую сложность и требования к мощности проекта. Ряд микросхем, каждый с разными наборами интерфейсов, продается под названиями Холодный огонь и DragonBall.

История

Номера моделей с четными предпоследними цифрами (68000, 68020, 68040, 68060) были зарезервированы для основных изменений базовой архитектуры 680x0. Номера моделей с нечетной предпоследней цифрой (68010, 68030) были зарезервированы для обновления архитектуры предыдущего чипа. № 68050^[3] или 68070 когда-либо производились Motorola.

Например, Motorola 68010 (и неясное 68012 ) представляет собой 68000 с улучшениями инструкции цикла и возможностью приостановить, а затем продолжить выполнение инструкции в случае ошибки страницы, что позволяет использовать виртуальная память с соответствующими MMU аппаратное обеспечение. Однако серьезных изменений основной архитектуры не было. Точно так же Motorola 68030 представляет собой усовершенствование процесса по сравнению с 68020 с MMU и небольшим кеш данных (256 байт) перемещено на кристалле. 68030 был выпущен с номинальной скоростью до 50 МГц.

Однако переход с 68000/68010 на 68020/68030 представляет собой капитальный ремонт с бесчисленными индивидуальными изменениями.

К тому времени, когда 68060 был запущен в производство, Motorola отказалась от разработки семейства 68000 в пользу PowerPC. 68060 - последний процессор семейства 68000 от Motorola.

Печатки (Philips) выпустили вариант на базе 68000, который они несколько сбивчиво назвали 68070. Он содержит умеренно улучшенный ЦП 68000, простой встроенный MMU и I²C контроллер шины. Он появился задолго до 68060 и использовался в основном в качестве встроенного процессора в некоторых элементах бытовой электроники, в частности CD-i консоли.

использование

Chyron iNFiNiT !, Макс !, и Максин! серия генераторы телевизионных персонажей используйте 68060 в качестве основного процессора. Эти генераторы персонажей были неотъемлемой частью партнерских станций многих американских телеканалов.^[7]

В настольных ПК 68060 используется в некоторых вариантах Амига 4000Т производства Amiga Technologies,^[8] и доступен как стороннее обновление для других моделей Amiga. Он также используется в клоне Amiga. DraCo нелинейная видеосистема.^[9]

В Q60 расширил Sinclair QL проектируйте аналогично от самого медленного старта до максимального темпа возможностей архитектуры 68K; эти материнские платы на базе 68060^[10]- на 66 МГц для полной 68060 или вариант 68LC060 без FPU, разогнанный до 80 МГц - более чем в 100 раз быстрее, чем Sinclair QL при работе с теми же операционными системами.^[11][12][13]

68060 использовался в Nortel Meridian 1 Вариант 51, 61 и 81 большой офис АТС системы, питающие платы основных процессоров CP3 и CP4. Пара этих плат, каждая из которых имеет 68060, может использоваться для обеспечения отказоустойчивости УАТС. Это было логичным применением, поскольку в предыдущих ядрах Meridian 1 использовались другие чипы Motorola. Позже Nortel изменила архитектуру, чтобы использовать процессоры Intel.^[14]

Motorola Авангард Многопротокольный маршрутизатор 6560 использует процессор 68EC060 с тактовой частотой 50 МГц.

Motorola МВМЭ -17x и принудительный компьютер SYS68K VMEbus системы используют процессор 68060.

Варианты

68EC060

68EC060 - это версия микропроцессора Motorola 68060, предназначенная для встроенных контроллеров (EC). Он отличается от 68060 тем, что в нем нет ни FPU, ни MMU. Это делает его менее дорогим и потребляет меньше энергии.

68LC060

68LC060 - это недорогая версия микропроцессора Motorola 68060 без FPU. Это делает его менее дорогим и потребляет меньше энергии.

Таблица характеристик

Вариант	MMU	FPU	Максимальная частота
68060	да	да	133 МГц
68LC060	да	Нет	133 МГц
68EC060	Нет	Нет	133 МГц

Технические данные

ЦПУ тактовая частота	50, 60, 66, 75, 80, 110, 120, 133 МГц
Напряжение питания	Vcore 3,3 В I / O 5 В
Температура	−40 ° C .. 70 ° C (85 ° С с текущей маской)
Семья логики	Статическая CMOS
Производственный процесс	CMOS 0,6 мкм и позже 0,42 мкм
Чип-носитель	PGA 206 (совместим с 68040 ), TBGA 304 31 * 31 * 1.7P1.27
Адресная шина	32 бит
Шина данных	32 бит
Набор инструкций	CISC
Кеш	8 КБ DCache (4-ходовой ассоциативный) 8 КБ ICache (4-сторонний ассоциативный) 96 байт Буфер инструкций FIFO Кэш-память на 256 входов 64 входа ATC * MMU Buffer (4-полосный ассоциативный)
регистр	10 для адресных операций (7 покол., 2 стека, 1 шт.) 8 для операций с данными 1 для флагов ЦП (регистр состояния)
Транзисторы	~2,500,000
Спектакль	~ 88 MIPS @ 66 МГц ~ 110 MIPS при 75 МГц ~ 36 MFlops @ 66 МГц ~ 160 MIPS при 120 МГц[15] ~ 177 MIPS @ 133 МГц (оценка)

ATC = Кэш преобразования адресов

Рекомендации

1. «Добро пожаловать на форум Natami / Amiga». В архиве из оригинала от 13.06.2011. Получено 2011-06-13.
2. «68060 Masken und Fakes». Получено 2017-08-11.
3. Андерсон, А. Джон (1994). Основы компьютерных технологий. CRC Press. п. 70. ISBN  978-0-412-59810-4. Получено 2009-05-18.
4. "motorola.com.cn - Motorola, Руководство по выбору стандартных встроенных контроллеров, 4 квартал 2001 г." (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2004-12-10. Получено 2010-11-29.
5. «Добро пожаловать на форум Natami / Amiga». В архиве из оригинала от 13.06.2011. Получено 2011-06-13.
6. «68060 Masken und Fakes». Получено 2017-08-11.
7. «Microsoft и Intel установили план связи с Nortel, HP - 15 марта 1999 г.». money.cnn.com. Получено 2018-05-12.
8. amiga.resource.cx - База данных оборудования Amiga, Amiga 4000T
9. amiga.resource.cx - База данных оборудования Amiga, DraCo (68060 @ 50/66 ≤128M)
10. Материнские платы на базе 68060 для Linux и Qdos
11. Qdos Classic
12. Q60 порт Linux
13. Qdos для Amiga 68000..68060
14. «Сети Intel и Nortel для создания сетей следующего поколения». newsroom.intel.com. Получено 2019-10-10.
15. «Добро пожаловать на форум Natami / Amiga». В архиве из оригинала от 13.06.2011. Получено 2011-06-13.

внешняя ссылка

• Статья с описанием архитектуры 68060
• M68060 Руководство пользователя (PDF). Motorola. 1994. M68060UM / AD.