Ugrás a tartalomhoz

Szerkesztő:Pkunk/tmp

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Vázlat

ARM mikroarchitektúrák[szerkesztés]

ARM1[szerkesztés]

Az ARM1 – teljes nevén: Acorn RISC Machine 1 – volt az első ARM mikroarchitektúra, amelyet az Acorn Computers fejlesztett ki.

1985-ben mutatták be,[1] és kisebb módosításokkal az Acorn BBC Micro mikroszámítógépekben koprocesszorként használták. Bővítő és társprocesszoros modulokba építették be, mivel akkoriban nem létezett hozzá megfelelő számítógép / még nem terveztek ilyet. Az ARM1 prototípus chipeket értékelő rendszerként (próbapanel) terjesztették, kereskedelmi forgalomba nem került.[1] Kis példányszámban használták a BBC Micro család társprocesszor lapkáján, és feltehetőleg egy RISC gép prototípusában is, amely az A3xx sorozatot megelőzően készült.[2]

A „Tube” nevű kiegészítőt a MOS Technology 6502 alapú BBC Micro gépekhez az ARM processzor kezdeti fejlesztése során is használták. Ez kifejezetten külső társprocesszorok használatára készült, így kapóra jött volt a fejlesztéshez. Kifejlesztettek egy külön tesztáramkört (próbapanelt) is, amely szintén a BBC Micro-t használja gazdarendszerként az I/O műveletekhez.[3]

Tervezése 1983-ban kezdődött. Tervezői Steve Furber és Sophie Wilson voltak. A referenciamodellt (ARMv1 utasításkészlet-szimulátort?) BBC BASIC nyelven írták, mindössze 808 sornyi kódban.[4] De magát a BBC BASIC-et is nagyrészt Sophie Wilson írta. (wp) Az első prototípus 1985 április 16-án készült el. Az elhelyezési tervet a VLSI Ltd. csinálta? (tr.1) Az ARM1 chipeket a VLSI Technology gyártotta 3 µm-es, két rétegű fém CMOS eljárással.[1]

A processzor igen egyszerű volt, mindössze 25 000 tranzisztorból állt,[5] (Furber: 27000) miközben az Intel 386-os processzor tranzisztorszáma ennek 11-szerese.[6] Fogyasztása 0,1 watt körüli volt. Érdekesség: rövidzárlat az eredeti tesztkártyán, a processzor nem kapott áramot, mégis működött, a szivárgó árammal.[1] Tervezésekor a számítási teljesítménnyel egy VAX 11/780 teljesítményének 1,5-szörösét célozták meg, de a prototípusok végül a DEC VAX 11/780 teljesítményének 2–4-szeresét érték el. Ez nagyjából 10-szerese az eredeti IBM PC AT vagy a 16,67 MHz-es órajelen futó Motorola 68020-as teljesítményének.[1]

A processzornak 25 db 32 bites regisztere van (16 felhasználói, 9 felügyelői), a programszámláló 24 bitre van korlátozva (mivel az utasítások 32 bitesek és 4 bájtos szóhatárra vannak igazítva, ezért a pc aló 2 bitjét nem kell figyelembe venni; ez a 2 üzemmód-bit, a felső 4 bit állapotjelző bit), és tartalmazza a processzor állapot- és üzemmódbitjeit is. A processzor címterülete 26 bites, így 64 MiB memóriát képes címezni. Az ARM1-nek 4 üzemmódja van.[7]

Az ARM1 az ARMv1 ISA-n alapul, amely egy teljesen új fejlesztésű 32 bites RISC kialakítás, CISC jellemzőkkel (predikáció, több regiszter mentése/visszatöltése a stackba/ból, állapotjelző bitek, bonyolult címzési módok, pre/post-increment/decrement, csak 15 = kevés regiszter, nincs 0-regiszter) – a CISC jellemzőket a tervezők a sebesség érdekében tudatosan bevállalták.

egyik érdekessége ennek az utasításkészletnek a 4 bites feltételkód használata az utasítások előtt ...


hivatkozások, refek[szerkesztés]

  • tr.1 ... tr.4:

vis6502 -- ARM1: visual ARM1

furber.1: How ARM1 Got Built By Steve Furber

furber.2: ARM System Architecture First Edition by Stephen B. Furber (Author) isbn: 978-0201403527

furber.3: riport, acm - miért kezdtek új proct tervezni, hallottak riscről: itt Berkeley és Stanford, VLSI Technology, design team, nem tiszta risc

ieee: 10.1109/MM.2021.3112024 -- The Milestones That Define Arm's Past, Present, and Future

coh: Steve Furber apróságok

ars: A history of ARM, part 1: Building the first chip -- sztori, Ars leírásban -- itt a WDC sztori + fotó! IBM: "Hermann Hauser, ... gave the team copies of IBM research papers describing ... RISC"

babb: The Arm Story Part 1 : From Acorns -- benne: risc sztori, bővebben: Berk., de később beszerezték a többit is. ++ !!

babb2: https://thechipletter.substack.com/p/the-arm-story-part-2-archimedes-to-4fd -- Olivetti


bbcbasic: bbc basic birthday

eetimes: előzmények érdekesel lehetnek, pl NatSemi ajánlata
https://www.eetimes.com/why-the-arm-architecture-is-shaped-the-way-it-is/

bcs: Furber Amerikában hallott a RISC-ről?<br6> https://www.bcs.org/articles-opinion-and-research/from-arm-chips-to-human-brains/

hac: https://hackaday.com/2018/05/08/sophie-wilson-arm-and-how-making-things-simpler-made-them-faster-more-efficient/ --

wc1.history: https://en.wikichip.org/wiki/arm/history History - ARM --


wc1: *** ld. ARM1 és ARMv1


  1. ↑ a b c d e ARM1 (WikiChip)
  2. ↑ ARMwiki - ARM processor wiki, The ARM family, The ARM1 (ARMv1), Richard Murray
  3. ↑ enwiki, Tube
  4. ↑ tr.1, kép:
    S.Wilson, 808 lines
  5. ↑ https://www.theregister.com/2016/02/09/arm1_reverse_engineered/
  6. ↑ http://www.righto.com/2015/12/reverse-engineering-arm1-ancestor-of.html
  7. ↑ valahol megvan, Murray?

Fejlesztés, történet[szerkesztés]

Acorn Computers létrehozta az Advanced Research and Development részleget (wc) -- miért? Az Acorn terméke a BBC Micro a 8 bites 6502 processzorra épült. 1982-ben jelent meg. IBM PC 1981. Konkurencia már 16 és 32 bites gépeket forgalmazott. Acorn kereste, mire válthatna. Koprocesszorkártyák, Motorola 6809, WDC 65C816, stb. (wp) mindent kipróbáltak, semmi se volt elég jó. Motorola 68000 túl lassú volt. 8 MHz 32016 koproc. olyan teljesítményt nyújtott, mint a 4 MHz 6502. 

(wp) ...

furber.2x (Arm System-on-Chip Architecture): 2.1 The Acorn RISC Machine -- sztori eleje, BBC Micro, 8 bit 6502, továbblépés: korabeli procik mit tudnak. 16 bit CISC lassabb, mint a memória. Berk. RISC I tanulmány. Tervezés idejéb Berk. I, II, Stan. MIPS volt ismert (nekik), de említi a többit is: PDP-8, Cray-1 és IBM 801, amik csak részeket impl. ARM ebből néhány dolgot elfogadott, néhányat elvetett: regiszterablakok (bár vannak árnyékregiszterek), késleltetett elágazás, egyciklusos utasításvégrehajtás. 2.3 The ARM programmer's model -- regiszterek, utasításkódolás, flagek, üzemmódok. jellemzők (!), io memmapped. normal és fast interrupt. 4.1 3-stage pipeline ARM organization -- trükkös pc, ARM1-ben nincs integer szorzó (426/104, Multiplier design) ... stb.


SWEET16 - értelmezett bájtkódos utasításkészlet, Steve Wozniak találta ki, az Integer BASIC ROM részeként valósították meg az Apple II számítógépsorozatban. virtuális 16 bites processzor. kb. 10-szer lassabb mint a 6502 kód végrehajtása. 16 x 16 bites virtuális regisztere van, stb. Nem biztos, hogy ez inspirált bármit... (hac - is említi)

RISC[szerkesztés]

RISC: valahol hallottak az IBM 801 és a Berkeley RISC projektről, ez valóban inspirálta őket. Hol/honnan? Állítólag megkapták az IBM tanulmányt. Forrás? furber.2: könyvben Stan. és Berk. // David Patterson és David Ditzel 1981-ban jelentette meg a "The Case for a Reduced Instruction Set Computer" cikkét, így 1983-ban ez már ismert lehetett. Berkeley RISC: Patterson, RISC I, 1980-ban indult, 1981-ben publikálták az ACM-ben. Furber/Wilson elvetették a sok regisztert (és sok minden mást is) -> ARM nem teljesen RISC. // tr.1: Hauser adta nekik az anyagot, «And he’d dumped a bunch of papers on the desks of Wilson and Furber, relating to a novel chip design idea that originated from IBM.» -- neki ki mondta? H. ekkor már fölvett chiptervezőket és vizsgálta a processzortervezést. ars: cikk kifejezetten IBM-et emleget, link J.Cocke-ra, ibm múzeumban.
----
(babb.1:) Andy Hopper tudomást szerzett az Egyesült Államokban folyó kutatásokról, amelyek a processzorok tervezésének új megközelítését célozták, és ő mutatta be Hausernek az ötleteket. Egy nap Hauser egy tudományos dolgozatot tett Furber asztalára a témáról. A tanulmány a "Reduced Instruction Set Computer" (csökkentett utasításkészletű számítógép) elnevezésű koncepciót tárgyalta, amelyet a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen dolgoztak ki. Hamarosan az Acorn-csapat elolvasta a Berkeley RISC-1 processzoráról és a hasonló tervekről, például az IBM 801-ről és a Stanford MIPS-ről szóló tanulmányokat. ---

Branch delay slot: ?? -- tervezési kérdések

visits[szerkesztés]

Látogatások: tr.1: NatSemi Izrael; ezután 1983-ban? Western Design Centre, Phoenix, Arizona, Bill Mensch

babb: "They travelled to Israel to visit National Semiconductor ..."

babb: "They also travelled to Arizona where Bill Mensch ..." 16 bites processzoros tervező épp tervezi a 24 bites cuccot.

Mensch[szerkesztés]

Bill Mensch: 24 bites projektje tetszett, de ők kifejezetten 32 bitest céloztak meg, nem volt idő megvárni, míg Mensch eljut odáig (tr.2) -- még egyszer olvasd el, mi van ott!

Furber[szerkesztés]

Furber szerepe: valahol van egy komplett Furber-memoár (furber.1)

Hauser[szerkesztés]

??

1985[szerkesztés]

(babb: 1985 szintén) Olivetti átveszi az ARM-ot -- pénzügyi nehézségek (wp: Hermann Hauser, stb)

tranzisztor[szerkesztés]

ARM1 25000, ARM2 27000

eetimes: 25000 (less than...) -- Shirrif mondja meg pontosan

wc1.arm1, wc1.history: 24 800

BASIC, design[szerkesztés]

meesh: https://www.cs.umd.edu/~meesh/cmsc411/website/proj01/arm/history.html

«The first model of the ARM (ARM1) instruction set was written in BASIC. The subsequent model of the ARM hardware was written in BASIC as well. The actual physical design of the chip was achieved using VLSI Technology's custom design tools. In addition, an event-driven simulator was designed, also in BASIC, which allowed the support chips, the video controller VIDC and memory controller MEMC, and the I/O controller IOC, to be designed and tested. A development of the simulator, since rewritten in Modula-2 and then in C and known as ASIM, is still used by both Acorn and ARM LTD for design and testing today. »

Kamu[szerkesztés]

  • 16 bites adatbusz (in hackaday 2018/05/08/sophie-wilson...) – az adatbusz 32 bites, jól látszik Shirriff és wikichip lapokon, nincs jele multiplexelésnek, adatsínen 32 vonal van -- in: hac: "the first ARM CPU that Wilson and Furber built had a 16-bit data bus width ..." = imho kamu

+ kommentelők is megjegyzik, hogy ez hiba

  • az első ARM mikroarchitektúra, amelyet az Acorn Computers a BBC Computer Literacy Project kutatási és fejlesztési projektjeként valósított meg. -- Na nem. A BBC Computer Literacy Project keretében a BBC Micro gépet valósították meg, a processzort maguktól kezdték tervezni, mert a konkurencia jött föl a 16 és 32 bites gépekkel. https://en.wikipedia.org/wiki/BBC_Micro#Successor_machines

Arm, ARM[szerkesztés]

Arm can refer to either Arm the company or ARM, the instruction set architecture (ISA), which determines what basic instructions a processor comes with, what kind of software it can run natively (as in, without the use of emulation), and has deep implications for performance and efficiency potential. To distinguish between the two, Arm refers to the company and ARM is the ISA. Arm is a subsidiary of SoftBank Group, a Japanese conglomerate that also owns substantial portions of Alibaba, Uber, and Slack, to name just a few. In the 1980s, Arm developed the ARM ISA.

in: https://www.xda-developers.com/arm/

ARM2[szerkesztés]

ARM250[szerkesztés]

Wilson benne volt ebben is (eetimes)

ARM3[szerkesztés]

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Szerkesztő:Pkunk/tmp&oldid=26249843”