V-11
A V-11, kódnevén „Scorpio”, egy 32 bites 5 csipből álló mikroprocesszor-csipkészlet – avagy többcsipes mikroprocesszor –, amely a VAX utasításkészlet-architektúra (ISA) egy teljes megvalósítása. Tervezte és gyártotta a Digital Equipment Corporation (DEC); fejlesztése 1984 végén kezdődött, a processzor-csipkészlet 1986 elején jelent meg a VAX 8200 és 8300 középszintű rendszerekben. Érdekessége, hogy bár fejlesztése előbb kezdődött, mint a MicroVAX VLSI rendszeré, a MicroVAX (egycsipes processzor) korábban jelent meg és nagyobb integráltságot valósított meg, mint a V-11.

Történet 
A V-11 volt Digital első VAX mikroprocesszor kialakítása, ám mégis a másodikként jelent meg a késztermékekben (a Digital által forgalmazott VAX miniszámítógép-modellekben), a MicroVAX 78032 után. A 39. Nemzetközi Szilárdtest-Áramköri Konferencián (International Solid-State Circuits Conference, ISSCC) mutatták be 1984-ben, a MicroVAX 78032-essel együtt, és 1986 elején kezdték szállítani a DEC különféle rendszereiben. A csipkészlet eleinte 5 MHz (200 ns ciklusidő) órajelen működött, 1987-ben jelent meg a 6,25 MHz-es modell (160 ns ciklusidő). A V-11 a DEC saját specifikus terméke volt és egyedül a DEC gyártmányú VAX 8200, VAX 8250, VAX 8300 és VAX 8350 miniszámítógépekben, és a VAXstation 8000 munkaállomásban alkalmazták.

5 MHz-en a V-11 közelítőleg ugyanazt a teljesítményt mutatta, mint a VAX–11/780 szuperminiszámítógép. 6,25 MHz-en hozzávetőleg 1,2-szer gyorsabb volt, mint a VAX-11/780.

A V-11 a Scorpio program része volt, amelynek célja a nagyon nagy integráltságú (VLSI) integrált áramkörök kifejlesztése és a megfelelő gyártási technológia kialakítása volt a DEC-nél, azaz hogy a DEC képes legyen saját fejlesztésű csipeket gyártani saját technológiával. A program egyéb céljai közé tartozott egy új CAD (CAD) programcsomag, valamint egy félvezetőgyártó folyamat kifejlesztése is; ennek eredménye lett a CHAS rendszer (amely inkább a mostani verziókövető rendszerekre hasonlított, mint egy tervezőrendszerre) és a ZMOS, amely a DEC első teljesen saját fejlesztésű félvezetőgyártási folyamata volt.

Leírás 
A V-11 egy többcsipes mikroprocesszor-kialakítás, amelyet egy I/E csip, egy M csip, egy F csip és öt ROM/RAM csip alkot. A MicroVAX 78032-vel ellentétben, amely csak a VAX ISA egy részhalmazát valósítja meg, a V-11 egy teljes VAX implementáció, ami támogatja az utasításkészlet-architektúra mind a 304 utasítását és a 17 adattípusát (bájt, szó, hosszúszó, négyesszó, nyolcszó, F-, D-, G-, H- típusú lebegőpontos, bit, változó hosszúságú bitmező, karakteres string, lefutó numerikus füzér, vezető elválasztott numerikus füzér, pakolt decimális string, abszolút sor, önrelatív sor).

A csipkészlet áramkörei négy sínhez csatlakoznak: a MIB, DAL, PAL és CAL sínekhez. A MIB (microinstruction bus, mikroutasítás-sín) a mikroutasítások vezérlő jeleit továbbítja és a címeket a vezérlési tárból az I/E és F csipekhez. A MIB 40 bit széles, ami megfelel a mikroszó szélességének és paritással védett. A DAL egy 32 bites paritásvédett sín, amely az adatcímeket továbbítja az I/E, M és F csipek, a gyorsítótár, a tartalék fordítótár (backup translation buffer) RAM-jai és a bemeneti/kimeneti interfész portjai között, minden irányba.

ROM/RAM csip 
Egy ROM/RAM csip (DC327) a vezérlési tár egyötödét képezi, amelyet javításokkal lehet ellátni (patchelhető). Ez  × 8 bit (16 KiB) csak olvasható memóriát (ROM),  × 8 bit (1 KiB) RAM-ot és egy 32 × 14 bites asszociatív memóriát (CAM) tartalmaz. A ROM a vezérlés tárolója, a vezérlési tár javításai (a patchek) a RAM-ban lehetnek. A ROM/RAM  tranzisztorból áll, a lapka mérete 344 × 285 mil, azaz 8,74 × 7,24 mm, területe  mil2, azaz 63,25 mm2. Disszipációja 1 W.

Az I/E csip 
Az I/E csip (DC328) egy utasításpuffert, egy mikroszekvenszert, egy végrehajtó egységet és egy mini-fordítópuffert (mini-translation buffer, MTB) tartalmaz. Az utasításpuffer egy két bejegyzéses 32 bites puffer, amely az előzetes utasításkód-lehívás során kapott utasításokat tárolja. Ez javítja a teljesítményt, azzal, hogy fenntart egy bizonyos számú utasítást, amelyek készek a végrehajtásra. Az utasításpuffer telítettségét speciális hardver biztosítja (igyekszik fenntartani).

A végrehajtóegység tartalmazza a VAX ISA által meghatározott tizenhat 32 bites általános célú regisztert, egy aritmetikai-logikai egységet (ALU) és egy léptetőegységet. Az MTB gyakorlatilag egy translation lookaside buffer, címfordító gyorsítótár (TLB). Ez öt laptábla-bejegyzést (PTE) tartalmaz, egyet az utasítások és négyet az adatok számára. Találati hiba esetén az M csipben lévő tartalék fordítótárat (backup translation puffer, BTB) használja a processzor. Az I/E csip  tranzisztorból áll, egy 354 × 358 mil, 8,99 mm × 9,09 mm méretű lapkán helyezkedik el, területe  mil2, azaz 81,76 mm2. Disszipációja 5 W.

Az M csip 
Az M csip (DC329) feladata a memória- és megszakításkezelés. Ez a csip tartalmazza a tartalék fordítótár (backup translation puffer, BTB) sorait, a gyorsítótár sorait és a belső processzor-regisztereket. Az M csip végzi a VAX architektúra által meghatározott bemeneti/kimeneti funkciókat és generálja az órajelet a csipkészlet számára.

A tartalék fordítótár alapvetően egy translation lookaside buffer, címfordító gyorsítótár (TLB), amely az MTB találati hibáit kezeli. A BTB 512 laptáblabejegyzést (PTE) tartalmaz, amelyből 256 a rendszer-tér, és 256 a folyamat-tér lapjait írja le. A BTB az M csipben helyezkedik el, 128 sort tartalmaz, minden négy PTE számára egyet. A BTB külső RAM-okkal van megvalósítva.

Az M csipnek 26 belső processzorregisztere van, amelyeket a mikrokód-vezérlés használ ideiglenes tárolókként, komplex, több órajelciklust igénylő utasítások végrehajtásakor.

Az M csip  tranzisztorból áll, amely 339 × 332 mil (8,61 mm × 8,43 mm) méretű lapkán,  mil2 (72,61 mm2) felületen található. Disszipációja 3 W.

Az F csip 
Az F csip (DC330) tartalmazza a lebegőpontos egységet (FPU). Ez képes végrehajtani a VAX lebegőpontos utasítások legnagyobb részét a VAX architektúrában meghatározott f_floating, d_floating és g_floating lebegőpontos adattípusokon, és ez az egység végzi a fixpontos szorzás és osztás műveleteket is. Az F csip az I/E csiptől kapja az utasításkódokat, a mikroutasításokat pedig a vezérlési tárból a MIB sínen keresztül. Az operandusokat a memóriából vagy a processzor általános célú regisztereiből fogadja a DAL sínen keresztül, és az eredmények visszaírását ugyanezen a sínen keresztül végzi.  tranzisztorból áll, lapkamérete 341 × 288 mil (8,66 mm × 7,32 mm), felülete  mil2 (63,36 mm2). Disszipációja 2,5 W.

Az F csip a J-11 mikroprocesszor-csipkészletbe tartozó lebegőpontos egység származéka. Ez a csipkészlet egy PDP–11 implementáció. Az F csip az eredeti tervek szerint egy teljesen új fejlesztés lett volna, kifejezetten a V-11 számára, de ezt a fejlesztést törölték és a származékkal helyettesítették, a V-11 csipkészlet egyszerűsítése és a fejlesztés meggyorsítása miatt, hogy valamennyire lépést tudjon tartani az időközben megkezdett MicroVAX 78032 fejlesztéssel.

A gyorsítótár 
A V-11 egy külső 8 KiB méretű elsődleges gyorsítótárat használ. A gyorsítótár fizikailag címezhető, blokkmérete 64 bájtos.

Fizikai kialakítás 
A V-11 csipkészlet összesen  tranzisztort tartalmaz kilenc lapkára szétosztva és a Digital ZMOS eljárásával készült, amely egy -es NMOS folyamat kétrétegű fémezéssel.

Jegyzetek

Fordítás

Források 
 "KA820/KA825 Processor Technical Manual, Third Edition, April 1987". EK-KA820-TM-003. Digital Equipment Corporation. – a processzor kézikönyve

További információk 
 Johnson, W.N.; Herrick, W.V.; Grundmann, W.J. (October 1984). "A VLSI VAX chip set". IEEE Journal of Solid-State Circuits 19 (5): 663–674.
 Johnson, W. (February 1984). "A VLSI superminicomputer CPU". ISSCC Digest of Technical Papers: 174–175.
 "V-11" at The Computer History Simulation Project

Kapcsolódó szócikkek 
VAX
Digital Equipment Corporation

DEC mikroprocesszorok
A V-11 , kódnevén „ Scorpio” , egybitescsipből álló mikroprocesszor-csipkészlet – avagy többcsipes mikroprocesszor – , amely a VAX utasításkészlet-architektúra ( ISA ) egy teljes megvalósítása . Tervezte és gyártotta a Digital Equipment Corporation ( DEC ) ; fejlesztésevégén kezdődött , a processzor-csipkészletelején jelent meg a VAXésközépszintű rendszerekben . Érdekessége , hogy bár fejlesztése előbb kezdődött , mint a MicroVAX VLSI rendszeré , a MicroVAX ( egycsipes processzor ) korábban jelent meg és nagyobb integráltságot valósított meg , mint a V-11. Történet A V-11 volt Digital első VAX mikroprocesszor kialakítása , ám mégis a másodikként jelent meg a késztermékekben ( a Digital által forgalmazott VAX miniszámítógép-modellekben ) , a MicroVAXután . A Nemzetközi Szilárdtest-Áramköri Konferencián ( International Solid-State Circuits Conference , ISSCC ) mutatták beben , a MicroVAXessel együtt , éselején kezdték szállítani a DEC különféle rendszereiben . A csipkészlet eleinteMHzns ciklusidő ) órajelen működött, ben jelent meg a25 MHz-es modellns ciklusidő ) . A V-11 a DEC saját specifikus terméke volt és egyedül a DEC gyártmányú VAX VAX VAXés VAXminiszámítógépekben , és a VAXstationmunkaállomásban alkalmazták. 5 MHz-en a V-11 közelítőleg ugyanazt a teljesítményt mutatta , mint a VAX–11/780 szuperminiszámítógép.25 MHz-en hozzávetőleg2-szer gyorsabb volt , mint a VAX-11/780. A V-11 a Scorpio program része volt , amelynek célja a nagyon nagy integráltságú ( VLSI ) integrált áramkörök kifejlesztése és a megfelelő gyártási technológia kialakítása volt a DEC-nél , azaz hogy a DEC képes legyen saját fejlesztésű csipeket gyártani saját technológiával . A program egyéb céljai közé tartozott egy új CAD ( CAD ) programcsomag , valamint egy félvezetőgyártó folyamat kifejlesztése is ; ennek eredménye lett a CHAS rendszer ( amely inkább a mostani verziókövető rendszerekre hasonlított , mint egy tervezőrendszerre ) és a ZMOS , amely a DEC első teljesen saját fejlesztésű félvezetőgyártási folyamata volt . Leírás A V-11 egy többcsipes mikroprocesszor-kialakítás , amelyet egy I/E csip , egy M csip , egy F csip és öt ROM/RAM csip alkot . A MicroVAXvel ellentétben , amely csak a VAX ISA egy részhalmazát valósítja meg , a V-11 egy teljes VAX implementáció , ami támogatja az utasításkészlet-architektúra mind autasítását és aadattípusát ( bájt , szó , hosszúszó , négyesszó , nyolcszó , F- , D- , G- , H- típusú lebegőpontos , bit , változó hosszúságú bitmező , karakteres string , lefutó numerikus füzér , vezető elválasztott numerikus füzér , pakolt decimális string , abszolút sor , önrelatív sor ) . A csipkészlet áramkörei négy sínhez csatlakoznak : a MIB , DAL , PAL és CAL sínekhez . A MIB ( microinstruction bus , mikroutasítás-sín ) a mikroutasítások vezérlő jeleit továbbítja és a címeket a vezérlési tárból az I/E és F csipekhez . A MIBbit széles , ami megfelel a mikroszó szélességének és paritással védett . A DAL egybites paritásvédett sín , amely az adatcímeket továbbítja az I/E , M és F csipek , a gyorsítótár , a tartalék fordítótár ( backup translation buffer ) RAM-jai és a bemeneti/ kimeneti interfész portjai között , minden irányba . ROM/RAM csip Egy ROM/RAM csip ( DC327 ) a vezérlési tár egyötödét képezi , amelyet javításokkal lehet ellátni ( patchelhető ) . Ez ×bitKi B ) csak olvasható memóriát ( ROM ) , ×bitKiB ) RAM-ot és egy×bites asszociatív memóriát ( CAM ) tartalmaz . A ROM a vezérlés tárolója , a vezérlési tár javításai ( a patchek ) a RAM-ban lehetnek . A ROM/RAM tranzisztorból áll , a lapka mérete×mil , azaz74 ×24 mm , területe mil2 , azaz25 mm2. DisszipációjaW . Az I/E csip Az I/E csip ( DC328 ) egy utasításpuffert , egy mikroszekvenszert , egy végrehajtó egységet és egy mini-fordítópuffert ( mini-translation buffer , MTB ) tartalmaz . Az utasításpuffer egy két bejegyzésesbites puffer , amely az előzetes utasításkód-lehívás során kapott utasításokat tárolja . Ez javítja a teljesítményt , azzal , hogy fenntart egy bizonyos számú utasítást , amelyek készek a végrehajtásra . Az utasításpuffer telítettségét speciális hardver biztosítja ( igyekszik fenntartani ) . A végrehajtóegység tartalmazza a VAX ISA által meghatározott tizenhatbites általános célú regisztert , egy aritmetikai-logikai egységet ( ALU ) és egy léptetőegységet . Az MTB gyakorlatilag egy translation lookaside buffer , címfordító gyorsítótár ( TLB ) . Ez öt laptábla-bejegyzést ( PTE ) tartalmaz , egyet az utasítások és négyet az adatok számára . Találati hiba esetén az M csipben lévő tartalék fordítótárat ( backup translation puffer, BTB ) használja a processzor . Az I/E csip tranzisztorból áll , egy×mil,99 mm ×09 mm méretű lapkán helyezkedik el , területe mil2 , azaz76 mm2. DisszipációjaW . Az M csip Az M csip ( DC329 ) feladata a memória- és megszakításkezelés . Ez a csip tartalmazza a tartalék fordítótár ( backup translation puffer, BTB ) sorait , a gyorsítótár sorait és a belső processzor-regisztereket . Az M csip végzi a VAX architektúra által meghatározott bemeneti/ kimeneti funkciókat és generálja az órajelet a csipkészlet számára . A tartalék fordítótár alapvetően egy translation lookaside buffer , címfordító gyorsítótár ( TLB ) , amely az MTB találati hibáit kezeli . A BTBlaptáblabejegyzést ( PTE ) tartalmaz , amelybőla rendszer-tér , ésa folyamat-tér lapjait írja le . A BTB az M csipben helyezkedik el, sort tartalmaz , minden négy PTE számára egyet . A BTB külső RAM-okkal van megvalósítva . Az M csipnekbelső processzorregisztere van , amelyeket a mikrokód-vezérlés használ ideiglenes tárolókként , komplex , több órajelciklust igénylő utasítások végrehajtásakor . Az M csip tranzisztorból áll , amely×mil61 mm ×43 mm ) méretű lapkán , mil261 mm2 ) felületen található . DisszipációjaW . Az F csip Az F csip ( DC330 ) tartalmazza a lebegőpontos egységet ( FPU ) . Ez képes végrehajtani a VAX lebegőpontos utasítások legnagyobb részét a VAX architektúrában meghatározott f_floating , d_floating és g_floating lebegőpontos adattípusokon , és ez az egység végzi a fixpontos szorzás és osztás műveleteket is . Az F csip az I/E csiptől kapja az utasításkódokat , a mikroutasításokat pedig a vezérlési tárból a MIB sínen keresztül . Az operandusokat a memóriából vagy a processzor általános célú regisztereiből fogadja a DAL sínen keresztül , és az eredmények visszaírását ugyanezen a sínen keresztül végzi. tranzisztorból áll , lapkamérete×mil66 mm ×32 mm ) , felülete mil236 mm2 ) . Disszipációja5 W. Az F csip a J-11 mikroprocesszor-csipkészletbe tartozó lebegőpontos egység származéka . Ez a csipkészlet egy PDP–11 implementáció . Az F csip az eredeti tervek szerint egy teljesen új fejlesztés lett volna , kifejezetten a V-11 számára , de ezt a fejlesztést törölték és a származékkal helyettesítették , a V-11 csipkészlet egyszerűsítése és a fejlesztés meggyorsítása miatt , hogy valamennyire lépést tudjon tartani az időközben megkezdett MicroVAXfejlesztéssel . A gyorsítótár A V-11 egy külsőKiB méretű elsődleges gyorsítótárat használ . A gyorsítótár fizikailag címezhető , blokkméretebájtos . Fizikai kialakítás A V-11 csipkészlet összesen tranzisztort tartalmaz kilenc lapkára szétosztva és a Digital ZMOS eljárásával készült , amely egy -es NMOS folyamat kétrétegű fémezéssel . Jegyzetek Fordítás Források " KA820/KA825 Processor Technical Manual , Third Edition , April . EK-KA820-TM-003. Digital Equipment Corporation. – a processzor kézikönyve További információk Johnson , W.N. ; Herrick , W.V. ; Grundmann , W.J . ( October " A VLSI VAX chip set " . IEEE Journal of Solid-State Circuits( 5) :674. Johnson , W. ( February " A VLSI superminicomputer CPU " . ISSCC Digest of Technical Papers : 175 . " V-11 " at The Computer History Simulation Project Kapcsolódó szócikkek VAX Digital Equipment Corporation DEC mikroprocesszorok