Embedded 版 (精华区)

发信人: snows (花自飘零水自流), 信区: Embedded
标  题: Wince编程经验8（ZZ）
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年03月14日09:25:53 星期天), 站内信件

RISC处理器产品过眼录
---- RISC（精简指令集算法）的中心思想是简化硬件设计，硬件只执行很有限的最常用
的那部分指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。RISC出现
的结果是，相对少的晶体管可设计出极快的微处理器。产生RISC处理器的直接原因是由
于工作站的出现。
---- 在80年代，由于PC机不能满足图形处理和科学计算等应用的需求，而大型机又非常
昂贵，因此创造了工作站这种相对便宜的台式系统。但是，用于PC机的处理器不可能满
足工作站的需求，所以提出RISC处理器的思想。因为通过研究发现，只有大约20%的指令
是最常用的，把处理器能执行的指令数目减少到最低限度，对它们的执行进行优化，就
可以极大地提高处理器的工作速度。一般来说，RISC处理器比同等的CISC处理器要快50
%～75%，同时RISC处理器更容易设计和纠错。
---- 目前，比较有影响的RISC处理器产品有Compaq公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、I
BM公司的Power PC、MIPS公司的MIPS和Sun公司的Sparc。下面将分别介绍它们的有关情
况。
Alpha处理器
---- Alpha处理器最早由DEC公司设计制造，在Compaq公司收购DEC之后，Alpha处理器继
续得到发展，应用于许多高档的Compaq服务器上。从1995年开始有21164芯片，那时的工
艺为0.5mm，主频达到200MHz。1998年，推出新型号21264，当时的主频是600MHz。
---- 目前，最新的21264芯片主频达到1GHz，工艺为0.18mm。在该芯片里面集成了1500
万个晶体管。它里面有4个整数运算单元和2个浮点计算单元。21264芯片具有完善的指令
预测能力和很高的存储系统带宽（超过1GB/s），并且其中增加了处理视频信息的功能，
使其多媒体处理能力增强。
---- 21264芯片保持了Alpha处理器可以运行多种操作系统的特点，其中包括Tru64 Uni
x、OpenVMS和Linux等，而在这些系统中，已经有许多成熟的应用程序，这也是Alpha处
理器的一个优势。
---- 目前，Compaq公司正在开发新一代的处理器EV7和EV8，其主频分别为1.25GHz和1.
65GHz，工艺则分别为0.18mm和0.13mm。新型处理器的重点将侧重于引入系统级的特征，
如满足复杂工作负载和大规模SMP的需求。
MIPS处理器
---- MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。
在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计算机公司成立。1992年，SGI收购了M
IPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。
---- MIPS公司设计RISC处理器始于80年代初，1986年推出R2000处理器，1988年推出R3
000处理器，1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后，又陆续推出R8000（于1
994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。之后，MIPS公司的战略发
生变化，把重点放在嵌入式系统。1999年，MIPS公司发布MIPS 32和MIPS 64架构标准，
为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并且增加
了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核（core）
MIPS 32 4Kc与高性能64位处理器内核MIPS 64 5Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS
 32 4Kc的新版本以及未来64位MIPS 64 20Kc处理器内核。
---- 为了使用户更加方便地应用MIPS处理器，MIPS公司推出了一套集成的开发工具，称
为MIPS IDF（Integrated Development Framework），特别适合嵌入式系统的开发。
PA-RISC处理器
---- HP公司的RISC芯片PA-RISC于1986年问世。目前，他们正在开发HP的64位超标量处
理器PA-8000系列。 同时，HP公司与Intel公司合作开发的下一代芯片IA-64，在与原来
PA-RISC和Intel x86系列芯片兼容的基础上，性能更会有飞跃性的提高。
---- PA-8000系列芯片是从1996年开始提供的。第1款芯片的型号为PA-8000，主频达18
0MHz，后来陆续推出PA-8200、PA-8500和PA-8600等型号。
---- HP公司正在开发64位微处理器 PA-8700。此芯片将于2001年上半年正式投入服务器
和工作站的使用。这种新型处理器的设计主频将达到800MHz以上。PA-8700使用的工艺是
0.18mm绝缘硅（Silicon-On-Insulator，SOI）铜CMOS工艺，采用7层铜导体互连，芯片
上的高速缓存达到2.25MB，比PA-8600 增加了50%。这种新的0.18mm工艺降低了电压，从
而使工作在较高频率下的芯片大大降低了功耗，工作温度也较低。此外，这种工艺使芯
片几何尺寸更小，主频更高。因此，PA-8700计算速度高达每秒32亿次运算。
---- 根据HP公司的规划，未来还将推出PA-8800和PA-8900处理器，其主频分别达到1GH
z和1.2GHz。PA-RISC同时也是IA-64的基础。在未来的IA-64芯片中，继续保持许多PA-R
ISC芯片的重要特性，包括PA-RISC的虚拟存储架构、统一数据格式、浮点运算、多媒体
和图形加速等。
PowerPC处理器
---- PowerPC架构的特点是可伸缩性好，方便灵活。PowerPC处理器品种很多，既有通用
的处理器，又有嵌入式控制器和内核，应用范围非常广泛，从高端的工作站、服务器到
桌面计算机系统，从消费类电子产品到大型通信设备，无所不包。
---- 处理器芯片主要型号是PowerPC 750，它于1997年研制成功，最高的工作频率可以
达到500MHz，采用先进的铜线技术。该处理器有许多品种，以便适合各种不同的系统。
包括IBM小型机、苹果电脑和其他系统。
---- 嵌入式的PowerPC 405（主频最高为266MHz）和PowerPC 440（主频最高为550MHz）
处理器内核可以用于各种集成的系统芯片（system-on-a-chip，SOC）设备上，在电信、
金融和其他许多行业具有广泛的应用。
Sparc处理器
---- Sun公司以其性能优秀的工作站闻名，这些工作站的心脏全都是采用Sun公司自己研
发的Sparc芯片。根据Sun公司未来的发展规划，在64位UltraSparc处理器方面，主要有
3个系列，首先是可扩展式s系列，主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前Ultr
aSparc Ⅲs的频率已经达到750GHz。将推出UltraSparc Ⅳs和UltraSparc Ⅴs等型号。
其中UltraSparc Ⅳs的频率为1GHz，UltraSparc Ⅴs则为1.5GHz。其次是集成式i系列，
它将多种系统功能集成在一个处理器上，为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出
的UltraSparc Ⅲi的频率达到700GHz，未来的UltraSparc Ⅳi的频率将达到1GHz。最后
是嵌入式e系列，为用户提供理想的性能价格比，嵌入式应用包括瘦客户机、电缆调制解
调器和网络接口等。Sun公司还将推出主频300、400、500MHz等版本的处理器。
---- 1999年6月，UltraSparc Ⅲ首次亮相，它采用先进的0.18mm工艺制造。该处理器全
部采用64位结构和VIS指令集，时钟频率从600MHz起，可用于高达1000个处理器协同工作
的系统上。UltraSparc Ⅲ的内存带宽达到2.4GB/s，还配备了8MB的二级高速缓存，性能
很好。UltraSparc Ⅲ和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容，完全支
持客户的软件投资，得到众多的独立软件供应商的支持。
---- 不仅如此，为了帮助原设备厂商尽快把产品推向市场，集中精力开发产品，Sun公
司还开发了Sparc处理器主板，包括ATX和CompactPCI 两个系列。

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