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組み込み向け CPU

組み込み向け CPU. 小型デバイスに搭載される CPU 携帯電話，デジタルカメラ， PDA ，センサデバイスなど 特徴 小型 低消費電力 多機能 メモリやクロック， I/O などを含む. 比較. ノイマンアーキテクチャ. メモリ上に命令とデータを区別することなく格納し、データを命令として解釈実行する ノイマンズボトルネック 命令実行時、アクセス速度の遅いメモリを必ず参照する必要があり性能低下を招く. ARM. 32 ビット RISC CPU のアーキテクチャ ARM: Acorn RISC Machine 組み込み用 CPU で最大シェアを持つ

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Presentation Transcript

  1. 組み込み向けCPU • 小型デバイスに搭載されるCPU • 携帯電話，デジタルカメラ，PDA，センサデバイスなど • 特徴 • 小型 • 低消費電力 • 多機能 • メモリやクロック，I/Oなどを含む

  2. 比較

  3. ノイマンアーキテクチャ • メモリ上に命令とデータを区別することなく格納し、データを命令として解釈実行する • ノイマンズボトルネック • 命令実行時、アクセス速度の遅いメモリを必ず参照する必要があり性能低下を招く

  4. ARM • 32ビットRISC CPU のアーキテクチャ • ARM: Acorn RISC Machine • 組み込み用CPUで最大シェアを持つ • 2005年度では全世界で61%のシェア • ARM 社は IP (Intellectual Property) • ARM社は設計し，ライセンスを他社に販売 • 製造はライセンスを取得した Intel, Motorola, Philips, 任天堂, シャープ，松下電器など非常に多くのメーカが行う

  5. 活用事例 • gumstix (PXA255) • PXA255の仕様 (Xscale, Intel 社製) • 400MHz • 32KB命令キャッシュ、32KBデータキャッシュ • MMC/SD, PCMCIA/CF Card サポート • USBサポート • Cellular baseband, bluetooth サポート

  6. H8 • Renesas Technologyによる製造 • 元々は日立製作所が開発 • CISC • シリーズ • 8ビットCPU：H8/300, • 16ビットCPU:H8/300H, H8/500, H8S • 32ビットCPU:H8SX

  7. H8の活用事例 • LEGOマインドストーム (H8/3292) • H8/3292の仕様 • CPU (H8/300) • 8ビットCPU • 16ビットレジスタ×8 • 16MHz • ROM:16 KB • RAM:512 Bytes H8/3292 RAM28 KB CPUH8/300 ROM16 KB On-chipRegisterField On-chipRAM512 Bytes On-chipRegisterField120 Bytes

  8. SuperH • Renesas Technologyによる製造 • 元々は日立製作所が開発 • RISC • 種類 • コントローラタイプ • SH-1, SH-2など • プロセッサタイプ • SH-3, SH-4, SH-4A, SH-X3 • SH-Mobile（モバイル用） • SH7290, SH7300, SH-Mobile V2, SH-Mobile3

  9. 活用事例 • セガサターン (SH-2) • SH-2 の仕様 • 28.7 MHz • 4KB のキャッシュ • レジスタ • 汎用レジスタ：16個 • 制御レジスタ：3個 • システムレジスタ：4個

  10. ハーバードアーキテクチャ • 本来は命令用とデータ用に物理的に分割された記憶装置と信号通路を用いる • 命令実行と同時に命令の読み込みが可能 • ノイマン型と比べて高速化が可能 • 但しより多くの電気回路が必要

  11. PIC(Peripheral Interface Controller) • Microchip Technology社による製造 • RISC • ワンチップマイコン • I/O ポート、プログラム用メモリ、データメモリ、AD コンバータ、パラレルポート、シリアルポート、タイマなどを含む製品もある • 開発用言語 • アセンブラ，C言語

  12. 代表的なPIC • 16F84A • 16F84A の仕様 • 20 MHz clock input • プログラムメモリ:1024 words • RAM:68 Bytes • ROM:64 Bytes • レジスタ数:15

  13. AVR • Atmel社による製造 • RISC • ワンチップマイコン • I/O ポート、プログラム用メモリ、データメモリ、AD コンバータ、パラレルポート、シリアルポート、タイマなどを含む製品もある • 全ての命令を1サイクルで実行 • 32個の汎用レジスタ • 開発用言語 • アセンブラ，C言語

  14. AVRの仕様例

  15. ASIC • 特定用途に使われるIC • 高性能、 • 設計・開発コストが高い • 少量生産では製造コストが高い • 種類 • Standard cell design • Gate array design • Full-custom design • Structured/platform design

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