Motorola 68060
El Motorola 68060 ("sesenta y ocho-oh-sesenta") es un microprocesador de 32 bits de Motorola lanzado en 1994. es el sucesor del Motorola 68040 y es el miembro de mayor rendimiento de la serie 68000. Se produjeron dos derivados, el 68LC060 y el 68EC060.
Arquitectura
Existe una versión LC (Low-Cost), sin FPU y EC (Embedded Controller), sin MMU y FPU. El diseño 68060 fue dirigido por Joe Circello.
El 68060 comparte la mayoría de las características arquitectónicas con el P5 Pentium. Ambos tienen una configuración de tubería de instrucción dual en orden superescalar muy similar y un decodificador de instrucciones que divide las instrucciones complejas en otras más simples antes de la ejecución. Sin embargo, una diferencia significativa es que la FPU 68060 no está canalizada y, por lo tanto, es hasta tres veces más lenta que el Pentium en aplicaciones de coma flotante. En contraste con eso, las multiplicaciones de enteros y las instrucciones de cambio de bits son significativamente más rápidas en el 68060. El 68060 tiene la capacidad de ejecutar instrucciones simples en la unidad de generación de direcciones (AGU) y, por lo tanto, proporciona el resultado dos ciclos antes que la ALU. En el desarrollo del 68060, se analizaron grandes cantidades de código compilado comercial en busca de pistas sobre qué instrucciones serían las mejores candidatas para la optimización del rendimiento.
En comparación con el Pentium, el 68060 puede funcionar mejor en código mixto; El decodificador de Pentium no puede emitir una instrucción FP en cada oportunidad y, por lo tanto, la FPU no es superescalar como lo eran las ALU. Si la FPU no canalizada del 68060 puede aceptar una instrucción, el decodificador puede emitir una. Esto significa que la optimización para el 68060 es más fácil: no hay reglas que impidan que se emitan instrucciones FP cuando sea conveniente para el programador, aparte de las latencias de instrucción bien entendidas. Sin embargo, con el código correctamente optimizado y programado, la FPU del Pentium es capaz de duplicar el reloj para el rendimiento del reloj de la FPU del 68060.
El 68060 es el último desarrollo de la familia 68000 para uso general, abandonado en favor de los chips PowerPC. Se utilizó en algunas máquinas Amiga de último modelo y tarjetas aceleradoras Amiga, así como en algunos clones de Atari ST y placas aceleradoras Falcon (CT60/CT63/CT60e, la última de las cuales se creó en 2015), y modelos muy recientes de Alpha Microsystems. computadoras multiusuario antes de su migración a x86, pero Apple Inc. y el mundo Unix se habían mudado a varias plataformas RISC cuando el 68060 estuvo disponible. El 68060 se introdujo a 50 MHz en el proceso de fabricación de 0,6 µm de Motorola. Unos años más tarde, se redujo a 0,42 µm y la velocidad del reloj aumentó a 66 MHz y 75 MHz. Algunos usuarios lograron overclockear rev6. 68060 CPU-s (máscara: 71E41J) hasta 120 o 133 MHz.
Continúan los desarrollos del núcleo básico, destinado a sistemas integrados. Aquí se combinan con una serie de interfaces periféricas para reducir la complejidad general y los requisitos de energía de un diseño. Varios chips, cada uno con diferentes conjuntos de interfaces, se venden con los nombres ColdFire y DragonBall.
Historia
Los números de modelo con incluso penúltimo dígito (68000, 68020, 68040, 68060) fueron reservado para revisiones importantes de la arquitectura central 680x0. Los números de modelo con penúltimo dígito impar (68010, 68030) se reservaron para actualizaciones de la arquitectura del chip anterior. Motorola nunca produjo un 68050.
Por ejemplo, el Motorola 68010 (y el oscuro 68012) es un 68000 con mejoras en la instrucción de bucle y la capacidad de suspender y luego continuar una instrucción en caso de falla de página, lo que permite el uso de memoria virtual con la hardware de la MMU. Sin embargo, no hubo revisiones importantes de la arquitectura central. De manera similar, el Motorola 68030 representa una mejora en el proceso del 68020 con la MMU y un pequeño caché de datos (256 bytes) movido en el chip. El 68030 se lanzó en índices de velocidad de hasta 50 MHz.
Sin embargo, el salto del 68000/68010 al 68020/68030 representa una revisión importante, con innumerables cambios individuales.
Cuando el 68060 estaba en producción, Motorola había abandonado el desarrollo de la familia 68000 a favor del PowerPC. El 68060 es el último procesador de la familia 68000 de Motorola.
Signetics (Philips) produjo una variante basada en 68000 a la que de forma algo confusa llamaron 68070. Contiene una CPU 68000 modestamente mejorada, una MMU simple en chip y un controlador de bus I²C. Salió mucho antes que el 68060 y se utilizó principalmente como un procesador integrado en algunos artículos de electrónica de consumo, en particular las consolas CD-i.
Uso
¡El iNFiNiT de Chyron!, ¡Max! y Maxine! La serie de generadores de caracteres de televisión utiliza el 68060 como procesador principal. Estos generadores de caracteres eran un elemento fijo en muchas cadenas de televisión estadounidenses. estaciones afiliadas.
En computadoras de escritorio, el 68060 se usa en algunas variantes del Amiga 4000T producido por Amiga Technologies y está disponible como una actualización de terceros para otros modelos de Amiga. También se utiliza en el sistema de vídeo no lineal DraCo clon de Amiga.
El Q60 amplió el diseño Sinclair QL de manera similar desde el comienzo más lento hasta el ritmo máximo de las capacidades de la arquitectura de 68K; estas placas base basadas en 68060, a 66 MHz para el 68060 completo o una opción sin FPU 68LC060 con overclocking a 80 MHz, son más de 100 veces más rápidas que Sinclair QL mientras ejecutan los mismos sistemas operativos.
El 68060 se usó en los sistemas PBX de oficina grande Nortel Meridian 1 Option 51, 61 y 81, alimentando las placas de procesador central CP3 y CP4. Un par de estas placas, cada una con un 68060, podría usarse para hacer que el PBX sea tolerante a fallas. Esta era una aplicación lógica ya que los núcleos Meridian 1 anteriores usaban otros chips Motorola. Posteriormente, Nortel cambió la arquitectura para usar procesadores Intel.
El enrutador multiprotocolo Motorola Vanguard 6560 utiliza un procesador 68EC060 de 50 MHz.
Los sistemas Motorola MVME-17x y Force Computer SYS68K VMEbus utilizan una CPU 68060.
Variantes
68EC060
El 68EC060 es una versión del microprocesador Motorola 68060, diseñado para controladores integrados (EC). Se diferencia del 68060 en que no tiene FPU ni MMU. Esto lo hace menos costoso y consume menos energía.
68LC060
El 68LC060 es una versión económica del microprocesador Motorola 68060 sin FPU. Esto lo hace menos costoso y consume menos energía.
Tabla de características
| Variante | MMU | FPU | Max Frequency |
|---|---|---|---|
| 68060 | Sí. | Sí. | 75 MHz o 133 MHz overclocked |
| 68LC060 | Sí. | No | 75 MHz o 133 MHz overclocked |
| 68CE060 | No | No | 75 MHz o 133 MHz overclocked |
Datos técnicos
| Tasa de reloj CPU | Oficialmente: 50, 66, 75 MHz
overclocked: 66 (rev1-2), 80 (rev3-4), 110, 120 y 133 MHz (rev5-6) |
| Suministro de tensión |
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| Temperatura | −40 °C.. 70 °C ()85 °C con la máscara actual) |
| Familia lógica | Static CMOS |
| Proceso de producción | CMOS 0,6 μm y más tarde 0,42 μm |
| Portaequipajes | PGA 206 (compatible con 68040), TBGA 304 31*31*1.7P1.27 |
| Dirección bus | 32 bits |
| Autobús de datos | 32 bits |
| Conjunto de instrucciones | CISC |
| Cache |
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| Registro |
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| Transistores | ~2,500,000 |
| Ejecución |
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ATC = caché de traducción de direcciones