연금술(마이크로아키텍처)

Alchemy (microarchitecture)

Alchemy는 Alchemy Semiconductor가 원래 통신 및 미디어 디바이스용으로 설계한 초저전력 임베디드 마이크로프로세서 제품군입니다.연금술 프로세서는 CPU 코어, 메모리 컨트롤러 및 다양한 주변기기를 통합한 SoC입니다.패밀리의 모든 구성원은 MIPS 테크놀로지에 의해 설정된MIPS32 명령 세트를 구현하는 Au1 CPU 코어를 사용합니다.

역사

Alchemy Semiconductor는 텍사스 오스틴에 본사를 둔 팹리스 반도체 회사였습니다.1999년 Cadence Design Systems의 시드 투자로 설립된 이 회사는 32비트 MIPS 아키텍처를 라이선스하여 인터넷 엣지 디바이스 시장을 위한 고성능 초저전력 SoC를 설계, 개발 및 판매합니다.주변기기는 서드파티로부터 라이선스를 취득했다.설립팀에는 StrongARM 프로젝트에 종사하는 DEC의 Austin Research and Design Center의 전 구성원이 포함되어 있었습니다.이들은 DEC가 마이크로프로세서 사업을 인텔에 매각한 후 해체되었습니다.2000년 5월, 알케미 세미컨덕터는 독립 [1]회사가 되었습니다.

Alchemy Semiconductor는 2000년 [2][3]6월 13일 캘리포니아 새너제이에서 열린 임베디드 프로세서 포럼에서 첫 번째 시리즈인 Au1000 프로세서를 공개했습니다.이것에 의해, 2001년 2개월에 한정적인 고객 샘플링을 실시해, 그 해 2분기에 생산 수량을 입수할 수 있게 된 것을 시작으로, 2001년과 2002년에 Au1500과 Au1100이 발표되었습니다.

2002년 2월에 AMD는 Strong ARM 라인의 후계 제품인 인텔의 ARM 기반의 XScale 프로세서와 경쟁하기 위해 Alchemy를 인수했습니다.PMP 애플리케이션에 최적화된 Au1550 보안 네트워크 프로세서와 Au1200 프로세서, Am1770 트랜시버와 Am1771 내장 베이스밴드/MAC 칩으로 구성된 Am1772 무선 칩셋을 통해 제품군을 확장했습니다.2006년 여름 AMD는 Raza Microelectronics(나중에 RMI Corporation으로 개명)에 Alchemy 자산을 매각했습니다.이 회사는 Au1200을 기반으로 Au1210과 Au1250을 출시했으며, 2009년에는 그래픽 프로세서를 내장한 Au1300 시리즈를 출시했습니다.RMI는 2009년 [4]말에 NetLogic Microsystems와 합병하여 2012년 [5]2월에 Broadcom Corporation에 인수되었습니다.Broadcom은 Alchemy 프로세서를 적어도 2017년까지 계속 판매했습니다.

Au1 CPU 코어

Alchemy가 설계한 Au1 CPU 코어는 MIPS32 ISA Release 1을 구현하고 MIPS EJTAG 인터페이스를 지원합니다.부동소수점 유닛이 존재하지 않으며 FP 명령은 예외를 생성하고 소프트웨어로 에뮬레이트할 수 있습니다.코드 압축(MIPS16)과 옵션의 슈퍼바이저 모드도 생략되었습니다.가상 주소 변환은 TLB 기반이며 하드웨어 테이블워커가 아닌 고속 예외 핸들러에 의존합니다.코어는 8개의 인터럽트 소스를 지원하며 소프트웨어별로 우선순위를 부여합니다.모든 코어 유닛에 대한 클럭이 정지되는 저전력 모드가 2개 있습니다.하나는 시스템의 나머지 부분과의 캐시의 일관성을 유지하기 위해 데이터 캐시를 면제하는 모드입니다.

Au1은 스칼라의 순차적인 마이크로아키텍처입니다.클래식 5 스테이지의 RISC 파이프라인이 몇 가지 최적화로 강화되어 있습니다.16KiB, 4방향 설정 관련 명령 캐시, 16KiB, 4방향, 라이트백, 읽기 할당 데이터 캐시, 레지스터 파일, 쓰기 버퍼 및 16/32비트 다중 누적 유닛과 1비트/사이클 하드웨어 분할기를 포함한다.캐시는 소프트웨어에 의한 프리페치, 캐시 라인 잠금 및 스트리밍 모드를 지원합니다.모든 파이프라인 단계는 데이터를 이용할 수 있을 때 한 번의 사이클로 완료되며 모든 파이프라인 위험과 의존성은 하드웨어 인터록에 의해 강제됩니다.몇 가지 명령에는 여러 [3][6][7]번의 사이클이 필요합니다.

알케미 SoC

Au1000 SoC의 코어 주파수는 최대 500MHz입니다.Alchemy Semiconductor에 따르면 400MHz에서는 1.5V로 동작하며 칩의 소비전력은 500mW를 넘지 않으며 900Dhrystone-2.1 MIPS/W 이상의 성능을 발휘합니다.Au1000 및 Au1500 프로세서는 TSMC 180nm LV 로직 1.5V/3로 제작되었습니다.3V 1P6M 공정에서는 TSMC 130nm [6][8]공정으로 소비전력을 더욱 줄였습니다.후속 모델의 제조 세부 사항은 공개되지 않았다.

CPU 코어, 내장 메모리 컨트롤러 및 주변기기는 CPU 코어 주파수의 최대 절반으로 실행되는 내부 32비트 시스템 버스(SBUS)에 의해 링크됩니다.저속 비버스 마스터 지원 주변기기에는 보조 주변기기 버스가 부착되어 있습니다.코어의 데이터 캐시는 다른 버스 마스터(예를 들어 DMA 엔진)와의 일관성을 위해 SVUS를 스누핑합니다.Au12xx 모델에는 메모리 [9]컨트롤러에서 더 많은 대역폭을 필요로 하는 주변기기를 위해 64비트 사이드 버스(RBUS)가 통합되어 있습니다.Au13xx 모델에는 메모리 [10]채널마다 1개의 RBUS가 있습니다.

모든 Alchemy 프로세서는 메모리와 주변기기 간의 데이터 전송을 위한 DRAM 컨트롤러, 정적 버스 컨트롤러, 8채널 DMA 컨트롤러, 인터럽트 컨트롤러, 타이머 및 전원 관리 장치를 통합합니다.스태틱 버스 컨트롤러는 SRAM, ROM, NAND/NOR 플래시(Au1550), 페이지 모드 플래시/ROM, PCMCIA/CompactFlash 디바이스 및 외부 LCD 컨트롤러, IDE PIO 모드(Au12xx 모드), 또는 5-6 ATAUD 모드 등의 I/O 주변기기를 지원합니다.Au1550 이후의 프로세서에는 보다 유연한 16채널 디스크립터 기반의 DMA 컨트롤러가 탑재되어 있습니다.Au1550은 엔트로피 기반의 난수 생성기를 제공하고 DES, 3DES, AES 및 RC4 암호화 알고리즘과 MD5 및 SHA-1 해시 알고리즘을 가속화하는 SafeNet 보안 엔진을 통합합니다.

Au1100 프로세서에는 LCD 컨트롤러가 내장되어 있어 최대 800 × 600 픽셀의 패널을 지원하며 16비트 색심도를 갖추고 있습니다.Au12xx 프로세서의 LCD 컨트롤러는 최대 2K 해상도와 픽셀당 최대 24비트, 4개의 오버레이 창, 알파 블렌딩 및 감마 보정을 지원합니다.Camera Interface Module은 ITU-R BT.656 호환 8/9/10비트 버스를 최대 33MHz로 가동하여 UYVY(YUV 4:2:2) 및 Bayer RGB를 평면 포맷으로 변환할 수 있도록 지원합니다.Media Acceleration Engine은 비디오 디코딩을 고속화하고 MPEG-1/2/4, DivX-3/4/5, H.263 및 WMV 9/VC-1 형식을 최대 720 × 576 해상도로 지원합니다.CIM에 대해서도 4-탭 필터를 사용하여 하드웨어 색공간 변환 및 이미지 확장을 지원합니다.Au13xx 프로세서의 MAE2 주변기기는 H.264 및 JPEG 표준, 하드웨어 비트스트림 디코딩 및 최대 720p의 해상도를 지원합니다.일부 Au13xx 프로세서에서 사용할 수 있는 그래픽 처리 엔진은 ARM Mali-200으로 OpenVG 1.1 및 OpenGL ES 1.1 및 2.0과 호환되는 2D 및 3D 그래픽을 가속화합니다.

제품군의 각 구성원은 서로 다른 코어 주파수로 사용할 수 있었고, 따라서 상업용 및 산업용 온도 범위인 전력 정격은 Pb 프리 또는 (이전 모델) 표준 패키지로 제공되었습니다.로프로파일, 미세피치 플라스틱 볼 그리드 어레이(LF-PBGA) 패키지가 모든 모델에 사용되었으며 볼 카운트는 324(Au1000)~537(Au13xx), 피치는 0.65mm~1.0mm, 패키지 크기는 17mm×17mm×1.7mm~23mm×1.5mm입니다.

Alchemy 프로세서 패밀리

시리즈 시작하다 코어 주파수(MHz) TDP(mW) DRAM 스태틱 버스 내장 주변기기 데이터 시트 메모들
PCI LCD GPE CIM MAE 하드웨어 암호화 해제 USB 호스트 포트 USB 디바이스 포트 이더넷 SD카드 저속 버스 최대 GPIO 수
Alchemy Semiconductor (2000 ~2002)
Au1000 2000-06-13[2](표준)
2001-Q2(이용가능)		 266-500 300~900 타이프 32비트 SDR-133 32비트 데이터/주소 - - - - - - 2 × 1.1 1.1 2 × 10/100 - AC'97, I²S, IrDA, 2 × SSI, 4 × UART 32 [7][11]
Au1500 2001-06-11[12] (표준)
2001-12 (이용 가능)		 333-500 400글자의 타이프 2.2, 32비트, 33/66MHz - - - - - 2 × 1.1 1.1 2 × 10/100 - AC'97, 2 × UART 39 [13][14]
AU1100 2002-04-08[15] (표준) 333-500 200~400 타이프 32비트 SDR-133 2.5V/33V - v1 - - - - 2 × 1.1 1.1 1 × 10/100 2 × 1.1 AC'97, I²S, IrDA, 2 × SSI, 3 × UART 48 [16][17]
AMD (2002 ~2006)
Au1550 2004-02-24[18] (표준) 333-500 400~600자, 최대 1460자. 16/32비트 SDR-166/
DDR-400		 32비트 데이터, 29비트 주소 2.2, 32비트, 33/66MHz - - - - 보안 엔진 2 × 1.1 1.1 OTG 2 × 10/100 2 × 1.1 4 × PSC,[a] 3 × UART 43 [19]
AU1200 2005-01-03[20] 333-500 최대 1600. 16/32비트 DDR-400/
DDR2-533		 16비트 데이터,
15/30비트 [b]주소 		- v2 - v1 v1 AES-128 1 × 2.0 2.0 OTG - 2 × 1.1 4 × PSC,[a] 2 × UART 48 [21]
RMI (2006 ~2009), NetLogic (2009 ~2011), Broadcom (2011 ~ 현재)
AU1210 2007-01-09 (표준)
2007-06 (이용가능)		 333-400 360픽셀 타입, 최대 1000픽셀 16/32비트 DDR-400/
DDR2-533		 16비트 데이터,
15/30비트 [b]주소 		- v2 - v1 v1 - 1 × 2.0 2.0 OTG - 2 × 1.1 4 × PSC,[a] 2 × UART 48 [22]
Au1250 400[22][23]~700 560~580 타입, 최대 1400 타입. AES-128 1 × 2.0 2.0 OTG - 2 × 1.1 [c]
Au1310 2009-01[24] (최종) 533 16비트 DDR2-667×2 16비트 데이터,
15/30비트 [b]주소 		- v2? - v2 v2 - 1 × 2.0 2.0 OTG - 3 × ?, 8비트eMMC 4.3을 지원하는 포트x 1 4 × PSC,[a] 4 × UART 75 [10]
Au1320 667 ✓ ?
Au1340 533-667 - -
Au1350/Au1354 533-800 ✓ AES-128
Au1370/Au1374 667-800 - -
Au1380/Au1384 667-1000 ✓ AES-128
  1. ^ a b c d AC'97, I²S, SPI, SMBus 인터페이스로 구성 가능한 프로그래머블 시리얼 컨트롤러.
  2. ^ a b c 15비트 어드레스 버스, 외부 래치 포함 30비트
  3. ^ CD-R King 노트북에 사용됩니다.

적용들

Alchemy 프로세서는 무선 게이트웨이 및 액세스 포인트, VoIP, 내비게이션 및 NAS 장치, STB, 신 클라이언트, 휴대용 및 자동차 TV 및 미디어 플레이어, 디지털 사진 프레임용으로 판매되었습니다.

예를 들어 Sun Ray 2 패밀리의 신 클라이언트, 여러 Cowon PMP 디바이스, Dell DRAC5 리모트 관리 카드, AirPort Extreme Base Station, Sun Microsystems의 네트워크용 임베디드 제품, 4G Systems MTX-1 AccessCube MeshCube 등이 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "About Alchemy Semiconductor". Archived from the original on 2014-11-07.
  2. ^ a b "Alchemy Semiconductor unveils Au1000 Internet Edge processor" (Press release). Embedded Processor Forum, San Jose, CA: Alchemy Semiconductor. 2000-06-13. Archived from the original on 2001-03-09.
  3. ^ a b Hoeppner, Greg (2000-06-13). Au1000 Internet Edge Processor - A High Performance / Low Power MIPS SOC. Embedded Processor Forum 2000. Alchemy Semiconductor.
  4. ^ "NetLogic Microsystems Announces Stockholder Approval Required for Acquisition of RMI Corporation" (Press release). NetLogic Microsystems. 2009-10-23. Archived from the original on 2010-03-30.
  5. ^ "Chipmaker Broadcom to buy NetLogic for $3.7 billion". Reuters. 2016-09-12. Retrieved 2017-01-04.
  6. ^ a b Plummer, Suzanne (2000-08-13). The Au1000™ Internet Edge Processor: A High Performance, Low Power SOC. Hot Chips 12.
  7. ^ a b AMD Alchemy™ Au1000™ Processor Data Book (PDF). AMD. September 2005. Archived from the original (PDF) on 2006-10-15. Retrieved 2022-04-27.
  8. ^ Bassett, Paul (2002-08-19). Alchemy Au1x00. Hot Chips 14.
  9. ^ Eno, Jim (2005). White Paper: AMD Alchemy™ Au1200™ Processor System Architecture (PDF). AMD. Archived from the original (PDF) on 2005-12-23. Retrieved 2022-04-27.
  10. ^ a b Product Brief: RMI Alchemy™ Au1300™ Media Processor Series (PDF). RMI. December 2008.
  11. ^ AMD Alchemy™ Au1000™ Processor Specification Update (PDF). June 2005.
  12. ^ "Alchemy Semiconductor Expands Low Power, High Performance Chip Portfolio With Advent of Alchemy Au1500" (Press release). Embedded Processor Forum, San Jose, CA: Alchemy Semiconductor. 2001-06-11. Archived from the original on 2001-12-16.
  13. ^ AMD Alchemy™ Au1500™ Processor Data Book (PDF). AMD. March 2006. Archived from the original (PDF) on 2006-10-15. Retrieved 2022-04-27.
  14. ^ AMD Alchemy™ Au1500™ Processor Specification Update (PDF). June 2005.
  15. ^ "Innovative Alchemy™ Au1100™ Processor From AMD Sets New Standard For Mobile Internet Appliance Market" (Press release). Sunnyvale, CA: AMD. 2002-04-08. Archived from the original on 2006-10-20.
  16. ^ AMD Alchemy™ Au1100™ Processor Data Book (PDF). AMD. April 2006. Archived from the original (PDF) on 2006-10-20. Retrieved 2022-04-27.
  17. ^ AMD Alchemy™ Au1100™ Processor Specification Update (PDF). June 2005.
  18. ^ "AMD Introduces The AMD Alchemy™ Au1550™ Processor Delivering Integrated Secure Network Processing Power" (Press release). RSA Conference, San Francisco, CA: AMD. 2004-02-24. Archived from the original on 2006-05-28.
  19. ^ AMD Alchemy™ Au1550™ Security Network Processor Data Book (PDF). AMD. May 2006. Archived from the original (PDF) on 2006-07-08. Retrieved 2022-04-27.
  20. ^ "AMD Introduces the AMD Alchemy™ Au1200™ Processor, Forges New Era of Portable Multimedia" (Press release). Sunnyvale, CA: AMD. 2005-01-03. Archived from the original on 2006-03-15.
  21. ^ AMD Alchemy™ Au1200™ Processor Data Book (PDF). AMD. February 2006. Archived from the original (PDF) on 2006-10-15. Retrieved 2022-04-27.
  22. ^ a b RMI Alchemy™ Au1210™ Navigation Processor and Au1250™ Media Processor Data Book (PDF). RMI. April 2007.
  23. ^ "NetLogic Microsystems Low-Power Embedded Processors Solution and Product Selection Guide". NetLogic Microsystems. Archived from the original on 2010-12-13.
  24. ^ "RMI Launches Alchemy Au1300 Processor Line" (Press release). 2009-01-13.

외부 링크