SuperH

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SuperH (o SH) es el nombre de una arquitectura de microcontroladores y microprocesadores. Es fundamentalmente una arquitectura RISC de 32 bits de carga/almacenamiento encontrada en un gran número de sistemas embebidos.

Historia[editar]

El núcleo de la familia de procesadores SuperH fue desarrollado inicialmente por Hitachi a principios de los 90. Muchos microcontroladores y microprocesadores se basaron en esta arquitectura. Tal vez, el más famoso es el SH7709, usado en los PDA HP Jornada ejecutando Windows CE.

Hitachi desarrollo un juego completo de CPUs compatibles hacia arriba en instrucciones. Originalmente, el SH-1 y el SH-2 fueron usados en la Sega Saturn y en la Sega 32X y posteriormente en muchos otros microcontroladores usados en aplicaciones empotradas. Estos núcleos usan un conjunto de instrucciones de 16 bits, aunque la longitud de los registros y de los buses de datos son de 32 bits, lo que da una excelente densidad del código. Durante su desarrollo la memoria era bastante cara.

Algunos años después, el núcleo SH-3 fue añadido a esta familia de CPUs, extendiendo a los originales principalmente con otro concepto de interrupciones, una MMU y un concepto modificado de caché. El núcleo SH-3 también tuvo una extensión DSP, llamada SH-3-DSP. Con los buses de datos extendidos para una mayor eficacia en el DSP, los acumuladores especiales y un motor DSP tipo MAC dedicado, este núcleo fue unificando el mundo de los DSP y el de los procesadores RISC. Una derivación fue también usada en el núcleo SH-2 original, llamada SH-DSP.

Para la Sega Dreamcast, Hitachi desarrolló la arquitectura SH-4. Esta fue una extensión masiva de los anteriores núcleos. La ejecución superescalar de instrucciones y una FPU vectorial paralela fueron los puntos más resaltados de esta arquitectura. Este núcleo fue usado también en muchos chipsets para aplicaciones empotradas que requerían unas prestaciones muy altas. Los chips estándar basados en el SH-4 fueron presentados sobre 1998.

Un poco más tarde, Hitachi y STMicroelectronics formaron la compañía de patentes SuperH Inc., que licencia el núcleo SH-4 a otras compañías y desarrolla la arquitectura SH-5, el primer movimiento de SuperH en el área de los 64 bits. SuperH vendió la propiedad intelectual de estos núcleos.

El diseño SH-5 soporta dos modos de operación. El modo SHcompact es equivalente al modo usuario del juego de instrucciones SH-4. El modo SHmedia es muy diferente, usando instrucciones de 32 bits con registros de enteros de 64 bits e instrucciones SIMD. En modo SHmedia, el destino de un salto (jump) es cargado en un registro de salto de manera separada a la propia instrucción de salto. Esto permite al procesador obtener por adelantado instrucciones para una rama sin tener que mirar en el flujo de instrucciones. La combinación de una codificación de instrucciones compactas de 16 bits con una codificación de instrucciones de 32 bits más potente no es exclusiva del SH-5; recientes procesadores ARM tiene un modo Thumb de 16 bits y los procesadores MIPS tiene un modo MIPS-16. Aun así, el SH-5 difiere porque su modo de compatibilidad hacia atrás es de codificación en 16 bits en lugar de 32 bits.

Después de esto, la evolución de la arquitectura SuperH aún continúa. El último paso evolucionario sucedió sobre 2003, cuando los núcleos SH-2 y SH-4 fueron unificados en el núcleo superescalar SH-X, que forma un superconjunto de los juegos de instrucciones de las arquitecturas previas.

Hoy día, los núcleos de CPU SuperH, la arquitectura y los productos son de Renesas Technology, formada por una fusión de los grupos de semiconductores de Hitachi y Mitsubishi.[1] [2]

Modelos[editar]

La familia de núcleos SuperH está formada por:

  • SH-1 - usado en microcontroladores para aplicación profundamente empotradas (unidades CD-ROM, electrodomésticos, etc)
  • SH-2 - usado en microcontroladores con requerimientos mayores de prestaciones, también usado en automóviles como unidad de control del motor o en aplicaciones de red.
  • SH-DSP - inicialmente desarrollado para el mercado de telefonía móvil y usado más adelante en muchas aplicaciones de consumo que requieres prestaciones de DSP para compresión JPEG, etc.
  • SH-3 - usado para aplicaciones móviles y de mano, fuerte en las aplicaciones Windows CE y el mercado durante años en sistemas de navegación para coche.
  • SH-3-DSP - usado principalmente en terminales multimedia y en aplicaciones de red, al igual que en impresoras y en faxes
  • SH-4 - usado cuando se necesitan altas prestaciones, como en los terminales multimedia en los coches, en videoconsolas o en set-top-boxes.
  • SH-5 - usado en aplicaciones multimedia de gama alta.
  • SH-X - núcleo principal usado de varias manera (con o sin DSP o FPU) en unidades de control de motores , equipos multimedia para coches, set-top boxes o teléfonos móviles.

Los núcleos SuperH son soportados mundialmente por muchos sistemas operativos de tiempo real y por vendedores de herramientas.

Distinciones[editar]

  • Escalabilidad
  • Coste eficiente
  • Optimizado para aplicaciones empotradas
  • Altas prestaciones

Referencias[editar]

Véase también[editar]

Debuggers para SuperH

Sistemas operativos de tiempo real para SuperH

  • eCos, sistema operativo de tiempo real de fuente abierta
  • RTEMS

Enlaces externos[editar]

Linux para SuperH
Distribuciones Linux para SuperH
  • Jlime (Jornada Linux Mobility Edition) tiene una distribución operativa para los HP Jornada 620LX/660LX/680/690; JLime es probablemente la mayor distribución para SuperH.
  • Gentoo Linux
  • STLinux
NetBSD en SuperH
OpenBSD en SuperH