XScale
XScale ist Intels Implementierung der fünften Generation der ARM-Architektur basierend auf dem ARM-v5TE Befehlssatz ohne Gleitkomma-Befehle. Die XScale-Prozessorfamilie gehört zur Gruppe der RISC-Architekturen. Sie findet vor allem in PDAs, bei portablen DVD-Spielern und im Embedded-Bereich Anwendung.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Geschichte
Im Rahmen eines Rechtsstreit zwischen Intel und der Halbleiter-Abteilung von DEC übernahm Intel als Nebeneffekt Rechte an der ARM-Architektur sowie deren StrongARM-Mikrocontrollerlinie. Damit suchte Intel zunächst ihre im Absatz einbrechende Linie von nicht mehr zeitgemäßen RISC-Prozessoren (i860 und i960) zu ersetzen. Der später kreierte Begriff XScale beschreibt nichts anderes als Intels Weiterführung von Prozessoren und Controllern der ARM-Linie.
[Bearbeiten] XScale-Familien
Es gibt vier Generationen von XScale-Prozessoren: PXA210/PXA25x, PXA26x, PXA27x und PXA3xx.
[Bearbeiten] Gemeinsamkeiten aller XScale-Prozessoren
Alle Generationen von XScale sind 32-Bit-ARM-v5TE-Prozessoren, die mit einem 0,18-µm-Prozess hergestellt sind, und haben einen 32-KB-Datencache und einen 32-KB-Befehlscache. Außerdem haben alle einen 2-KB-Mini-Daten-Cache.
[Bearbeiten] PXA210
Der PXA210 war Intels Einstiegs-XScale, der für Mobilfunkanwendungen vorgesehen war. Er kam zeitgleich mit dem PXA250 im Februar 2002 auf den Markt und war mit 133 oder 200 MHz erhältlich.
[Bearbeiten] PXA25x
Die PXA25x-Familie besteht aus dem PXA250 und PXA255.
Der PXA250 war Intels erste Generation von XScale-Prozessoren. Es gab ihn mit drei Taktraten: 200 MHz, 300 MHz und 400 MHz. Er kam im Februar 2002 in der Chip-Version A heraus. Aber auch noch die zweite Version B war mit diversen Fehlern behaftet, die mit aufwendigen Bugfixes in der Software korrigiert werden mussten.
Der PXA255 kam im März 2003 als Ersatz seines Vorgängers heraus und war als Chip-Version C des PXA250 geplant. Der Hauptunterschied war eine verdoppelte interne Bus-Geschwindigkeit (von 100 MHz auf 200 MHz) für schnelleren Datenaustausch und eine niedrigere Betriebsspannung (nur 1,3 V bei 400 MHz) zur Reduzierung der Leistungsaufnahme.
[Bearbeiten] PXA26x
Die PXA26x-Familie besteht aus dem PXA260 und PXA261-PXA263.
Der PXA260 ist ein Stand-Alone-Prozessor mit der gleichen Taktrate wie die PXA25x, aber das Gehäuse ist um 53 % kleiner.
Die PXA261-PXA263 sind mit dem PXA260 identisch, aber haben zusätzlichen internen Speicher im Prozessor. 16 MB 16-Bit-StrataFlash-Speicher im PXA261, 32 MB 16-Bit-StrataFlash-Speicher im PXA262 und 32 MB 32-Bit-StrataFlash-Speicher im PXA263. Die PXA26x-Familie kam im März 2003 heraus.
[Bearbeiten] PXA27x (Bulverde)
Die PXA27x-Familie (mit dem Codenamen Bulverde) besteht aus den PXA270- und PXA271-PXA272-Prozessoren.
Den PXA270 gibt es in vier verschiedenen Taktraten (312 MHz, 416 MHz, 520 MHz und 624 MHz) und ist ein Stand-Alone-Prozessor ohne integrierten Speicher.
Der PXA271 kann vier verschiedenen Taktraten (13 MHz, 104 MHz, 208 MHz und 416 MHz) und hat 32 MB 16-Bit-StrataFlash-Speicher und 32 MB 16-Bit-SDRAM im gleichen Gehäuse.
Der PXA272 kann mit 312 MHz, 416 MHz oder 520 MHz getaktet werden und hat einen integrierten 64 MB 32-Bit-StrataFlash-Speicher.
Intel hat bei der PXA27x-Familie mehrere neue Funktionalitäten hinzugefügt:
- Wireless SpeedStep: der Prozessor taktet sich automatisch herunter in Abhängigkeit von der Rechenlast, um Strom zu sparen.
- Wireless MMX: 43 neue SIMD-Befehle, die den vollen MMX-Befehlssatz enthalten und die Ganzzahl-Befehle von Intels SSE-Befehlssatz zusammen mit einigen Befehlen, die einzigartig für den XScale sind. Sie werden verwendet, um die Geschwindigkeit beim Kodieren und Dekodieren von Multimedia sowie bei Spielen zu steigern.
Die PXA27x-Familie wurde im April 2004 auf den Markt gebracht. Zusammen mit der PXA27x-Familie hat Intel den 2700G-Embedded-Grafik-Coprozessor herausgebracht.
[Bearbeiten] PXA3xx (Monahans)
Im August 2005 hat Intel den Nachfolger des Bulverde-PXA270-Prozessors mit dem Codenamen Monahans vorgestellt. Der neue Monahans-Prozessor wurde mit 1.25 GHz betrieben. Intel gab eine Leistungssteigerung von 25 % gegenüber dem Bulverde-Prozessor an (800 MIPS für den 624 MHz PXA270-Prozessor gegenüber 1000 MIPS für den 1,25 GHz Monahans). Der Nachfolger des 2700G-Grafikprozessors mit dem Codenamen Standwood wurde von Intel abgekündigt. Einige Merkmale des Standwood-Grafikprozessors sind bereits in den Monahans-Prozessor integriert. Bei Bedarf an zusätzlicher Grafikfunktionalität empfiehlt Intel den Einsatz von Fremdprodukten, wie etwa die Chip-Familie Nvidia GoForce.
Seit November 2006 sind die Prozessoren der PXA3xx-Reihe von Marvell Semiconductors im Handel erhältlich.
[Bearbeiten] Peripherie
Mit XScale-Prozessoren sind derzeit bis zu 128 MByte des von Intel speziell für den mobilen Einsatz entwickelten StrataFlash-Speichers direkt adressierbar. An SDRAM können bis zu 256 MByte (beim PXA270 bis zu 1 GByte) angesteuert werden. Zusätzlich sind noch 64 MByte Adressraum für langsame I/O-Devices oder schnellen SRAM verfügbar, dieser Adressraum kann auf Kosten des anschließbaren Flash (in 32-MByte-Schritten) vergrößert werden.
[Bearbeiten] Anwendungen des XScale
Der XScale-Mikroprozessor wird in zahlreichen PDAs, wie dem Palm Tungsten C oder dem Dell Axim X50 und X51. Außerdem wird der XScale in Portable Media Player (tragbare Videoabspielgeräte) wie dem Zen genutzt.
Einige Firmen bieten baukastenartige Systeme oder Einplatinen-Computer (SBC) mit Prozessoren dieser Familie an und machen die Architektur damit auch für industrielle Anwendungen nutzbar. Diese Firmen bieten meist auch CPU-Module zur Evaluierung (kurz EVMs) und Board Support Packages (BSPs) mit Anwendungsbeispielen an, um dem potentiellen Kunden den Einstieg in die Entwicklung eigener Lösungen zu erleichtern.
[Bearbeiten] Verkauf der Geschäftssparte
Am 27. Juni 2006 gab Intel den Verkauf seiner Kommunikations- und Applikationsprozessorsparte an die Marvell Technology Group für zum Zeitpunkt des Verkaufs umgerechnete 476 Mio. Euro (600 Mio US-Dollar) bekannt. Nachdem die vertraglich vereinbarte fünfmonatige Übergangsfrist mittlerweile beendet ist, hat Marvell nun die nächste Generation der Prozessoren vorgestellt. Die neue Generation PXA3xx wird demnach nicht mehr bei Intel gefertigt.
[Bearbeiten] Weblinks
Commons: XScale – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien- Intel XScale Technology (englisch)
ARM1-Familie: ARMv1 (ARM1)
ARM2-Familie: ARMv2 (ARM2) | ARMv2a (ARM250)
ARM3-Familie: ARMv2a (ARM2a)
ARM6-Familie: ARMv3 (ARM60, ARM600, ARM610)
ARM7-Familie: ARMv3 (ARM700, ARM710, ARM710a, ARM7100, ARM7500, ARM7500FE)
ARM7TDMI-Familie: ARMv4T (ARM7TDMI, ARM7TDMI-S, ARM710T, ARM720T, ARM740T) | ARMv5TEJ (ARM7EJ-S)
StrongARM-Familie: ARMv4 (SA-110, SA-1110)
ARM-Familie: ARMv4 (ARM810)
ARM9TDMI-Familie: ARMv4T (ARM9TDMI, ARM920T, ARM922T, ARM940T)
ARM9E-Familie: ARMv5TE (ARM946E-S, ARM966E-S, ARM968E-S, ARM996HS) | ARMv5TEJ (ARM926EJ-S)
ARM10E-Familie: ARMv5TE (ARM1020E, ARM1022E) | ARMv5TEJ (ARM1026EJ-S)
XScale-Familie: ARMv5TE (80200, IOP310, IOP315, 80219, IOP321, IOP33x, IOP34x, PXA210, PXA250, PXA255, PXA263, PXA26x, PXA27x, PXA800F, PXA800EF, PXA3xx, PXA900, IXC1100, IXP2400, IXP2800, IXP2850, IXP2325, IXP2350, IXP42x)
ARM11-Familie: ARMv6 (ARM1136J-S, ARM1136JF-S) | ARMv6T2 (ARM1156T2-S, ARM1156T2F-S) | ARMv6KZ (ARM1176JZ-S, ARM1176JZF-S) | ARMv6K (ARM11 MPCore)
Cortex-A- und -R-Familien: ARMv7-A (Cortex-A5, Cortex-A8, Cortex-A9, Cortex-A9 MPCore, Cortex-A15 MPCore) | ARMv7-R (Cortex-R4, Cortex-R4F) |
Cortex-M-Familie: ARMv7-M (Cortex-M3, Cortex-M4) | ARMv6-M (Cortex-M0, Cortex-M1)
