SH-2A

読み:エスエイチトゥーエイ
外語:SH-2A
品詞:商品名,@部品

ルネサス テクノロジの開発した組み込み用32ビットRISCマイクロプロセッサコアの名で、SuperHシリーズの一つ。

SH-2AはFPUなしのタイプであり、FPU搭載タイプはSH2A-FPUと呼ばれている。

上位ファミリ「SH-4」で採用されたスーパースケーラ方式を採用した、SH-2上位互換のマイクロプロセッサコアである。

このため、1クロックあたり最大2命令を実行できるようになり、処理性能は、クロック1MHzあたり、SH-2の1.3MIPSから1.8MIPSへと高速化された。

マイクロプロセッサコアは、最大200MHzで動作し、最大で360MIPSとなる。

なお、SH-2Aというのはあくまでもマイクロプロセッサコアの名であり、SH-2Aという製品はない。様々な周辺回路を実装しパッケージ化したものが実際の製品である。名称は二通りあり、SH72xxというのがグループ名で、この中で仕様に応じてR5x72xxxxxxxxxxという型名が付けられ、製品として販売されている。

現在入手可能なものに、次のようなものがある。

  • SH7200シリーズ
    • SH7206 (200MHz)
  • SH7210シリーズ
    • SH7211 (160MHz)
  • (SH7243シリーズ(開発中))
  • (SH7285シリーズ(開発中))

関連するシリーズは次のとおり。

仕様

  • 32ビット汎用レジスタ (16本)
  • 32ビット乗算器
  • 16ビットタイマ
  • ADコンバータ (10〜12ビット×8チャネル)
  • DAコンバータ (8ビット×2チャネル)
  • DMAコントローラ
  • I/Oポート
  • シリアルコミュニケーションインターフェイス
  • 割り込みコントローラ(INTC)
  • ウォッチドッグタイマ (WDT)
  • ユーザブレークコントローラ(UBC)
  • ダイレクトメモリインターフェイス・バスステートコントローラ(BSC) (SRAM、SDRAM、MPX I/O直結可能)

アーキテクチャ

スーパースケーラ

スーパースケーラ方式を採用したことで、1クロックあたりで最大2命令を実行できる。

SH-2上位互換でありながら、同クロック比70%以上の高性能化を実現させた。

割り込み処理

リアルタイム性向上のため、割り込み処理も改善された。

割り込み発生時、従来であればレジスタはソフトウェアがスタックに待避し、処理後スタックから戻す必要があった。対してSH-2Aコアでは、退避用の専用レジスタを用意し、ハードウェアで自動待避するようにした。

このため、割り込み発生から実際の処理が開始されるまで、SH-2で37クロックであったところ、SH-2Aでは6クロックに短縮された。

命令セット

命令セットはSH-2の上位互換である。従来の16ビット長命令に加え、新たに32ビット長命令が追加された。これにより、幾つかの命令で12ビットのディスプレイスメント付きレジスタ間接と、20ビットのイミディエイトが可能となった。

両者は混在するため、命令は16ビット長と32ビット長が混在することになる。

32ビット長命令は、主に最初の16ビットの上位4ビットが0011に追加されているが、MOVI20/MOVI20S命令は上位と下位4ビットが0000…0000と0000…0001となっている。