CVAX

CVAXは、 Digital Equipment Corporation (DEC)が開発および製造した、 VAX命令セット アーキテクチャ(ISA) を実装したマイクロプロセッサチップセットです。チップセットは、CVAX 78034 CPU、CFPA 浮動小数点アクセラレータ、CVAX クロック チップ、および関連サポート チップである CVAX システム サポート チップ (CSSC)、CVAX メモリ コントローラ (CMCTL)、および CVAX Q-Bus インターフェイス チップ (CQBIC) で構成されます。

CVAX 78034（MicroVAX 78034とも呼ばれる）は、第2世代のシングルチップVAXマイクロプロセッサです。CVAXチップセットを搭載したシステムは、1987年後半に利用可能になりました。このチップセットは、 VAX 6000 Model 200などのハイエンドシステムでは12.5MHz（80ns）の周波数で動作し、 MicroVAX 3500や3600などのローエンドシステムでは11.11MHz（90ns）の周波数で動作します。^[1]

78034は、1KBの命令ストリームとデータストリームを組み合わせた内部キャッシュを備えた最初のVAXマイクロプロセッサでした。^[1]このキャッシュは、1トランジスタDRAMで実装されている点で非常に珍しく、^[1]ほとんどのマイクロプロセッサは内部キャッシュにSRAMを使用しています。これは、キャッシュに1トランジスタDRAMを使用した最初のマイクロプロセッサでした。^[1] DECは、キャッシュアレイの領域を削減するために、キャッシュにDRAMを使用することを選択しました。設計者は、このキャッシュを4トランジスタDRAMセルまたは6トランジスタSRAMセルで実装すると、2.4～3倍の領域が必要になると結論付けました。^{[1]内部キャッシュは、}ダイの左側に沿った狭いストリップにあります。外部の64KBキャッシュが1KBの内部キャッシュを補完します。

^{78034 は、9.7 x 7.4 mm (71.78 mm 2} )のダイに 134,000 個のトランジスタを搭載しています。DEC の第 1 世代 CMOS プロセスである CMOS-1 (2.0 μm CMOS プロセス、2 層のアルミニウム相互接続) で製造されています。78034 は、ヒートシンク付きの 84 ピン セラミック チップ キャリアにパッケージ化されています。+5 ボルトの単一電源を使用し、最大 1.5 W を消費します。^[1]

マイクロプロセッサはマイクロプログラム化され、部分的にパイプライン化されており、I-Box、E-Box、M-box、バス インターフェイス ユニット (BIU)、キャッシュ、および制御ストアとマイクロシーケンサの 6 つの主要な機能ユニットで構成されています。I-Box はキャッシュから VAX 命令をフェッチし、マクロ命令にデコード (解析) します。I-Box には、これを行うために必要な情報を保持する IROM (命令デコード ROM) があります。

E-Box は、レジスタ ファイル、32 ビット プログラム カウンタ、定数ジェネレータ、シフタ、および算術論理ユニット (ALU) で構成されています。レジスタ ファイルには、31 個のシングル読み取りポート/シングル書き込みポート レジスタと 8 個のデュアル読み取りポート/シングル書き込みポート レジスタが含まれています。ALU は 32 ビットで、加算、減算、および論理命令を実行できます。E-Box には専用のシフタが含まれていますが、ALU にも整数乗算および除算命令を実行するための、それほど強力ではないシフタがあります。レジスタ ファイルの設計により、レジスタへの同時アクセスのインスタンス数が増え、これらの実行ユニットのパフォーマンスが向上します。

M-Box はメモリ管理ユニットです。仮想アドレスを物理アドレスに変換する 28 エントリの完全連想型トランスレーション ルックアサイド バッファ (TLB) を備えています。TLB に加えて、読み取りまたは書き込みのメモリ アドレスを決定するレジスタも備えています。M-Box は BIU と密接に連携して動作し、BIU は内部キャッシュへのアクセスを制御し、マイクロプロセッサを 32 ビット アドレス データが多重化された外部バスに接続します。

制御ストアとマイクロシーケンサは、マイクロコードを使用して他の機能ユニットの動作を制御する手段を提供します。制御ストアには、1,600 個の 41 ビット ワードを含む ROM があります。各 41 ビット ワードは、機能ユニットを制御する 28 ビット フィールドと、マイクロシーケンサを制御する 13 ビット フィールドに分かれています。X 字型セルを使用する MicroVAX 78032 とは異なり、78034 では従来の H 字型セルを使用します。マイクロシーケンサの目的は、制御ストアにマイクロアドレスを供給することです。

CFPA (CVAX 浮動小数点アクセラレータ) は、CVAX 78034 用の浮動小数点コプロセッサです。

^{CFPAは、7.3 x 9.1 mm（66.43 mm 2} ）のダイ上に65,000個のトランジスタを搭載しています。これは、DECの第1世代CMOSプロセスであるCMOS-1（2.0 μmプロセス、2層のアルミニウム相互接続）で製造されています。68ピンの表面実装型チップキャリアにパッケージ化されています。^[2]

CVAX+ は、DEC の第 2 世代 CMOS プロセスである CMOS-2 (2 レベルの配線を持つ 1.5 μm プロセス) で製造された、オリジナルの CVAX の光学的な縮小を指しています。オリジナルの設計チームは、CVAX 78034、CFPA、CMCTL を縮小しましたが、他のチップは変更しませんでした。縮小された 78034 は CVAX -60と呼ばれ、オリジナルの 78034 が量産を開始する前の 1987 年 8 月にテープアウトされ、CFPA-60 は1987 年 11 月にテープアウトされました。CVAX+ は 16.67 MHz で動作しましたが、電力要件は変更されていませんでした。

CVAX+ は、すべてのエントリーレベルの CVAX ベース システムのアップグレードとして 1988 年後半に出荷が開始され、また、 Rigelの導入が歩留まりの問題で遅れたときには、 VAX 6000のアップグレードとしても提供されました。

SOC は、CVAX 78034、CFPA、クロック チップ、および 8 KB の 2 次キャッシュを 1 つのダイに搭載したマイクロプロセッサを指します。25 または 28.5 MHz で動作し、1990 年に導入され、エントリー レベルのサーバー、ワークステーション、VXT-2000 X 端末、および DEC のハイエンド プリンターと端末の組み込みマイクロプロセッサとして使用されています。これは、DEC の第 3 世代 CMOS プロセスである CMOS-3 (3 レベルの配線を備えた 1.0 μm プロセス) で製造されました。

• コンピュータ歴史シミュレーションプロジェクトの「CVAX」