M- Core ska bryta ARMs dominans

Med siktet inställt på mobiltelefoner och andra handhållna produkter har Motorola utvecklat en fjärde 32-bitsarkitektur kallad M-Core. Säljargumenten är kodeffektivitet, låg effektförbrukning och liten kiselyta.

(San José, Elektroniktidningen)

- Det här är en äkta 32-bitars riscarkitektur för 16-bitars data, säger Jim Thomas som ansvarar för M-Cores utvecklingscentrum i Austin, Texas.

M-Core blir Motorolas fjärde 32-bitsarkitektur. Prestandamässigt positionerar den sig mellan kraftpaketet PowerPC och de enklare Coldfire och 68K.

- M-Core är kodeffektiv, effektsnål och har liten kiselyta. Det ger också ett lågt pris, säger Jim Thomas.

Motorola kommer att använda M-Core i tillämpningsspecifika produkter, ASSP, och kärnan kommer att ingå i asicbiblioteket Flexcore. Företaget planerar också att licensiera kärnan. En strategi som varit mycket framgångsrik för konkurrenter som ARM och MIPS.

- Vi startade för tre år sedan och har gjort designen från grunden utan att behöva ta hänsyn till äldre konstruktioner. Dessutom kommer utvecklingsverktygen att vara klara samtidigt som kislet, säger Jim Thomas.

Ny instruktionsuppsättning

M-Core är en generell "load-store" risc-arkitektur med 16-bitars instruktioner och en 32-bitars intern buss. Den har 16 generella 32-bitarsregister och en fyrstegs pipeline.

De flesta instruktioner kan utföras på en klockcykel men grenar och minnesåtkomst tar två.

Den externa bussen är optimerad för 16-bitar breda minnen, men fungerar även med 8- och 32-bits bredder.

Instruktionsuppsättningen är helt ny och innehåller bland annat tre olika instruktioner för att minska effektförbrukningen. Den kan hantera både vanliga och snabba avbrott.

- M-Core har den högsta kodeffektiviteten av alla kärnor på marknaden, upprepar Jim Thomas.

Som jämförelse tar han ARM7, som kräver 46 procent mer minne, och Thumb som behöver 9 procent mer.

Motorola har också gjort prestandatester som säger att M-Core är 26 procent snabbare än Thumb och 39 procent snabbare än ARM7 med 16-bitar breda minnen. Med 32-bitar breda minnen är M-Core 28 procent snabbare än Thumb och en procent långsammare än ARM7.

Objektivt test saknas

Jämförelserna är gjorda med Motorolas egen måttstock. Det saknas tyvärr några bra oberoende mätmetoder, och testerna är inte helt rättvisande eftersom ARM7 och Thumb är äldre konstruktioner.

Jämförelsen visar ändå vem Motorola ser som huvudmotståndare. Just mobildivisonen av Motorola har en ARM-licens eftersom halvledardivisionen tidigare saknade en lämplig processor.

Siktar på matning under 1 V

M-Cores kärna upptar 2,2 mm2 i en 0,36 μm-process och består av 80 000 transistorer. Den är designad för matning mellan 1,8 och 3,3 V. Det senare motsvarar två battericeller men Motorola siktar att komma ner under 1 V.

Den låga spänningen begränsar dock kraftigt urvalet av minnen. Vid den maximala klockfrekvensen på 50 MHz presterar den 48 Mips och effektförbrukningen är 0,41 mW/MHz.

Den första standardprodukten är avsedd för basstationer och innehåller förutom M-Corekärnan också en DSP-kärna, M56600, och en del minne och I/O-block.

Per Henricsson