マルチコア

マイコン

「ユビキタスな社会はさらに進化し、それに伴って各種機器の高機能化、高性能化は止まること知りません。当然、その機器の機能の中枢を担うマイコンには、その進化のスピードを超える高機能化、高性能化が求められます。
従来、この高性能化に対応するには、プロセスの微細化を行って、集積度や動作速度の向上を図る方法が一般的でした。しかし、この方法ではリーク電流の増大などさまざまな課題を解決する必要があり、現在の進化のスピードはそれを待てない、という状況になりつつあります。
そこでルネサスエレクトロニクスでは、プロセスの微細化を進める一方で、マルチコア化を推進。1チップに複数のCPUコアを搭載することによって、周波数を上げることなく、高度な処理を可能にするマイコンをSuperHで製品化しました。
それがSH2A-DUALやSH4A-MULTIです。
最初のSH2A-DUAL製品はSH2A-FPUを2個搭載し、最大動作周波数は200MHz。SH-2AおよびSH-2のCPUコアと上位互換であり、既に開発したプログラムをマルチコアで動作させることが可能です。
最初のSH4A-MULTI製品はマルチコア対応のSH-4Aを2個搭載し、最大動作周波数は533MHz。SH-4Aと上位互換であり、既に開発したプログラムをマルチコアで動作させることが可能です。」

「まず部品点数が大幅に削減できます。二つのコアでメモリを共有できるので、メモリ部品点数も削減できます。さらにIO、バス共有により省スペースも期待できます。」

「一部のメモリを共有可能にしています。この通信用メモリ領域を介して、データの受け渡しが可能です。また、一方のCPUからもう一方のCPUへ割り込み、パラメータの受け渡しなどの通知を行う、CPU間割り込みも可能です。」
※但し、アプリケーションからの直接操作では、誤動作によりシステムに致命的なダメージを与える可能性があります。OSが提供する通信機能を利用してデータの受け渡しを行うことをお勧めします。」

	CPU間割り込み一方のCPUからもう一方のCPUへ割り込み、パラメータ受け渡しなどの通知を行う。（専用ハードウェアによりサポート）
	パラメータ通信通信用メモリ領域を介したコピーによるパラメータ送受信を行う。（各コア内のURAM含）

「シングルコアで同等の性能を実現するよりも、大幅に消費電力を抑えることができるので、実質的に上位製品と同等の命令処理能力を実現しながら、消費電流を抑制することができます。これにより、他のIP搭載、パッケージ選択、価格面でも自由度をあげることができます。」

高性能組込み機器向けCPU
レジスタバンクにより割込み応答速度を高速化するとともに、高コード効率な命令をサポートしてます。
FPUを含めたスーパスカラ演算方式を採用。
特定の領域ではDSPを凌ぐ性能を発揮します。
処理の応答サイクルを保障し、かつ高速な応答
リアルタイム性を必要とするプログラムを内蔵RAM領域に格納します。

各コアそれぞれ個別にCacheメモリやURAMを保持
MLB（Multi Layer Bus）採用
これにより、SH-2A DUALはCPU０、CPU1およびDMACなどのバス・マスタ個別でのバスアクセスの並列動作が可能になり、スレーブモジュールへのアクセスのレイテンシを保障します。

各コアに個別にCacheメモリを保持
キャッシュのコヒーレンシ制御用にスヌープコントローラ（SNC）を搭載
SNCを経由してキャッシュの更新データをCPUコア間でやり取りし、別コアとのキャッシュのコヒーレンシを維持します。CPUコアとメモリや周辺I/0を結ぶ高速インターコネクトとは別の経路でデータをやり取りするため、メモリや周辺I/0とのデータ転送を阻害しません。