CVAX

تُعدّ شريحة CVAX عبارة عن مجموعة شرائح معالجات دقيقة طورتها وصنعتها شركة Digital Equipment Corporation (DEC)، وهي تُطبّق بنية مجموعة تعليمات VAX (ISA). تتكون مجموعة الشرائح من وحدة المعالجة المركزية CVAX 78034، ومسرّع الفاصلة العائمة CFPA، وشريحة ساعة CVAX، بالإضافة إلى شرائح الدعم المرتبطة بها، وهي شريحة دعم نظام CVAX (CSSC)، ووحدة تحكم ذاكرة CVAX (CMCTL)، وشريحة واجهة ناقل Q CVAX (CQBIC).

يُعدّ معالج CVAX 78034، المعروف أيضًا باسم MicroVAX 78034، معالجًا دقيقًا أحادي الشريحة من الجيل الثاني من سلسلة VAX. وقد أصبحت الأنظمة التي تستخدم مجموعة شرائح CVAX متاحة في أواخر عام 1987. ويعمل بتردد 12.5  ميجاهرتز (80 نانوثانية) في الأنظمة المتطورة مثل VAX 6000 موديل 200 ، وبتردد 11.11  ميجاهرتز (90 نانوثانية) في الأنظمة الأقل تطورًا مثل MicroVAX 3500 و3600 . ^{[ 1 ]}

كان المعالج 78034 أول معالج دقيق من سلسلة VAX مزودًا بذاكرة تخزين مؤقتة داخلية، وهي ذاكرة تخزين مؤقتة مدمجة بسعة 1 كيلوبايت لتخزين التعليمات وتدفق البيانات. ^{[ 1 ]} تتميز هذه الذاكرة المؤقتة بكونها غير تقليدية، حيث تم تنفيذها باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) أحادية الترانزستور ، ^{[ 1 ]} بينما تستخدم معظم المعالجات الدقيقة ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) لذاكرتها المؤقتة الداخلية. وكان هذا أول معالج دقيق يستخدم ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية أحادية الترانزستور للتخزين المؤقت. ^{[ 1 ]} اختارت شركة DEC استخدام ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية للتخزين المؤقت لتقليل مساحة مصفوفة التخزين المؤقت. وخلص المصممون إلى أن تنفيذ هذه الذاكرة المؤقتة باستخدام خلايا ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية رباعية الترانزستور أو خلايا ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة سداسية الترانزستور كان سيتطلب مساحة أكبر بمقدار 2.4 إلى 3 أضعاف. ^{[ 1 ]} تقع الذاكرة المؤقتة الداخلية في شريط ضيق على طول الجانب الأيسر من الشريحة . وتُكمل ذاكرة تخزين مؤقتة خارجية بسعة 64 كيلوبايت الذاكرة المؤقتة الداخلية بسعة 1 كيلوبايت.

تحتوي شريحة 78034 على 134,000 ترانزستور على رقاقة بقياس 9.7 × 7.4  مم (71.78  مم² ⁾ . تُصنّع هذه الشريحة باستخدام تقنية CMOS-1، وهي الجيل الأول من تقنية CMOS لشركة DEC، وتعتمد على  تقنية CMOS بدقة 2.0 ميكرومتر مع طبقتين من وصلات الألومنيوم . تُغلّف شريحة 78034 في حامل رقاقة خزفي ذي 84 طرفًا مزود بمشتت حراري. تستخدم الشريحة مصدر طاقة واحد بجهد +5 فولت، وتستهلك طاقة قصوى تبلغ 1.5 واط. ^{[ 1 ]}

المعالج الدقيق مُبرمجٌ برمجياً دقيقاً ومُصممٌ جزئياً بتقنية خطوط الأنابيب، ويتألف من ست وحدات وظيفية رئيسية: صندوق التعليمات (I-Box)، وصندوق التنشيط (E-Box)، وصندوق التعليمات (M-Box)، ووحدة واجهة ناقل البيانات (BIU)، وذاكرة التخزين المؤقت (Cache)، ووحدة تخزين التحكم، ووحدة التسلسل الدقيق. يقوم صندوق التعليمات (I-Box) بجلب تعليمات VAX من ذاكرة التخزين المؤقت وفك تشفيرها (تحليلها) إلى تعليمات ماكرو. يحتوي صندوق التعليمات (I-Box) على ذاكرة قراءة فقط لفك تشفير التعليمات (IROM) التي تخزن المعلومات اللازمة للقيام بذلك.

تتكون وحدة E-Box من ملف سجلات، وعداد برنامج 32 بت، ومولد ثوابت، ومُبدِّل، ووحدة حسابية منطقية (ALU). يحتوي ملف السجلات على 31 سجلًا أحادي المنفذ للقراءة والكتابة، وثمانية سجلات ثنائية المنفذ للقراءة والكتابة. وحدة الحساب والمنطق 32 بت، وهي قادرة على تنفيذ عمليات الجمع والطرح والتعليمات المنطقية. على الرغم من احتواء وحدة E-Box على مُبدِّل مخصص، إلا أن وحدة الحساب والمنطق مزودة أيضًا بمُبدِّل أقل قوة، يُستخدم لتنفيذ تعليمات ضرب وقسمة الأعداد الصحيحة. يسمح تصميم ملف السجلات لوحدات التنفيذ هذه بتحقيق أداء أعلى من خلال إتاحة الوصول المتزامن إلى السجلات في عدد أكبر من الحالات.

وحدة إدارة الذاكرة (M-Box) هي وحدة إدارة الذاكرة. تحتوي على مخزن مؤقت للترجمة (TLB) مكون من 28 مدخلاً، يعمل بنظام التجميع الكامل، لترجمة العناوين الافتراضية إلى عناوين فعلية. بالإضافة إلى مخزن الترجمة، تحتوي على سجلات تحدد عنوان الذاكرة المراد قراءته أو الكتابة إليه. تعمل وحدة إدارة الذاكرة (M-Box) بتناغم تام مع وحدة واجهة الناقل (BIU)، التي تتحكم في الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية وتربط المعالج الدقيق بالناقل الخارجي ذي 32 بت، والذي يعمل بنظام تعدد إرسال بيانات العناوين.

توفر وحدة التحكم ووحدة التسلسل الدقيق وسائل التحكم في تشغيل الوحدات الوظيفية الأخرى باستخدام الشفرة الدقيقة. تحتوي وحدة التحكم على ذاكرة قراءة فقط (ROM) تضم 1600 كلمة، كل منها 41 بت. تُقسم كل كلمة من 41 بت إلى قسمين: قسم 28 بت يتحكم في الوحدات الوظيفية، وقسم 13 بت يتحكم في وحدة التسلسل الدقيق. على عكس معالج MicroVAX 78032 الذي يستخدم خلايا على شكل X، يستخدم معالج 78034 خلايا تقليدية على شكل H. تتمثل وظيفة وحدة التسلسل الدقيق في تزويد وحدة التحكم بالعناوين الدقيقة.

CFPA (مسرع النقطة العائمة CVAX) هو معالج مساعد للنقطة العائمة لجهاز CVAX 78034.

تحتوي وحدة CFPA على 65000 ترانزستور على شريحة بقياس 7.3 × 9.1  مم (66.43  مم² ⁾ . وهي مصنعة باستخدام تقنية CMOS-1، وهي الجيل الأول من تقنية CMOS لشركة DEC، وتعتمد على  عملية تصنيع بدقة 2.0 ميكرومتر مع طبقتين من وصلات الألمنيوم . وتُعبأ الوحدة في حامل شريحة قابل للتركيب السطحي ذي 68 طرفًا. ^{[ 2 ]}

• "CVAX" في مشروع محاكاة تاريخ الحاسوب