NS32000

إن NS32000 ، والمعروف أحيانًا باسم 32k ، هو سلسلة من المعالجات الدقيقة التي تنتجها شركة ناشيونال سيميكوندكتور . بدأ العمل على تصميمه حوالي عام 1980، وتم الإعلان عنه في المؤتمر الدولي للدوائر المتكاملة في أبريل 1981.

طُرح أول معالج من هذه العائلة في الأسواق عام 1982، وعُرف لفترة وجيزة باسم 16032 قبل أن يُعاد تسميته إلى 32016. [ 1 ] كان أول معالج دقيق للأغراض العامة في السوق يستخدم بيانات 32 بت داخليًا: فمعالج موتورولا 68000 كان يحتوي على سجلات وتعليمات 32 بت لإجراء العمليات الحسابية على بيانات 32 بت، ولكنه كان يستخدم وحدة حساب ومنطق 16 بت لإجراء العمليات الحسابية على البيانات، وبالتالي استغرق ضعف الوقت الذي استغرقه معالج 32016 لإجراء تلك العمليات الحسابية. [ 2 ] [ 3 ] ومع ذلك، احتوى معالج 32016 على العديد من الأخطاء، وكثيرًا ما لم يكن بالإمكان تشغيله بالسرعة المُعلنة. هذه المشاكل، بالإضافة إلى وجود معالج 68000 المشابه له في جوانب أخرى والذي كان متاحًا منذ عام 1980، أدت إلى قلة استخدامه في السوق على الرغم من الاهتمام الكبير الذي حظي به في البداية.

تلت ذلك عدة نسخ محسّنة، منها معالج 32032 الذي صدر عام 1985، والذي كان في الأساس نسخة مُعدّلة من معالج 32016 مع ناقل بيانات خارجي 32 بت. ورغم أنه كان أسرع بنسبة 50% تقريبًا من معالج 32016، إلا أنه لم يكن بنفس كفاءة معالج موتورولا 68020 ذي 32 بت ، الذي صدر قبل عام. أما معالج 32532 ، الذي صدر عام 1987، فقد تفوّق على معالج موتورولا 68030 المعاصر له بضعف تقريبًا، ولكن بحلول ذلك الوقت، كان معظم الاهتمام بالمعالجات الدقيقة قد تحوّل إلى منصات RISC ، ولم يُستخدم هذا التصميم الممتاز تقريبًا.

كانت شركة ناشيونال تعمل على تطوير معالج 32732 ، لكنها تخلت في النهاية عن محاولة المنافسة في سوق وحدات المعالجة المركزية . وبدلاً من ذلك، تم دمج بنية 32000 الأساسية مع عدة أنظمة داعمة، وأُعيد إطلاقها تحت اسم وحدة التحكم الدقيقة Swordfish . وقد حققت هذه الوحدة بعض النجاح في السوق قبل أن تحل محلها بنية CompactRISC في منتصف التسعينيات.

مفهوم التصميم

المعالج الدقيق NS32008

يعود تاريخ سلسلة NS32000 إلى جهود شركة ناشيونال سيميكوندكتور لإنتاج تطبيق أحادي الشريحة لبنية VAX-11 . [ 4 ] تشتهر VAX ببنية مجموعة التعليمات "المتعامدة" للغاية (ISA)، حيث يمكن تطبيق أي تعليمة على أي بيانات. على سبيل المثال، ADDقد تجمع تعليمة ما محتويات سجلين للمعالج ، أو سجلًا واحدًا مقابل قيمة في الذاكرة، أو قيمتين في الذاكرة، أو تستخدم السجل كإزاحة مقابل عنوان. اعتُبرت هذه المرونة مثالًا يُحتذى به في التصميم في عصر الحواسيب ذات مجموعات التعليمات المعقدة (CISC). [ 3 ]

رفعت شركة ناشيونال دعوى قضائية ضد شركة ديجيتال إكويبمنت (DEC) في كاليفورنيا للتأكد من قانونية التصميم، ولكن عندما نقلت DEC الدعوى إلى ماساتشوستس ، مقرها الرئيسي، تم إسقاط الدعوى وتطوير بنية سلسلة 32000 بدلاً من ذلك. على الرغم من أن بنية مجموعة التعليمات الجديدة لم تكن متوافقة مع VAX-11، إلا أنها احتفظت بفلسفة تصميمها " المتعامدة " للغاية. أي أن كل تعليمة يمكن استخدامها مع أي نوع من البيانات. وقد أشارت مقالات ذلك الوقت إلى هذا أيضًا باسم "التناظر". [ 3 ]

تألفت عائلة المعالجات الأصلية من وحدة المعالجة المركزية NS16032 ونسخة منخفضة الطاقة NS16C032، وكلاهما مزود بمسار بيانات 16 بت، مما يتطلب دورتين حاسوبيتين لتحميل كلمة واحدة 32 بت. ويمكن استخدام كليهما مع وحدة إدارة الذاكرة NS16082 (MMU)، التي توفر دعمًا للذاكرة الافتراضية 24 بت لما يصل إلى 16  ميجابايت من الذاكرة الفعلية. أما NS16008 فكانت نسخة مُصغّرة بمسار بيانات خارجي 8 بت وبدون دعم للذاكرة الافتراضية، مما قلل عدد دبابيسها وجعلها أسهل في التنفيذ. [ 3 ] وكان من المقرر أن تتميز كل من NS16008 وNS16016 بوضع محاكاة لمعالج Intel 8080 يعمل بسرعة تفوق سرعة ذلك المعالج بأربعة أضعاف. [ 5 ]

في الوقت نفسه، أعلنت شركة ناشيونال سيميكوندكتور عن إصدارين مستقبليين، هما NS32032 وNS32132. كان الأول في الأساس نسخة من NS16032 مزودة بناقل بيانات خارجي 32 بت، مما يسمح له بقراءة البيانات بمعدل مضاعف. وكان من المقرر إطلاقه عام 1984. أما NS32132 فكان إصدارًا مزودًا بعناوين داخلية 29 بت وعناوين خارجية 32 بت، مما يسمح له بمعالجة  ذاكرة كاملة بسعة 4 جيجابايت. وكان من المقرر إطلاقه عام 1985. [ 3 ]

يمكن استخدام كل هذه العناصر أيضًا مع وحدة الفاصلة العائمة NS16081 (FPU). [ 3 ]

بنيان

تحتوي المعالجات على 8 سجلات عامة للأغراض 32 بت، بالإضافة إلى سلسلة من السجلات ذات الأغراض الخاصة:

  • مؤشر الإطار
  • مؤشر المكدس (واحد لكل من وضع المستخدم ووضع المشرف)
  • سجل أساسي ثابت، للإشارة إلى المتغيرات العامة
  • سجل قاعدة الربط للوحدات المرتبطة ديناميكيًا (التوجه الكائني)
  • عداد البرنامج
  • سجل حالة المعالج النموذجي، مع بايت المستخدم ذي الترتيب المنخفض وبايت النظام ذي الترتيب العالي.

(سجلات النظام الإضافية غير مدرجة).

تعتمد مجموعة التعليمات بشكل كبير على نموذج CISC ، حيث تتضمن تعليمات ذات معاملين، وعمليات من الذاكرة إلى الذاكرة، وأنماط عنونة مرنة ، وتشفير تعليمات متغير الطول مُحاذي للبايت. يمكن أن تتضمن أنماط العنونة ما يصل إلى إزاحتين واثنين من عمليات نقل البيانات غير المباشرة لكل معامل، بالإضافة إلى الفهرسة المُقاسة، مما يجعل أطول تعليمة ممكنة 23 بايت. مع ذلك، فإن العدد الفعلي للتعليمات أقل بكثير من عدد التعليمات في معالجات RISC المعاصرة.

على عكس بعض المعالجات الأخرى، لا يوفر هذا المعالج زيادة تلقائية لسجل الأساس؛ والاستثناء الوحيد هو نمط عنونة "أعلى المكدس" الذي يقوم بسحب المصادر ودفع الوجهات. وبشكل فريد، يتم ترميز حجم الإزاحة في بتاتها الأكثر أهمية: 0 و10 و11 تسبق إزاحات موقعة ذات 7 و14 و30 بت على التوالي. (على الرغم من أن المعالجات تستخدم نظام الترتيب الصغير (little-endian) بشكل متسق، إلا أن الإزاحات في سلسلة التعليمات تُخزن بنظام الترتيب الكبير (big-endian).

يتم تحديد المعاملات العامة باستخدام حقل مكون من 5 بتات. ويمكن إضافة بايت فهرس (يحدد سجل الفهرس وعنوان القاعدة المكون من 5 بتات)، وما يصل إلى إزاحتين متغيرتي الطول لكل معامل.

32016

كانت الشريحة الأولى في هذه السلسلة تُعرف في الأصل باسم 16032، ولكن أُعيد تسميتها لاحقًا إلى 32016 للتأكيد على مكوناتها الداخلية ذات 32 بت. وهذا ما يميزها عن منافسها الرئيسي في هذا المجال، وهو معالج موتورولا 68000 (68k) الذي صدر عام 1979. استخدم معالج 68k تعليمات وسجلات 32 بت، لكن وحدة الحساب والمنطق (ALU) الخاصة به، والتي تتحكم في جزء كبير من عملية المعالجة، كانت 16 بت فقط. هذا يعني أنه كان عليه تمرير بيانات 32 بت عبر وحدة الحساب والمنطق مرتين - في جزأين، كل جزء 16 بت - لإكمال عملية 32 بت. في المقابل، يحتوي معالج NS32000 على وحدة حساب ومنطق 32 بت، بحيث تستغرق تعليمات 32 بت وتعليمات 16 بت نفس الوقت لإكمالها.

تم شحن معالج 32016 لأول مرة عام 1982 في حزمة DIP ذات 48 طرفًا . ولتوفير مساحة لشريحة 32 بت في حزمة 48 طرفًا، كان من الضروري أن يكون عرض ناقل البيانات 16 بت، وأن يتشارك الأطراف مع ناقل العناوين ذي 24 بت . وبسبب مشاركة الأطراف، كان على الأجهزة الخارجية تثبيت عنوان الذاكرة أثناء استخدام الأطراف في وضع البيانات، مما يُسبب تأخيرًا لمدة دورة واحدة في كل عملية وصول. لذا، فبينما يُحسّن التنفيذ الداخلي ذو 32 بت الأداء، فإن قلة عدد الأطراف تُقلّله مرة أخرى.

ربما كانت هذه أول شريحة 32 بت تصل إلى مرحلة الإنتاج والبيع على نطاق واسع (على الأقل وفقًا لتسويق شركة ناشيونال). مع ذلك، أشار تقرير نُشر في يونيو 1983 إلى أن شركة ناشيونال كانت "تعد بإنتاج كميات كبيرة هذا الصيف" من 16032 قطعة، بعد أن "بدأت بشحن عينات تجريبية لعدة أشهر"، مع بدء إنتاج عينات من المعالج المساعد ذي الفاصلة العائمة "هذا الشهر". [ 6 ]

على الرغم من أن طرح معالج 32016 في عام 1982 جاء بعد معالج 68k بعامين تقريبًا، إلا أن الأخير لم يكن شائع الاستخدام في السوق آنذاك، مما أثار اهتمامًا كبيرًا. لسوء الحظ، كانت الإصدارات الأولى مليئة بالأخطاء، ونادرًا ما كانت تعمل بسرعتها المُعلنة. وبحلول عام 1984، أي بعد عامين، كانت قائمة الأخطاء لا تزال تتضمن بنودًا تُشير إلى حالات خارجة عن السيطرة تُؤدي إلى توقف المعالج عن العمل، مما يُجبر النظام على إعادة تشغيله.

كانت خارطة طريق المنتج الأصلية تتضمن طرح معالجات بتردد 6  ميجاهرتز و10  ميجاهرتز خلال عام 1983، ومعالجات بتردد 12  ميجاهرتز و14  ميجاهرتز خلال عام 1984. [ 3 ] ومع ذلك، أشارت تقارير صحفية في عام 1984 إلى صعوبات في الالتزام بهذه الخارطة، حيث أفادت التقارير أن زيادة تردد المعالجات من 6  ميجاهرتز إلى 8  ميجاهرتز استغرقت خمسة أشهر، وأن الممثلين قدّروا أن زيادة التردد إلى 10 ميجاهرتز ستستغرق "شهرين أو ثلاثة أو خمسة أشهر" إضافية  . وأُفيد أن شريحتين غير محددتين من أصل خمس شرائح في مجموعة الشرائح كانتا سبب هذه المشاكل. [ 7 ] وأشارت مقالة نُشرت في أوائل عام 1985 حول محطة العمل Whitechapel MG-1 القائمة على معالج 32016 إلى أن وحدة إدارة الذاكرة 32082 كانت "تعاني من أخطاء" وتم وضعها على لوحة منفصلة لتوفير إصلاحات للأجهزة. [ ٨ ] في عام ١٩٨٦، أعلنت شركة تكساس إنسترومنتس عن "  مجموعة شرائح معالج دقيق TI32000 بتردد ١٠ ميجاهرتز و٣٢ بت" مؤهلة بالكامل، تتألف من وحدة المعالجة المركزية TI32016 ووحدة إدارة الذاكرة TI32082 كأجهزة ذات ٤٨ طرفًا، ووحدة التحكم في التوقيت TI32201 ووحدة الفاصلة العائمة TI32081 كأجهزة ذات ٢٤ طرفًا، ووحدة التحكم في المقاطعات TI32202 كجهاز ذي ٤٠ طرفًا، بسعر ٢٨٩ دولارًا أمريكيًا لمجموعة الشرائح المكونة من ١٠٠ وحدة. [ ٩ ]

غيّرت شركة ناشيونال منهجية تصميمها لتتمكن من إنتاج القطعة، وتم تطوير نظام تصميم قائم على لغة "Z" بالتعاون مع جامعة تل أبيب، بالقرب من مركز تصميم "NSC" في هرتسليا ، إسرائيل. تشبه لغة "Z" لغتي فيريلوج و VHDL المستخدمتين اليوم ، ولكنها تتميز ببنية نحوية شبيهة بلغة باسكال، وهي مُحسّنة لتصميمات الساعات ثنائية الطور . مع ذلك، وبحلول الوقت الذي بدأت فيه ثمار هذه الجهود تظهر في التصميم، كانت العديد من أجهزة 68k متوفرة بالفعل في السوق، ولا سيما جهاز أبل ماكنتوش ، ولم يشهد معالج 32016 انتشارًا واسعًا.

يحتوي المعالج 32016 على ناقل بيانات خارجي 16 بت، وناقل عناوين خارجي 24 بت ، ومجموعة تعليمات كاملة 32 بت . كما يتضمن واجهة معالج مساعد ، مما يسمح بتوصيل معالجات مساعدة مثل وحدات الفاصلة العائمة (FPUs) ووحدات إدارة الذاكرة (MMUs) كوحدات نظيرة للمعالج الرئيسي. تعتمد وحدة إدارة الذاكرة على ذاكرة افتراضية بتقسيم الصفحات حسب الطلب ، وهي ميزة فريدة مقارنةً بنهج الذاكرة المجزأة المستخدم في المعالجات المنافسة، وقد أصبحت المعيار لتصميم المعالجات الدقيقة اليوم. يدعم هذا التصميم آلية إعادة تشغيل التعليمات عند حدوث خطأ في الصفحة، وهي آلية أكثر سلاسة من نهج موتورولا الذي يعتمد على تفريغ الحالة الداخلية عند حدوث خطأ في الصفحة، والتي يجب قراءتها مرة أخرى قبل استكمال تنفيذ التعليمات.

المعالج الدقيق NS32016
NS32081 FPU

على الرغم من مقارنتها غالبًا بمجموعة تعليمات معالج 68k، إلا أن موظفي شركة NSC رفضوا هذه المقارنة؛ إذ كانت إحدى العبارات التسويقية الرئيسية في ذلك الوقت هي "الأناقة هي كل شيء"، حيث قارنوا سلسلة 32000 ذات التصميم المتعامد للغاية بـ"الحلول الترقيعية". أحد الاختلافات الرئيسية هو استخدام موتورولا لسجلات العناوين وسجلات البيانات، حيث تعمل التعليمات إما على سجلات العناوين أو سجلات البيانات فقط. تحتوي سلسلة 32000 على سجلات للأغراض العامة، والتي وُصفت في الوثائق التقنية بأنها سجلات "العناوين والبيانات". [ 10 ]

32032

المعالج الدقيق NS32032

طُرح المعالج 32032 في عام 1984. وهو متوافق تمامًا تقريبًا مع المعالج 32016، ولكنه يتميز بناقل بيانات 32 بت (مع الحفاظ على ناقل العناوين 24 بت) لأداء أسرع نوعًا ما، يُوصف بأنه "أداء حاسوب مصغر" يُضاهي أداء نظام VAX-11. [ 11 ] : 39 كما طُرح أيضًا المعالج 32008، وهو نسخة من المعالج 32016 بناقل بيانات مُصغّر إلى 8 بت للتطبيقات منخفضة التكلفة. وهو مشابه من حيث المبدأ للمعالج MC68008 ، ولكنه غير شائع بنفس القدر.

أنتجت شركة ناشيونال أيضًا سلسلة من رقائق الدعم ذات الصلة، مثل وحدة الفاصلة العائمة NS32081 ، ووحدة إدارة الذاكرة NS32082، ووحدة الوصول المباشر إلى الذاكرة NS32203، ووحدات التحكم في المقاطعات NS32202 . وبفضل هذه المجموعة الكاملة، بالإضافة إلى رقائق الذاكرة والأجهزة الطرفية، أصبح من الممكن بناء نظام حاسوبي 32 بت قادر على دعم أنظمة التشغيل الحديثة متعددة المهام، وهو أمر كان متاحًا سابقًا فقط على الحواسيب الصغيرة والحواسيب المركزية باهظة الثمن .

32332، 32532

في عام 1985، طرحت شركة ناشيونال سيمي المعالج NS32332، وهو نسخة محسّنة بشكل كبير من المعالج 32032. وتشير بياناته إلى أن التحسينات تشمل "إضافة مكونات جديدة مخصصة للعنونة (تتألف من وحدة حسابية ومنطقية عالية السرعة، ومُبدِّل عناوين ، ومسجل عناوين)، وقائمة انتظار مُحسَّنة لجلب التعليمات (بسعة 20 بايت)، وواجهة/بروتوكول جديد لناقل النظام/الذاكرة، وبروتوكول معالج تابع أكثر كفاءة، بالإضافة إلى تحسينات في الشفرة المصغرة". كما تم طرح وحدة إدارة الذاكرة NS32382، ووحدة معالجة الفاصلة العائمة NS32381، وواجهة NS32310 (النادرة جدًا) لوحدة Weitek FPA. ومع ذلك، لم تُحسِّن هذه التحسينات أداء المعالج NS32332 بشكل عام، حيث جعلته أسرع بنسبة 50% فقط من المعالج NS32032 الأصلي، وبالتالي أقل من أداء منافسه الرئيسي، المعالج MC68020 .

طرحت شركة ناشيونال سيمي معالج NS32532 في أوائل عام 1987. [ 12 ] كان يعمل بترددات 20 و25 و30 ميجاهرتز، وقد مثّل إعادة تصميم كاملة للتنفيذ الداخلي، حيث تميّز بخط أنابيب من خمس مراحل، ووحدة تخزين مؤقتة/وحدة إدارة ذاكرة مدمجة، وأداء ذاكرة مُحسّن، مما جعله أسرع بمرتين تقريبًا من معالجي MC68030 و i80386 المنافسين . في هذه المرحلة، بدأت معمارية RISC بالانتشار، وأصبح المنافسان الرئيسيان هما معالجي AM29000 و MC88000 اللذين توقف إنتاجهما ، واللذين كانا يُعتبران أسرع من NS32532. بالنسبة للعمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة، استخدم NS32532 واجهة NS32381 أو NS32580 الموجودة مسبقًا مع مصفوفة Weitek 3164 FPA. [ 13 ] قدّم هذا المزيج الأخير أداءً مُعلنًا يبلغ حوالي 8 ملايين تعليمة ويتستون في الثانية (MWIPS)، مقارنةً بـ 2.3 مليون تعليمة ويتستون في الثانية للمزيج الأول و 6.9 مليون تعليمة ويتستون في الثانية لمعالج MIPS M/800. [ 14 ] : 216 استند معالج MIPS M/800 إلى شريحة R2600 بتردد 12.5 ميجاهرتز ، [ 15 ] والتي بدورها استخدمت معالج MIPS R2000 ووحدة الفاصلة العائمة المصاحبة له. [ 16 ] شكّلت شريحة NS32532 أساس جهاز PC532 ، وهو مشروع أجهزة "مفتوح المصدر"، وأحد المشاريع القليلة التي أنتجت جهازًا عمليًا يعمل بنظام تشغيل حقيقي (في هذه الحالة، Minix أو NetBSD ).

لم يتم طرح جهاز NS32732 شبه الأسطوري (الذي يسمى أحيانًا NS32764)، والذي تم تصوره كخليفة عالي الأداء لجهاز NS32532، في السوق أبدًا.

سمك أبو سيف

أُعلن في أوائل عام 1991 عن معالج مشتق من NS32732 يُعرف باسم Swordfish، ويحمل الاسم الرمزي NS32SF640. صُمم Swordfish خصيصًا للأنظمة المدمجة ، ويحتوي على وحدة حسابية متكاملة للفاصلة العائمة، ومؤقتات، ووحدات تحكم DMA، ووحدات طرفية أخرى غير متوفرة عادةً في المعالجات الدقيقة. يتميز بناقل بيانات 64 بت، ويعمل  بتردد ساعة داخلية 50 ميجاهرتز، أي ضعف تردد  ساعة النظام البالغة 25 ميجاهرتز. [ 17 ] كان دونالد ألبرت كبير مهندسي Swordfish ، والذي تولى لاحقًا إدارة الفريق المعماري الذي صمم معالج Pentium . وتتشابه البنية الدقيقة الداخلية لمعالج Pentium مع بنية Swordfish السابقة.

كان تركيز شركة Swordfish منصباً على طابعات الليزر المتطورة التي تدعم تقنية PostScript ، وكان أداؤها استثنائياً في ذلك الوقت. كانت الحلول المنافسة قادرة على طباعة صفحة واحدة جديدة في الدقيقة تقريباً، بينما كانت وحدة العرض التجريبية من Swordfish تطبع ست عشرة صفحة في الدقيقة، ولم يكن يحدّها سوى آلية محرك الليزر. وكانت الطابعة تطبع على كل صفحة مدة توقفها في وضع الخمول، بانتظار اكتمال عملية الطباعة.

كانت شريحة Swordfish ضخمة، وفي النهاية تقرر التخلي عن المشروع بالكامل، ولم يُطرح المنتج في الأسواق. استُخدمت الدروس المستفادة من Swordfish في تصميمات CompactRISC. في البداية، كان هناك نوعان من CompactRISC: 32 و CompactRISC: 16، وكلاهما مصمم باستخدام لغة Z. لم تُطرح شركة National أي شريحة في السوق مزودة بنواة CompactRISC-32. تعاون قسم الأبحاث في National مع جامعة ميشيغان لتطوير أول نموذج Verilog قابل للتصنيع، واستُخدمت لغة Verilog بدءًا من CR16C فصاعدًا.

آحرون

تم طرح إصدارات من سلسلة NS32000 القديمة للمنتجات منخفضة التكلفة مثل NS32CG16 و NS32CG160 و NS32FV16 و NS32FX161 و NS32FX164 و NS32AM160/1/3، وكلها تستند إلى NS302CG16، بدءًا من عام 1987 فصاعدًا.

حققت هذه المعالجات بعض النجاح في سوق طابعات الليزر وأجهزة الفاكس ، على الرغم من المنافسة الشديدة من معالجات AMD وIntel RISC . وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى معالج NS32CG16. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذا المعالج ومعالج NS32C016 في دمج وحدة التحكم بالتوقيت (TCU) باهظة الثمن، والتي تولد إشارة الساعة ثنائية الطور اللازمة من بلورة، وإزالة دعم المعالج المساعد للنقطة العائمة، مما أتاح مساحة في الشفرة الدقيقة لمجموعة تعليمات BitBLT المفيدة، والتي تُحسّن بشكل ملحوظ أداء عمليات طابعات الليزر، مما يجعل هذه الشريحة التي تحتوي على 60,000 ترانزستور أسرع من شريحة MC68020 التي تحتوي على 200,000 ترانزستور. يُعد معالج NS32CG160 هو معالج CG16 مزودًا بمؤقتات ووحدات DMA الطرفية، بينما تتميز شرائح NS32FV/FX16x بوظائف DSP إضافية فوق نواة BitBLT الخاصة بمعالج CG16، وذلك لسوق أجهزة الفاكس والرد الآلي . وقد تم تطويرها لاحقًا بمعالج NS32GX32 المبني على معالج NS32532. على عكس الرقاقات السابقة، لم تكن هناك مكونات إضافية. إن NS32GX32 هي نفسها NS32532 بدون وحدة إدارة الذاكرة (MMU)، وتُباع بسعر مناسب للأنظمة المدمجة. في البداية، كانت مجرد رقاقة مُعاد تصميمها. من غير الواضح ما إذا كان قد أُعيد تصميمها لخفض تكلفة الإنتاج.

تتوفر بيانات تقنية لشريحة NS32132، المصممة على ما يبدو لأنظمة المعالجات المتعددة. وهي في الأصل شريحة NS32032 مزودة بوحدة تحكم. يبلغ استهلاك ناقل البيانات في شريحة NS32032 حوالي 50%، وذلك بسبب مجموعة تعليماتها المدمجة للغاية، أو ما يُعرف ببطء خط أنابيبها كما يصفه المنافسون. في الواقع، كان أحد التطبيقات المقترحة لشريحة NS32032 هو استخدامها كجزء من "نظام معاملات مقاوم للأخطاء" يستخدم "شريحتين 32032 بالتوازي ويقارن النتائج في دورات ذاكرة متناوبة لاكتشاف الأخطاء العابرة". [ 6 ] تتيح شريحة NS32132 توصيل وحدتي معالجة مركزية بنظام الذاكرة نفسه، دون الحاجة إلى تغييرات كبيرة في لوحة الدوائر المطبوعة. قامت شركة Diab Data AB في السويد ببناء أنظمة نموذجية ، لكنها لم تحقق أداءً مماثلاً لنظام MC68020 أحادي المعالج الذي صممته الشركة نفسها.

الآلات التي تستخدم سلسلة NS32000

  • محطة عمل Acorn Cambridge – NS32016 (مع مضيف BBC Micro قائم على 6502 )
  • معالج BBC Micro 32016 الثاني - وحدة توسعة منفصلة لجهاز BBC Micro توفر إمكانيات NS32016 من محطة عمل Acorn Cambridge
  • طابعة كانون LBP-8 Mark III الليزرية – NS32CG16
  • بطاقة CompuPro 32016 – NS32016 S-100 [ 18 ]
  • لوحة إضافة الكمبيوتر الشخصي Definicon DSI-32 - NS32032 [ 19 ] [ 20 ]
  • معالج Encore Multimax المتعدد – NS32032 و NS32332 و NS32532
  • أنظمة إي-مو إيماكس – NS32008
  • محاكي أنظمة E-mu III – NS32016
  • محطة عمل ETH زيورخ سيريس – NS32032
  • محطة عمل ETH زيورخ سيريس-2 – NS32532
  • محطة عمل ETH زيورخ سيريس-3 – NS32GX32
  • بطاقة Q-Bus من شركة General Robotics Corp. Python – NS32032 و N32016
  • بطاقة Heurikon VME532 – NS32532 VME (مع ذاكرة تخزين مؤقتة)
  • جهاز الكمبيوتر الشخصي IBM RT – استخدمت بعض الطرازات المبكرة وحدة المعالجة النقطية NS32081 كمعالج مساعد للمعالج الدقيق IBM ROMP
  • طابعة ملصقات Intermec (المعروفة سابقًا باسم A-Tech ثم UBI) – NS32CG16
  • Intergraph Interpro 32 (NS 32032)
  • معالجات Labtam Unix System NS32032 و NS32332
  • Lauterbach Incircuit Emulator ICE (System Controller 32-bit, first version in 1996, max 16 MB ZIP20-RAM, Z180 to serve Ethernet)
  • محطات عمل الرسومات من Mosaic Technologies - Shared Vision Systems، التي تم طرحها في عام 1984، باستخدام وحدة النقطة العائمة NS32032 و NS32081 ووحدة إدارة الذاكرة المصفحة NS32082، بالإضافة إلى معالج رسومات خاص 64 بت يعتمد على تقنية المعالج الدقيق Am29116 bit-slice التي توفر لوحة ألوان من 16 مليون لون ودقة 1024 × 768 أو 512 × 640 ، وتعمل بنظام BSD Unix 4.1 مع عناصر من BSD 4.2 و System V [ 21 ].
  • ناشيونال سيميكوندكتور ICM-3216 – NS32016
  • ناشيونال سيميكوندكتور ICM-332-1 – NS32332 مع معالج الإدخال/الإخراج NS32016
  • لوحة إضافية للكمبيوتر الشخصي من ناشيونال سيميكوندكتور SYS32/20 – NS32016 مع نظام يونكس
  • Opus Systems Opus516 Personal Mainframe – NS32016 PC Add-On Board [ 22 ]
  • Opus Systems Opus532.32 Personal Mainframe – NS32032 PC Add-On Board [ 23 ]
  • PC532 – NS32532
  • موازنة التسلسل – المعالجات المتعددة NS32016 و NS32032 و NS32332
  • سيمنز PC-MX2 – NS32016
  • Siemens MX300-05/-10/-15/-30 – NS32332 (-05/-10) أو NS32532 (-15/-30) تحت نظام SINIX (يستخدم MX300-55 والإصدارات الأحدث i486 )
  • Siemens MX500-75/-85 – NS32532 (2-8x وحدات المعالجة المركزية؛ لوحات التسلسل / MX500-90 تستخدم 2-12x i486)
  • نظام الحاسوب المتناظر S/375 [ 24 ] – NS32016، المستخدم في التطوير المتقاطع لنظام 386BSD
  • Syte Information Technology Model 300 – محطة عمل رسومات Unix تعتمد على NS32032، [ 25 ] العديد من هذه "الحواسيب الصغيرة المتعددة المترابطة بإحكام والمنظمة في بنية حاسوب مركزي" التي تضم سلسلة Syte 3000 "الحاسوب المركزي الصغير" الذي يشغل مدير البيئة العالمي لإدارة بيئات افتراضية متعددة على كل عقدة معالج، [ 26 ] مع فشل Syte في النهاية قبل شحنات المنتج الأولية [ 27 ]
  • محطة عمل Tektronix 4132 [ 28 ] - NS32016
  • سلسلة Tektronix 6100 [ 29 ] - وحدة تحكم المختبر (6110) ومحطات العمل (6120/6130) - NS32016
  • محطات عمل سلسلة Tektronix 6200 [ 30 ] – معالج الإدخال/الإخراج NS32016 (جميع الطرازات)؛ وحدة المعالجة المركزية NS32016 (6205)، وحدة المعالجة المركزية NS32032 (6210)، أو وحدات معالجة مركزية متعددة NS32032 (6212)
  • سلسلة Tolerant Systems Eternity - NS32032 مع معالج الإدخال/الإخراج NS32016
  • محطة عمل كلية ترينيتي – NS32332
  • وحدة تحكم الشبكة Teklogix 9020 – NS32332
  • وحدة تحكم الشبكة Teklogix 9200 – NS32CG160
  • وايت تشابل إم جي-1 – إن إس 32016
  • وايت تشابل MG200 – NS32332

إرث

شجع ظهور محطات العمل القائمة على معالجات دقيقة مثل موتورولا 68000 شركة ديجيتال على التفكير في طرح منتج "سوبر مايكرو" منخفض التكلفة، يعمل بنظام 32 بت. [ 31 ] وبناءً على "اقتراح غير مطلوب من شركة مصنعة لأشباه الموصلات"، والتي تبين لاحقًا أنها زيلوج ، [ 32 ] تسعى إلى تطوير مجموعة شرائح عالية الأداء والإنتاج بكميات كبيرة، تُنفذ جزءًا من بنية VAX، سعت ديجيتال إلى إيجاد شركاء أكثر كفاءة في مجال أشباه الموصلات لمثل هذا المسعى، ولكن دون جدوى. [ 33 ] على الرغم من أن الشركة تابعت هذا المسعى لاحقًا بمفردها، مما أدى إلى ظهور بنية MicroVAX وعائلة منتجاتها، إلا أن قلة اهتمام الصناعة والمخاوف بشأن الموارد دفعت بعض أعضاء فريق البرنامج إلى التفكير في اعتماد معالج NS32032 الذي لم يكن قد صدر بعد، ونقل نظام VMS لتحقيق هدفهم الأصلي. [ 32 ]

في يونيو 2015، أصدر أودو مولر تطبيقًا كاملاً بلغة فيريلوج لمعالج NS32000 على منصة OpenCores . [ 34 ] وهو متوافق برمجيًا تمامًا مع وحدة المعالجة المركزية NS32532 المزودة بوحدة معالجة الفاصلة العائمة N32381، ولكنه أسرع بكثير عند تنفيذه على FPGA ، [ 35 ] حيث يعمل بتردد ساعة أعلى ويستخدم دورات أقل لكل تعليمة.

مراجع

  1. كتالوج برامج سلسلة 32000. شركة ناشيونال سيميكوندكتور. 1984. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2021. لقد قمنا مؤخرًا بتغيير اسم منتجاتنا من المعالجات الدقيقة 32 بت من عائلة NS16000 إلى سلسلة 32000. وقد دخل هذا البرنامج حيز التنفيذ فور توقيع اتفاقية مع شركة تكساس إنسترومنتس لتكون موردنا الثاني لسلسلة 32000.
  2. ستارنز، توماس و. (أبريل 1983). "فلسفة التصميم وراء معالج موتورولا MC68000" . بايت . المجلد 8، العدد 4. تاريخ الاسترجاع: 19 يونيو 2018 .  
  3. 1 2 3 4 5 6 7 ليدي، جلين (أبريل 1983). "عائلة معالجات NS16000 الدقيقة من ناشيونال سيميكوندكتور" . بايت . المجلد 8، العدد 4. الصفحات 53-66 . تاريخ الاسترجاع: 22 أغسطس 2020 .   
  4. تيلسون، مايكل (أكتوبر 1983). "نقل يونكس إلى أجهزة جديدة" . بايت . المجلد 8، العدد 10. الصفحات 266-276 . تاريخ الاسترجاع: 31 يناير 2015 .   
  5. كول، برنارد كونراد (نوفمبر 1981). "تطورات في تصميم وحدة المعالجة المركزية" . مجلة Interface Age . الصفحات 94-97 . تاريخ الاسترجاع: 2 مارس 2023 . 
  6. 1 2 ليبس، سول (يونيو 1983). "المعالجات الدقيقة الفائقة - تقرير حالة" . عالم الحاسوب الشخصي . المجلد 6، العدد 6. ص 190. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أكتوبر 2020 .   
  7. "أكورن تُبدد الشكوك حول الشريحة الفائقة" . مستخدم أكورن . العدد 24. يوليو 1984. ص 7. تاريخ الاطلاع: 28 أغسطس 2020 .  
  8. باونتين، ديك (فبراير 1985). "تحقيق حلم" . بايت يو كيه . المجلد 10، العدد 2. الصفحات 379-382 ، 384. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2020 .   
  9. "المكونات" . مجلة كمبيوتر وورلد . 16 يونيو 1986. ص 130. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2022 . 
  10. دليل بيانات عائلة TI32000 . شركة تكساس إنسترومنتس. 1985. الصفحات 2-24 . تاريخ الاطلاع: 8 نوفمبر 2021. جميع سجلات بيانات العناوين متاحة لجميع التعليمات . وبالتالي، يتمتع المترجم بحرية استخدام السجلات ولا يحتاج إلى الكثير من عمليات الصيانة. كما تُمكّن البنية من استخدام سجلات بيانات العناوين كمراكمات وسجلات بيانات ومؤشرات عناوين. يُمثل هذا تحسنًا كبيرًا مقارنةً بالأجهزة التي تسمح فقط لعدد قليل من السجلات بالعمل كمؤشرات عناوين، مما يُسبب اختناقًا في حسابات العناوين، وهي وظيفة بالغة الأهمية في برمجة اللغات عالية المستوى. 
  11. رادا، كول (18 يونيو 1984). "محطة العمل المرنة ذات 32 بت: إجابة أحد الموردين للمستخدمين" . مجلة كمبيوتر وورلد . الصفحات 35-37 ، 39-40 . تاريخ الاسترجاع: 10 مارس 2022 . 
  12. "شركة نات سيمي تضع وحدة إدارة الذاكرة، وذاكرة التخزين المؤقت، وخط الأنابيب على شريحة 532: تتباهى بالتفوق" . يونيغرام/إكس . 4 أبريل 1987. ص 2. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2025 . 
  13. "معالج دقيق عالي الأداء 32 بت من طراز NS32532-20/NS32532-25/NS32532-30" (ملف PDF) . شركة ناشيونال سيميكوندكتور . 1995.
  14. بن-شورين، س. (1988). بنية وحدة التحكم NS32580 ذات الفاصلة العائمة . مؤتمر COMPCON ربيع 1988. الصفحات 213-217 . ISBN  0-8186-0828-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 ديسمبر 2025 .
  15. "حاسوب MIPS يرفع مستوى الأداء من 5 إلى 8 - MIPS تحديدًا" . Unigram/X . 4 أبريل 1987. ص 1. تاريخ الاطلاع: 2 ديسمبر 2025 . 
  16. "شركة MIPS تكشف النقاب عن مجموعة لوحات MIPS CMOS RISC المكونة من 10 لوحات" . Unigram/X . 17 مايو 1986. ص 1. تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر 2025 . 
  17. بورسكي، ديف (14 فبراير 1991). "شريحة وحدة المعالجة المركزية ومعالج الإشارات الرقمية المدمجة تؤدي مجموعة واسعة من المهام" . التصميم الإلكتروني . الصفحات 41-43 ، 46. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2025 . 
  18. دليل المستخدم الفني لوحدة المعالجة المركزية 32016. شركة كومبيوبرو. 1984. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مارس 2022 .
  19. مارشال، تريفور ج.؛ سكولارو، جورج؛ راند، ديفيد ل.؛ كينغ، توم؛ ويليامز، فنسنت ب. (أغسطس 1985). "لوحة المعالج المساعد DSI-32، الجزء 1: المكونات المادية" . بايت . الصفحات 120-136 . تاريخ الاسترجاع: 22 أبريل 2025 . 
  20. مارشال، تريفور ج.؛ سكولارو، جورج؛ راند، ديفيد ل.؛ كينغ، توم؛ ويليامز، فنسنت ب. (سبتمبر 1985). "لوحة المعالج المساعد DSI-32، الجزء 2: البرمجيات" . بايت . الصفحات 116-122 ، 124. تاريخ الاسترجاع: 1 أغسطس 2025 . 
  21. ديزموند، جون (30 يوليو 1984). "موزاييك تُطلق خطًا جديدًا لمحطات العمل الرسومية" . كمبيوتر وورلد . ص 53، 55. تاريخ الاسترجاع: 15 يونيو 2025 . 
  22. "معالج IBM PC UNIX المساعد" . بايت . أبريل 1985. ص 441. تم الاطلاع عليه في 24 يونيو 2022 . 
  23. "أوبوس: موسيقى يونكس لآذان الحاسوب الشخصي" . مراجعة يونكس . فبراير 1986. ص 83. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2022 . 
  24. "ويليام جوليتز وأنظمة الحاسوب المتناظرة" . 10 أكتوبر 2004. مؤرشف من الأصل في 1 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 23 أبريل 2025 .
  25. موكوف، نيكولاس (15 يونيو 1984). "محطات عمل مايكروس ذات 32 بت" . تصميم الحاسوب . الصفحات 97-100 ، 102، 104-106 ، 108-110 ، 112. تاريخ الاسترجاع: 5 مارس 2024 . 
  26. "أنظمة تشغيل متعددة تتعايش على نظام متعدد المعالجات" . تصميم الحاسوب . مارس 1984. ص 30، 32. تم الاطلاع عليه في 5 مارس 2024 . 
  27. "يختفي النظام من الأنظار" . تصميم الحاسوب . نوفمبر 1984. ص 8. تم الاطلاع عليه في 5 مارس 2024 . 
  28. "منتجات TEK (كتالوج)" (ملف PDF) . تيكترونيكس. 1987. ص 59. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2025 عبر Bitsavers . 
  29. "منتجات TEK (كتالوج)" (ملف PDF) . تيكترونيكس. 1985. ص 49. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2025 عبر Bitsavers . 
  30. "منتجات TEK (كتالوج)" (ملف PDF) . تيكترونيكس. 1985. ص 50. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2025 عبر Bitsavers . 
  31. خطة عمل MicroVAX (تقرير). شركة Digital Equipment Corporation. 1983. الصفحات 1، 6، 10-12 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2025 . 
  32. 1 2 سوبنيك، بوب (24 فبراير 2008). "MicroVAX II (1985)" . معالجات DEC الدقيقة . تم الاسترجاع في 14 يونيو 2025 .
  33. كالب، جيفري سي. (مارس 1986). "مقدمة" . المجلة التقنية الرقمية . 1 (2): 8-11 . تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2025 .
  34. "معالج M32632 ذو 32 بت" . OpenCores.org .
  35. "أداء M32632" . cpu-ns32k.net .
  • تريفور ج. مارشال؛ جورج سكولارو؛ ديفيد ل. راند (أغسطس-سبتمبر 1985). "معالج ديفينيكون دي إس آي-32 المساعد". مايكرو كورنوكوبيا .
بيانات المنتج