ST210 - Flexibler VLIW-Mikroprozessor-Kern von STM

Mikroprozessorkern für System-on-Chip-Designs für Multimedia-Anwendungen

STMicroelectronics (STM) hat in Zusammenarbeit mit Hewlett Packard den VLIW (Very Long Instruction Word) Mikroprozessor "ST210" entwickelt. Der skalierbare und modifizierbare Kern soll in System-on-Chip-(SoC-)Geräte für Multimedia-Anwendungen eingebettet werden können.

Artikel veröffentlicht am 20. November 2001, 10:08 Uhr, Christian Klaß

Der ST210 führt laut STM bis zu vier Instruktionen pro Takt aus und wird mit 250 MHz getaktet. Damit soll er die Leistung eines 1-GHz-RISC-Prozessors erreichen, während er gleichzeitig mit einer stromsparenden Taktrate arbeitet. Laut STM soll der ST210 alle existierenden spezialisierten Multimedia-Prozessoren und VLIW-Kerne in Hinblick auf simple Architektur, Silizium-Fläche, effektive Rechenleistung, Skalierbarkeit und Anpassbarkeit hinter sich lassen. Der VLIW-Mikroprozessor-Kern ist hauptsächlich für Audio- und Video-Anwendungen gedacht, in denen beispielsweise bei geringem Stromverbrauch eine hohe Leistung für Kompressionsverfahren wie MPEG-2, MPEG-4 und MP3 benötigt wird, während die Marktreife gleichzeitig schnell und mit verhältnismäßig geringen Kosten erreicht werden muss.

Der wichtigste Vorteil des ST210 soll die Verbindung seiner relativ simplen, aber besonders flexiblen Architektur mit hochentwickelten Programmierwerkzeugen sein. So kann die Mikroarchitektur des ST210 beispielsweise um neue Befehle ergänzt werden, in der Zahl der Execution Units oder die Größe von Daten- und Befehls-Zwischenspeichern verändert werden. Dank der zur Verfügung stehenden Entwicklungswerkzeuge und der vereinfachten Umsetzung der Architektur soll der ST210 leicht auf künftige Silizium-Technologien angepasst werden können und somit schnell in der Leistung mitwachsen können.

Zudem kann jede Veränderung des Maschinen-Modells an einen Compiler gefüttert werden, der zu nutzenden C-Programmcode dank Erkennung von Instruction Level Parallelism (ILP) optimal an den neuen Prozessor anpassen soll. Die Optimierung soll in einer hocheffizienten Ausnutzung der zu Grunde liegenden Hardware-Architektur münden, die damit unter Umständen auf eine kleinere Anzahl Funktionseinheiten reduziert werden kann, was zu einer geringeren Chipgröße und gesenkten Silizium-Kosten führe, so STM.

Laut Philippe Geyres, Corporate Vice-President und General Manager von STMs Consumer & Microcontroller Group, versucht man, diese Möglichkeiten in neuen SoC-Designs für Audio-Dekodierung und MPEG-Video-Encoding in Anwendungen wie DVD-Playern und DVD-Rekordern auszunutzen. Mit ersten Mustern von ab diesem November erhältlichen Test-Chips (ST200-STB1) soll die Leistung des ST210 demonstriert werden können.

Der neue Prozessorkern ist das Ergebnis eines gemeinsamen Projekts von STM und HP Labs, das 1998 ins Leben gerufen wurde. Ziel des Projekts war es, eine VLIW-Prozessor-Plattform zu schaffen, welche die Entwicklungszeit und Chipkosten reduziert, gleichzeitig jedoch eine höhere Leistung und eine geringere Produkteinführungszeit mit sich bringt. Dabei konzentrierte man sich auf die schnelle Entwicklung von leistungsfähigen Prozessorkernen und Werkzeugen für die Anpassung an individuelle Anwendungen. Im Rahmen der Kooperation gibt es ein zentrales Design-Team in Cambridge (USA) sowie weitere Teams in Bristol (England) und Grenoble (Frankreich).