CVAX

El CVAX es un conjunto de microprocesadores desarrollado y fabricado por Digital Equipment Corporation (DEC) que implementaba la arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) VAX . El conjunto de microprocesadores constaba de la CPU CVAX 78034, el acelerador de punto flotante CFPA, el chip de reloj CVAX y los chips de soporte asociados: el chip de soporte del sistema CVAX (CSSC), el controlador de memoria CVAX (CMCTL) y el chip de interfaz Q-Bus CVAX (CQBIC).

El CVAX 78034, también conocido como MicroVAX 78034, es un microprocesador VAX de un solo chip de segunda generación. Los sistemas que incorporan el conjunto de chips CVAX estuvieron disponibles a finales de 1987. Su frecuencia de reloj es de 12,5  MHz (80 ns) en sistemas de gama alta como el VAX 6000 Modelo 200 y de 11,11  MHz (90 ns) en sistemas de gama baja como el MicroVAX 3500 y 3600. ^{[ 1 ]}

El 78034 fue el primer microprocesador VAX en tener cachés internas, una caché combinada de flujo de instrucciones y datos de 1 KB. ^{[ 1 ]} La caché es bastante inusual ya que está implementada con DRAM de un transistor , ^{[ 1 ]} mientras que la mayoría de los microprocesadores usan SRAM para sus cachés internas. Este fue el primer microprocesador en usar DRAM de un transistor para la caché. ^{[ 1 ]} DEC eligió usar DRAM para la caché para reducir el área de la matriz de caché. Los diseñadores concluyeron que para implementar esta caché con celdas DRAM de cuatro transistores o celdas SRAM de seis transistores habría tomado de 2,4 a 3 veces más área. ^{[ 1 ]} La caché interna está ubicada en una tira estrecha a lo largo del lado izquierdo del chip . Una caché externa de 64 KB complementa la caché interna de 1 KB.

El 78034 contiene 134 000 transistores en un chip de 9,7 x 7,4  mm (71,78  mm² ⁾ . Está fabricado con el proceso CMOS de primera generación de DEC, CMOS-1, un  proceso CMOS de 2,0 μm con dos capas de interconexión de aluminio . El 78034 se presenta en un encapsulado cerámico de 84 pines con disipador de calor. Utiliza una única fuente de alimentación de +5 voltios y disipa un máximo de 1,5 W. ^{[ 1 ]}

El microprocesador está microprogramado y parcialmente segmentado, y consta de seis unidades funcionales principales: la I-Box, la E-Box, la M-Box, la unidad de interfaz de bus (BIU), la caché, la memoria de control y el microsecuenciador. La I-Box obtiene las instrucciones VAX de la caché y las decodifica (analiza) en macroinstrucciones. La I-Box dispone de una IROM (ROM de decodificación de instrucciones) que almacena la información necesaria para ello.

La E-Box consta de un banco de registros, un contador de programa de 32 bits, un generador de constantes, un desplazador y una unidad aritmético-lógica (ALU). El banco de registros contiene 31 registros de un puerto de lectura/escritura y ocho registros de dos puertos de lectura/escritura. La ALU es de 32 bits y puede ejecutar instrucciones de suma, resta y lógica. Si bien la E-Box incluye un desplazador dedicado, la ALU también dispone de otro, menos potente, para ejecutar instrucciones de multiplicación y división de enteros. El diseño del banco de registros permite que estas unidades de ejecución alcancen un mayor rendimiento al permitir un mayor número de accesos simultáneos a los registros.

La M-Box es la unidad de gestión de memoria. Cuenta con un búfer de traducción de direcciones (TLB) asociativo de 28 entradas para traducir direcciones virtuales a direcciones físicas. Además del TLB, dispone de registros que determinan la dirección de memoria a la que se debe leer o escribir. La M-Box trabaja en estrecha colaboración con la BIU, que controla el acceso a la caché interna y conecta el microprocesador con el bus externo multiplexado de datos de dirección de 32 bits.

La memoria de control y el microsecuenciador proporcionan los medios para controlar el funcionamiento de las demás unidades funcionales mediante microcódigo. La memoria de control dispone de una ROM con 1600 palabras de 41 bits. Cada palabra de 41 bits se divide en dos: un campo de 28 bits que controla las unidades funcionales y un campo de 13 bits que controla el microsecuenciador. A diferencia del MicroVAX 78032, que utiliza celdas en forma de X, el 78034 utiliza celdas convencionales en forma de H. La función del microsecuenciador es proporcionar microdirecciones a la memoria de control.

El CFPA (CVAX Floating Point Accelerator) es un coprocesador de punto flotante para el CVAX 78034.

El CFPA contiene 65 000 transistores en un chip de 7,3 x 9,1  mm (66,43  mm² ⁾ . Está fabricado con el proceso CMOS de primera generación de DEC, CMOS-1, un  proceso de 2,0 μm con dos capas de interconexión de aluminio . Se presenta en un encapsulado de montaje superficial de 68 pines. ^{[ 2 ]}

• "CVAX" en el Proyecto de Simulación de Historia de la Computación