De mano dura

StrongARM es una familia de microprocesadores informáticos desarrollada por Digital Equipment Corporation y fabricada desde mediados de la década de 1990, que implementaba la arquitectura del conjunto de instrucciones ARM v4 . ^{[ 1 ]} Intel la adquirió en 1997 de la división Digital Semiconductor de DEC como parte de un acuerdo en una demanda entre ambas compañías por infracción de patentes. ^{[ 2 ]} Intel continuó fabricándola antes de reemplazarla con una arquitectura basada en ARM derivada de StrongARM llamada XScale a principios de la década de 2000.

Según Allen Baum, el StrongARM tiene sus orígenes en los intentos de crear una versión de bajo consumo del DEC Alpha , algo que los ingenieros de DEC concluyeron rápidamente que no era posible. Entonces se interesaron en diseños dedicados a aplicaciones de bajo consumo, lo que los llevó a la familia ARM. Uno de los pocos usuarios importantes de ARM para productos relacionados con el rendimiento en ese momento era Apple , cuyo dispositivo Newton se basaba en la plataforma ARM. DEC se puso en contacto con Apple preguntándoles si estarían interesados ​​en un ARM de alto rendimiento, a lo que los ingenieros de Apple respondieron: «¡Claro que sí! No se puede hacer, pero si se pudiera, lo usaríamos». ^{[ 3 ]}

StrongARM fue un proyecto colaborativo entre DEC y Advanced RISC Machines para crear un microprocesador ARM más rápido. StrongARM se diseñó para el segmento superior del mercado de sistemas embebidos de bajo consumo, donde los usuarios necesitaban un rendimiento superior al que ARM podía ofrecer, a la vez que podían aceptar mayor soporte externo. Los dispositivos objetivo eran asistentes digitales personales ( PDA) y decodificadores de última generación . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Tradicionalmente, la división de semiconductores de DEC se ubicaba en Massachusetts . Para acceder al talento de diseño de Silicon Valley , DEC abrió un centro de diseño en Palo Alto, California . Este centro, dirigido por Dan Dobberpuhl , fue el principal centro de diseño del proyecto StrongARM. Otro centro de diseño que trabajó en el proyecto se encontraba en Austin, Texas , y fue creado por algunos exdiseñadores de DEC que regresaban de Apple Computer y Motorola . El proyecto se puso en marcha en 1995 y rápidamente entregó su primer diseño, el SA-110 .

DEC acordó vender StrongARM a Intel como parte de un acuerdo judicial en 1997. ^{[ 6 ]} Intel utilizó StrongARM para reemplazar su línea de procesadores RISC defectuosos, el i860 y el i960 .

Cuando la división de semiconductores de DEC fue vendida a Intel, muchos ingenieros del grupo de diseño de Palo Alto se trasladaron a SiByte , una empresa emergente que diseñaba productos de sistema en chip (SoC) MIPS para el mercado de redes. El grupo de diseño de Austin se independizó para convertirse en Alchemy Semiconductor , otra empresa emergente que diseñaba SoC MIPS para el mercado de dispositivos portátiles. Intel desarrolló un nuevo núcleo StrongARM y lo presentó en 2000 como XScale . ^{[ 7 ]}

El SA-110 fue el primer microprocesador de la familia StrongARM. Las primeras versiones, que operaban a 100, 160 y 200  MHz, se anunciaron el 5 de febrero de 1996. ^{[ 5 ]} Al anunciarse, había muestras de estas versiones disponibles, y la producción en volumen estaba prevista para mediados de 1996.  Las versiones más rápidas de 166 y 233 MHz se anunciaron el 12 de septiembre de 1996. ^{[ 8 ]} Había muestras de estas versiones disponibles al anunciarse, y la producción en volumen estaba prevista para diciembre de 1996. A lo largo de 1996, el SA-110 fue el microprocesador de mayor rendimiento para dispositivos portátiles. ^{[ 9 ]} Hacia finales de 1996, era una CPU líder para dispositivos de internet/intranet y sistemas de cliente ligero . ^{[ 10 ]} El primer éxito de diseño del SA-110 fue el Apple MessagePad 2000 . ^{[ 11 ]} También se utilizó en varios productos, incluyendo el PC Risc de Acorn Computers y el sistema de edición de vídeo Eidos Optima . Los principales diseñadores del SA-110 fueron Daniel W. Dobberpuhl , Gregory W. Hoeppner, Liam Madden y Richard T. Witek. ^{[ 4 ]}

El SA-1100 era una variante del SA-110 desarrollado por DEC. Presentado en 1997, el SA-1100 estaba diseñado para aplicaciones portátiles como las PDA y se diferenciaba del SA-110 por ofrecer una serie de características deseables para dichas aplicaciones. Para incorporar estas características, la memoria caché de datos se redujo a 8  KB.

Las características adicionales son memoria integrada, PCMCIA y controladores LCD a color conectados a un bus de sistema en el chip, y cinco canales de E/S serie que están conectados a un bus periférico conectado al bus del sistema. El controlador de memoria admitía FPM y EDO DRAM, SRAM, flash y ROM. El controlador PCMCIA admite dos ranuras. El bus de direcciones de memoria y datos se comparte con la interfaz PCMCIA. Se requiere lógica de interconexión. Los canales de E/S serie implementan una interfaz USB esclava, un SDLC , dos UART , una interfaz IrDA , un MCP y un puerto serie síncrono .

El SA-1100 tenía un chip complementario, el SA-1101. Fue presentado por Intel el 7 de octubre de 1998. ^{[ 12 ]} El SA-1101 proporcionaba periféricos adicionales para complementar los integrados en el SA-1100, como un puerto de salida de vídeo, dos puertos PS/2 , un controlador USB y un controlador PCMCIA que reemplazaba al del SA-1100. El diseño fue iniciado por DEC, pero solo estaba parcialmente completado cuando fue adquirido por Intel, quien finalizó el diseño. Fue fabricado en la antigua planta de fabricación de DEC en Hudson, Massachusetts , que también fue vendida a Intel. ^{[ 13 ]}

El SA-1100 contenía 2,5 millones de transistores y medía 8,24  mm x 9,12  mm (75,15  mm² ⁾ . Fue fabricado mediante un  proceso CMOS de 0,35 μm con tres niveles de interconexión de aluminio y empaquetado en un TQFP de 208 pines. ^{[ 14 ]}

Uno de los primeros dispositivos en incorporar este procesador fue el desafortunado netBook Psion y su hermano, el Psion Series 7, más orientado al consumidor .

El SA-1110 fue un derivado del SA-110 desarrollado por Intel. Fue anunciado el 31 de marzo de 1999, posicionado como una alternativa al SA-1100. ^{[ 15 ]} En el anuncio, las muestras se programaron para junio de 1999 y el volumen para finales de ese año. Intel descontinuó el SA-1110 a principios de 2003. ^{[ 16 ]} El SA-1110 estaba disponible en  versiones de 133 o 206 MHz. Se diferenciaba del SA-1100 por ofrecer soporte para SDRAM  de 66 MHz (solo la versión de 133  MHz) o 103  MHz (  solo la versión de 206 MHz) . ^{[ 17 ]} Su chip complementario, que proporcionaba soporte adicional para periféricos, era el SA-1111. El SA-1110 estaba empaquetado en una matriz de rejilla de microbolas de 256 pines . Se utilizó en teléfonos móviles, asistentes personales de datos (PDA) como el Compaq (más tarde HP) iPAQ y el HP Jornada , las plataformas basadas en Linux Sharp SL-5x00 y el Simputer . ^{[ 18 ]} También se utilizó para ejecutar la Intel Web Tablet, un dispositivo tableta que se considera potencialmente el primero en introducir la navegación web portátil en pantalla grande. Intel descontinuó el producto justo antes de su lanzamiento en 2001.

El SA-1500 era un derivado del SA-110 desarrollado por DEC, inicialmente destinado a decodificadores . ^{[ 19 ] [ 20 ]} Fue diseñado y fabricado en volúmenes bajos por DEC, pero Intel nunca lo puso en producción. El SA-1500 estaba disponible a 200 a 300 MHz. El SA-1500 presentaba un núcleo SA-110 mejorado, un coprocesador  en chip llamado Attached Media Processor (AMP) y un controlador de bus de E/S y SDRAM en chip. El controlador de SDRAM admitía SDRAM de 100 MHz, y el controlador de E/S implementaba un bus de E/S de 32 bits que podía funcionar a frecuencias de hasta 50 MHz para conectarse a periféricos y al chip complementario SA-1501.  

El AMP implementó un conjunto de instrucciones de palabra de instrucción larga que contenía instrucciones diseñadas para multimedia, como operaciones de multiplicación y acumulación de enteros y punto flotante , y aritmética SIMD . Cada palabra de instrucción larga tiene 64  bits de ancho y especifica una operación aritmética y una bifurcación o una carga/almacenamiento. Las instrucciones operan sobre operandos de un archivo de registros de 36 bits y 64 entradas, y sobre un conjunto de registros de control. El AMP se comunica con el núcleo SA-110 a través de un bus en el chip y comparte la caché de datos con el SA-110. El AMP contenía una ALU con un desplazador, una unidad de bifurcación, una unidad de carga/almacenamiento, una unidad de multiplicación y acumulación, y una unidad de punto flotante de precisión simple . El AMP admitía instrucciones definidas por el usuario a través de un almacén de control escribible de 512 entradas. ^{[ 21 ]}

El chip complementario SA-1501 proporcionaba capacidades adicionales de procesamiento de vídeo y audio, así como diversas funciones de entrada/salida, como puertos PS/2, un puerto paralelo e interfaces para varios periféricos.

El SA-1500 contiene 3,3 millones de transistores y mide 60 ^mm²  . Fue fabricado con un proceso CMOS de 0,28 μm. Utilizaba una fuente de alimentación interna de 1,5 a 2,0 V y E/S de 3,3 V, consumiendo menos de 0,5 W a 100 MHz y 2,5 W a 300 MHz. Se encapsulaba en un paquete plano cuádruple metálico de 240 pines o en una matriz de rejilla de bolas de plástico de 256 .       

El pestillo StrongARM es una topología de circuito de pestillo electrónico propuesta por primera vez ^{[ 22 ] [ 23 ]} por los ingenieros de Toshiba Tsuguo Kobayashi et al. ^{[ 24 ]} y que recibió una atención significativa después de ser utilizado en los microprocesadores StrongARM. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Se utiliza ampliamente como amplificador de detección , comparador o simplemente como un pestillo robusto con alta sensibilidad. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

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• Litch, Tim; Slaton, Jeff (marzo/abril de 1998). "Fortaleciendo las comunicaciones portátiles". IEEE Micro . págs.  48-55 .
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• Turley, Jim (13 de noviembre de 1995). "StrongyArm mejora el rendimiento de ARM". Microprocessor Report .
• Turley, Jim (15 de septiembre de 1997). "SA-1100 pone la PDA en un chip". Microprocessor Report .
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