R3000 er et 32-bit RISC mikroprocessorkit udviklet af MIPS Technologies , der implementerer MIPS I instruktionssætarkitekturen . Sættet blev introduceret i juni 1988, det var den anden implementering af MIPS arkitekturen, der erstattede R2000 mikroprocessorsættet som flagskibet. Den var tilgængelig i clockhastigheder på 20, 25 og 33,33 MHz .
MIPS I-instruktionssættet indeholder færre instruktioner end andre processorarkitekturer på den tid, såsom 80x86 eller 680x0 , fordi det kun indeholder de mest almindeligt anvendte instruktioner og understøtter et begrænset antal hukommelsesadresseringstilstande . Den faste længde af instruktioner, tilstedeværelsen af kun tre instruktionsformater og det lille samlede antal instruktioner forenkler i høj grad deres afkodning og udførelse. For yderligere at forbedre ydeevnen bruger processoren en 5-trins pipeline . Tilstedeværelsen af en pipeline gør det muligt for R3000-processoren at udføre instruktioner med en hastighed på op til 1 instruktion pr. ur [1] .
MIPS-arkitekturen giver mulighed for op til fire coprocessorer . En sådan coprocessor er kontrolprocessoren, som indeholder den associative oversættelsesbuffer og hukommelsesstyringsenhed, der kræves til hardwareunderstøttelse af virtuel hukommelse [2] . Styreprocessoren er inkluderet i R3000 mikroprocessoren som en tilføjelse til processorkernen. Ud over kontrolprocessoren kan der tilsluttes en ekstern R3010 matematisk coprocessor og to ekstra eksterne coprocessorer til R3000 .
R3000-mikroprocessoren indeholder ikke en indbygget cache på første niveau . I stedet er der placeret en controller på processorchippen, der administrerer separate eksterne data og instruktionscaches. Størrelsen af hver af de eksterne caches kan være op til 256 KB. Mikroprocessoren kan få adgang til begge caches i samme maskincyklus.
R3000 er en videreudvikling af R2000-chipsættet med mindre forbedringer, herunder en større associativ oversættelsesbuffer og hurtigere busser til eksterne caches. R3000-krystallen indeholder 115.000 transistorer og har et areal på 48 mm 2 (75.000 mil 2 ) [3] . MIPS Technologies har ikke sine egne produktionsfaciliteter ( fabriksløst firma ), så produktionen af R3000 blev udført af dets partnere, herunder Integrated Device Technology , LSI Logic , NEC Corporation , Performance Semiconductor og andre. Mikroprocessorsættet blev produceret ved hjælp af 1,2 µm CMOS -teknologi [2] med to lag af forbindelser.
R3000 mikroprocessorsættet viste sig at være vellykket og blev brugt af mange virksomheder i arbejdsstationer og servere:
En speciel strålingsbestandig version af mikroprocessoren bruges i den interplanetariske sonde Novye Horizons [4] [5] [6] .
R3000 er også blevet brugt i indlejrede systemer , der kræver høj ydeevne, og da dens ydeevne blev utilstrækkelig på grund af teknologiske fremskridt, fandt den brug i indlejrede systemer på begynderniveau. En række virksomheder, såsom LSI Logic , har skabt afledte løsninger baseret på R3000 specifikt til indlejrede systemer.
Processorer baseret på R3000 til ikke-indlejrede applikationer:
Processorer baseret på R3000 til indlejrede applikationer: