RX產(chǎn)品家族介紹手冊(cè) [3] RX內(nèi)核的特性

RX內(nèi)核的特性

RX內(nèi)核發(fā)展路線

增加附加值和系統(tǒng)復(fù)雜性的需求要求單片機(jī)具有更高的性能。同時(shí)，還要滿足節(jié)能和延長(zhǎng)電池壽命的需求，因此功耗也要降低。RX內(nèi)核不斷改進(jìn)來(lái)滿足這些需求。

RX產(chǎn)品家族特性：

https://www.renesas.com/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx-features

◆ RX內(nèi)核比較

特性1：延續(xù)前代產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)的獨(dú)創(chuàng)CPU

RX內(nèi)核兼具CISC和RISC的優(yōu)勢(shì)

• 將CISC的可變字節(jié)長(zhǎng)度指令與RISC的通用寄存器機(jī)、架構(gòu)和流水線相結(jié)合。RX CPU內(nèi)核融合了瑞薩多年積累的技術(shù)。

特性2：RX CPU內(nèi)核具有業(yè)界領(lǐng)先的性能

* Cortex-M是Arm的標(biāo)稱值

CoreMark/MHz值 = 5.90

卓越的嵌入式系統(tǒng)性能和電源效率

RX內(nèi)核的特性

• 內(nèi)部開發(fā)的CPU，可實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。

• 五段超標(biāo)量架構(gòu)。

• 針對(duì)電源效率和高性能進(jìn)行了優(yōu)化。

• 處理能力和代碼效率與RISC相當(dāng)。

• 改進(jìn)了中斷響應(yīng)和FPU/DSP指令。

特性3：流水線級(jí)配置

• 哈佛架構(gòu)支持并行執(zhí)行取指令和數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

• 五段流水線配置和亂序完成，執(zhí)行速度更快。（如果后面的指令與前面的指令之間沒(méi)有依賴關(guān)系，則允許不等待而直接執(zhí)行后面的指令。）

◆ 流水線級(jí)配置

• 5級(jí)流水線，處理速度更快。

• 通過(guò)對(duì)各類應(yīng)用軟件進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，處理性能較早期產(chǎn)品提高了一倍以上。

存儲(chǔ)器訪問(wèn)階段僅在訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)使用。

亂序完成

• 亂序完成可提高指令執(zhí)行的效率和速度。

RXv2內(nèi)核的特性

RXv2內(nèi)核：CPU框圖

進(jìn)一步增強(qiáng)，同時(shí)仍與RXv1內(nèi)核兼容

• 改進(jìn)了流水線，可大幅增加每周期指令（IPC）。

• 具有改進(jìn)的片上閃存接口的高級(jí)提取單元，可減少因分支指令產(chǎn)生的懲罰而引發(fā)的重新取指令，并可減少閃存訪問(wèn)次數(shù)，可在降低功耗的同時(shí)提高CPU性能。

• 改進(jìn)了DSP和FPU功能的指令。

◆ RXv2 CPU配置框圖

特性1：流水線改進(jìn)

◆ RXv2 CPU配置框圖

存儲(chǔ)器訪問(wèn)階段僅在訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)使用。

改進(jìn)了流水線處理和浮點(diǎn)運(yùn)算的并行執(zhí)行

• 浮點(diǎn)運(yùn)算在執(zhí)行階段和存取器訪問(wèn)階段并行進(jìn)行。

• 整數(shù)運(yùn)算指令和存儲(chǔ)器訪問(wèn)或FPU指令可以同時(shí)執(zhí)行。

• 有助于提高FPU執(zhí)行速度和CPU性能。

特性2：FPU和DSP功能增強(qiáng)

增強(qiáng)了FPU和DSP功能

• 減少了現(xiàn)有指令的執(zhí)行周期計(jì)數(shù)并添加了新指令。

• 具有專用緩沖區(qū)的累加器數(shù)量已從1個(gè)增加到2個(gè)，提高了DSP運(yùn)算的效率。

• 過(guò)濾操作的性能提高了四倍。

改進(jìn)以紅色字體顯示

RXv3內(nèi)核的特性

作為RXv2內(nèi)核的后繼產(chǎn)品，RXv3內(nèi)核憑借新功能提高了性能，同時(shí)增加了雙精度FPU和寄存器組保存功能。借助這些改進(jìn)，RXv3內(nèi)核在EEMBC CoreMark基準(zhǔn)測(cè)試中獲得的分?jǐn)?shù)為5.82 CoreMark/MHz，CPU性能水平在業(yè)界名列前茅。對(duì)于各種需要實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用程序，RXv3內(nèi)核有助于實(shí)現(xiàn)極其快速和高效的操作。

特性1：寄存器組保存功能

專用存取器可提高中斷響應(yīng)能力

• 提高了在CPU寄存器中保存/恢復(fù)數(shù)據(jù)的速度，改善了中斷響應(yīng)能力。

• “寄存器保存組”作為寄存器保存功能的專用存儲(chǔ)器提供。

• 用于訪問(wèn)寄存器保存組的專用指令（SAVE和RSTR）。

• 寄存器保存組數(shù)量：16 (RX72T)*1

與傳統(tǒng)產(chǎn)品的比較（將數(shù)據(jù)保存到所有寄存器）

特性2：支持雙精度FPU

• 首款搭載雙精度浮點(diǎn)處理器的RX產(chǎn)品家族CPU內(nèi)核。

• 顯著提高了雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的處理性能（最多提高到八倍）。