分类：
2008-10-27 13:29:20
Intel XScale体系架构提供了一种全新的、高性价比、低功耗且基于ARM的第5代体系架构——ARMv5TE体系结构的解决方案，兼容ARMv5TE ISA指令集(不支持浮点指令集)，支持16位Thumb指令和DSP扩充。
Intel XScale内核微构架在ARM核的周围提供了指令与数据器管理单元，指令、数据和微小数据Cache，写缓冲、全缓冲、挂起缓冲和分支目标缓冲器，电源管理，性能监控、调试和JTAG单元以及协处理器接口，MAC协处理器和内核总线。
超级流水线结构是由整型管道、存储器管道和MAC管道构成。整型管道包括7级流水线结构：取指令1(分支目标缓冲器)→取指令2→译码→寄存/移位→ALU实现→状态执行→回复。存储器管道除包括整型管道的前5级外，后接3个高速缓存，数据Cache1、数据Cache2和数据回复Cache，共8级流水线结构；MAC管道是6~9级的流水线结构，包括整型管道的前4级和4级MAC段，以及一个数据回复Cache，其中MAC2-4的选通由数据决定。流水线结构级数越多越能提高指令的执行速度，使用目标缓冲器的目的在于成功的预知分支指令的结果，避免超级流水线结构中的分支延迟。
Intel XScale处理器的处理速度是Intel StrongARM处理速度的两倍。其内部结构也有了相应的变化：数据Cache的容量从8KB增加到32KB；指令Cache的容量从16KB增加到32KB；微小数据Cache的容量从512B增加到2KB；为了提高指令的执行速度，超级流水线结构由5级增至7级；新增乘/加法器MAC和囟ǖ腄SP型协处理器CP0，以提高对多媒体技术的支持；动态电源管理，使XScale处理器的时钟可达1GHz、功耗1.6W，并能达到1200MIPS。
Intel XScale微处理器架构经过专门设计，核心采用了英特尔先进的0.18μm工艺技术制造；具备低功耗特性，适用范围从0.1mW～1.6W。同时，它的时钟工作频率将接近1GHz。 XScale与StrongARM相比，可大幅降低工作电压并且获得更高的性能。超低功率与高性能的组合使Intel XScale适用于广泛的接入设备、手机、PDA、手持设备、网络存储设备、器等，Intel XScale都表现出色。
XSCALE处理器系列
XSCALE 内核是被被使用在Intel 生产的一系列微控制处理器家族。包括
应用处理器,应用在消费电子（PXA为字首）I/O， 接口处理器,应用在存储（IOP为字首），网络处理器,应用在 (IXP为字首) ，控制平台处理器,应用在控控制方面（IXC为字首）。
PXA系列
PXA210/PXA25x
PXA210是Intel的入门级XScale，目标于移动电话应用。于2002年被PXA250取代，频率也达到133 MHz 和200 MHz。PXA25x 系列包括 PXA250和 PXA255。PXA250是 Intel第一代XScale处理器。 有三种主频选择：200 MHz、300 MHz和400 MHz。2003年，版本为C0的PXA250更名为PXA255。主要不同是双总线使数据传输更快，低电压（1.3 V 400 MHz）和回写数据缓存功能。
PXA26x
PXA26x系列包括PXA260和PXA261-PXA263，在2003年面市。PXA260 是单独的，时脉与PXA25x一样， 但TPBGA封装比PXA25x's PBGA 封装小53%。The PXA261-PXA263与PXA260一样，但含有安装在一个包中的Intel StrataFlash 闪存，PXA261 16 M 的16位闪存，PXA26232 M的16位闪存，PXA263有32 M的32位闪存。作为低电耗、小空间的蜂窝电话和PDA消费群理想的解决方案，英特尔PXA260x处理器系列采用可移动多媒体处理以及集成内存来突破应用性能和节约物理空间。
PXA27x（图1）
PXA27x系列包括PXA270和PXA271-PXA272处理器。这是XScale家族有非常高升级的处理器。PXA270可运行在四个不同的时钟频率：312 MHz, 416 MHz, 520 MHz 和624 MHz，是个单独的处理器没有包内闪存。PXA271可以运行在312 MHz和416 MHz的时钟频率，并且在同一个包内含有32 M的16位StrataFlash闪存32 M的16位SDRAM内存。PXA272 能运行在312 MHz, 416 MHz 或520 MHz ，并且有64 M的32位包内StrataFlash闪存。
Intel还在PXA27x系列中加入了许多技术：
·Intel的SpeedStep技术：根据需要动态调节CPU的性能，这样可以降低电力消耗。
·无线MMX: 英特尔无线MMX技术是一套高级多媒体指令 集，大部分源自于英特尔架构。该技术用以帮助开发商将已经验证的工业标准64位并行多媒体体系结构的强大能力融入到基于英特尔XScale微架构的处理器中。在提高性能的同时最大限度地降低运行丰富应用所需的功耗。将众多基于MMX技术的应用从英特尔®奔腾系列处理器移植到英特尔PCA系列上。
·附加外围设备，比如USB接口和摄像机接口。
·内部256K SRAM 减少电耗和延迟。
| 图1 |
IXC系列
IXC1100处理器运行在266, 400, and 533 MHz,133 MHz 总线，32K指令缓存， 32 K数据缓存，2 K迷你数据缓存。它也是设计为低电耗，533 MHz主频功率是 2.4 W。这个芯片是35 mm PBGA封装。（图2）
| 图2 |
IOP系列
IOP系列处理器是被设计来允许计算机和存储设备传输数据和提高设备的CPU到I/O卸载性能。IOP3XX 处理器基于XScale架构被设计来替代老版的80219处理器和i960系列芯片。 有7个不同的 IOP 处理器，现在还有效的是: IOP303, IOP310, IOP321, IOP331, IOP332, 和IOP333。时钟频率从100 MHz到800 MHz。（图3）
| 图3 |
| 图4 |
总结：Intel正在发展的XScale微架构是有效的高性能计算引擎。未来人们可以将基于XScale的芯片放到电话或PDA中，处理简单任务时，XScale芯片基本无电耗，处理诸如视频或音频等复杂任务时，它可以动态分配电能，并达到1GHz速度。另外，XScale在提高处理能力、支持多媒体应用的同时，也为开拓出更加丰富、广阔的发展空间。XScale是一款具有高性能、低功耗特性的ARM兼容微处理器架构。XScale引入了多种硬件特性提高其处理能力，并对ARM体系结构进行了增强，具有业界领先的高性能和低功耗特性被广泛应用于消费电子、无线通信、多媒体和网络等应用领域。与ARM和MIPS不同，INTEL并不出售XSCALE的内核IP，而是自己设计IP，自己生产芯片。
