コンパクトRISC

CompactRISCは、ナショナル セミコンダクター社の命令セットアーキテクチャファミリーです。このアーキテクチャは、縮小命令セットコンピューティング（RICS）の原理に基づいて設計されており、主にマイクロコントローラで使用されています。^{[ 1 ]} このファミリーのサブアーキテクチャは、16ビットのCR16とCR16C、および32ビットのCRXです。^{[ 2 ]}

アーキテクチャ

CR16ファミリーの特徴：コンパクトな実装（ 250 nmで1 mm ²未満）、2 MB（2 ²¹）のアドレス指定、最大66 MHzの周波数、16ビット整数用のハードウェア乗算器。^{[ 1 ]}

ビット操作、保存/復元、複数のレジスタのプッシュ/ポップなどの複雑な命令を1つのコマンドで実行できます。^{[ 1 ]}

CR16には、16ビットの汎用レジスタが16個と、21ビット幅のアドレスレジスタが2個あります。特殊レジスタは8個あります。プログラムカウンタ、割り込みスタックポインタ（ISP）、割り込みベクターアドレスレジスタ（INTBASE）、ステータスレジスタ（PSR）、コンフィギュレーションレジスタ、そして3つのデバッグレジスタです。ステータスレジスタは、C、T、L、F、Z、N、E、P、Iの各フラグを実装します。^{[ 1 ]}

命令は2アドレス形式で複数の形式でエンコードされます。通常は16ビットエンコードですが、32ビット長の中規模即値命令には2つの形式があります。一般的なオペコード長は4ビット（ほとんどのエンコードタイプではビット9～12）です。基本的なエンコード形式は以下のとおりです。

• レジスターからレジスターへ、
• レジスタへの5ビットの短整数値、
• 16ビット値の中間即値をレジスタに格納（32ビットエンコード）
• 短い5ビット変位（2ビットオペコード）による相対的なロード/ストア、
• 中規模18ビット変位（32ビットエンコーディング、2ビットオペコード）による相対ロード/ストア。^{[ 1 ]}

CR16Cは異なるオペコードエンコーディングフォーマットを採用しており、23～32ビット幅のアドレスレジスタと2つの32ビット汎用レジスタを備えています。^{[ 3 ]}

CR16はトラップと割り込みを実装しています。CR16の実装は、フェッチ、デコード、実行の3段階のパイプラインで構成されています。^{[ 1 ]}

CR16製品

CR16はナショナルセミコンダクター社のマイクロコントローラに採用されており、2001年以降はフラッシュメモリを内蔵した統合型マイクロコントローラも提供されている。^{[ 4 ] [ 5 ]} 2007年以降はCR16ベースのIPがライセンス供与されている^{[ 6 ]}

参考文献

1. Brunvand, Erik. 「National Semiconductor CR16、コンパクトRISCプロセッサ、ベースラインISA、そしてそれ以降」（PDF） . CS/EE 3710.ユタ大学. 2016年12月3日閲覧。
2. フォン・ハーゲン、ウィリアム (2011). GCC の決定版ガイド。アプレス。 p. 422.ISBN​ 9781430202196。
3. 「CR16Cプログラマーズリファレンスマニュアル」(PDF) 。2004年10月29日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
4. Graham, Jeanne (2001年2月22日). 「National Semiconductorの16ビットMCUはフラッシュとアナログを統合」 . EETimes . 2016年12月3日閲覧。
5. 「ナショナルの16ビットRISC MCU、高耐久性フラッシュをアピール」 EETimes、2001年3月13日。 2016年12月3日閲覧。
6. Hammerschmidt, Christoph (2007年2月21日). 「NatSemi、組み込みIPの再販にIPextremeを活用」 . EETimes . 2016年12月3日閲覧。

外部リンク

• ナショナル セミコンダクター 組み込みマイクロコントローラ(CR16 およびCOP8 )
• National Semiconductor の Web サイトのCompactRISC コア アーキテクチャページ (2007 年のアーカイブ コピー)
• CR16B プログラマーズ・リファレンス・マニュアル、ナショナル・セミコンダクター、1997
• GCC CR16 ポート