SuperH系列处理器：昔日惠普 Jornada PDA的“核芯”

接着上文继续讲 SH 构架。

SH 架构的发展
经过上面的讲解，已经明白了 MCU 和 RISC 的概念，现在可以重新认识一下 SH 架构下的 SuperH 系列处理器。

SuperH 处理器核心家族在 20 世纪 90 年代早期由日立开始开发。许多单片机与微处理器都在这个架构下，其中最有名的可能是惠普 Jornada PDA 用的 SH7709，见下图。
 

HP jornada 568 掌上电脑

SuperH 系列的 SH7764

HP Jornada 560 系列掌上电脑是全球第一部 Pocket PC 2002 中文彩色掌上型电脑，配置的 3.5 英寸、16 位彩色反射式 TFT LCD 非常引人注意，完全支持 65536 种颜色(16 位色)。在分辨率方面，为 240×320 像素…

看到这里，大家会觉得，这个配置和性能很普通，没什么大不了的。

没错，以今天的眼光来看，它的确很普通，但是在 2002 年，HP 的这款 PDA 无疑是神器，一亮相便惊艳全场，吸引粉丝无数。（小编语：那个年代能够有一个这样的手持设备很是拉风，就貌似前几年你在大家上拿着苹果手机打电话那般。）

欣赏完毕当年的“神器”，书归正传，接着来看 SH 架构的发展。

日立公司在开发该系列的时候，目标之一便是能够完全向下相容的 CPU 核心指令集。

起初，SH-1 与 SH-2 用在 Sega Saturn 及 Sega 32X，后来也用在许多嵌入式系统的微处理器上。它是 16 位元指令集，暂存器长度与资料通道是 32 位元，故让指令极密实。呵呵，因为当时内存很贵。

数年后，SH-3 核心加入这个家族，并带来其它的中断概念、内存管理单元 (MMU) 与可修改的快取概念。SH-3 核心并加入延伸 DSP，称 SH-3-DSP 核心。延展资料通道让 DSP 更有效率，特别缓冲器与 MAC-type DSP 引擎，核心统一数位讯号处理器与精简指令集处理器。衍生而来的 SH-2 核心，称为 SH-DSP。

为了 Sega Dreamcast，日立发展了 SH-4 架构。这是从原核心的极大延伸，超标量（2 路）指令执行与平行向量浮点运算器是这架构的重点。这颗 CPU 核心并用在许多高效需求的嵌入式程式。大致而言 SH-4 基础架构芯片在 1998 年左右。

不久后，日立与意法半导体成立了持有专利的 SuperH 公司，提供 SH-4 核心给其它公司并开发 SH-5 架构。首度将 SuperH 推向 64 位元领域。SuperH 公司卖这些 CPU 核心的相关专利。

SH-5 设计上加入了称之为 SHmedia 的单指令流多数据流指令集，亦加入相当于在 SH-4 user-mode 部份的 SHcompact 指令集。实作与 ARM 相容的 Thumb 指令集。

之后，SuperH 架构的进化仍持续进行。最后的演进发生在 2003 年，SH2 至 SH-4 统一成超标量的 SH-X 核心，有点类似之前架构的超集合。

目前，SuperH CPU 是由日立与三菱电机半导体事业部合并的瑞萨科技继续发展架构与产品。

小结一下，SuperH 体系的特点：
1、指令的流水线执行；
2、基于 16 位固定长度的指令集；
3、延迟分支指令；
4、通用寄存器配置。

关于 SuperH 产品的目前的型号，统计如下：SH-1，SH-2，SH-3，SH-4，SH-5 及 SH-6，其中 SH-5、SH-6 是 64 位的，其性能及应用见下表，发展历程见体系图。

SuperH 系列产品的性能对比表

我觉得有一个现象很值得思考：日本是一个电子元器件大国，很多电子产品都是从那里流行起来的，但是放眼目前的半导体市场，却很难看到一个被广泛应用的 MCU 器件，如意法半导体（ST）、英飞凌，只有那些别人做不了的基础器件还在占有一席之地。是利润太低日本厂商不屑于去做？还是在竞争的大潮下，日本厂商拼不过欧美甚至中国？欢迎大家发表自己的看法。

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系列汇总：

之一：第一款处理器之谜

之二：处理器的春秋战国时代：8 位处理器的恩怨与纷争（上）

之三：处理器的春秋战国时代：8 位处理器的恩怨与纷争（下）

之四：处理器的三国时代：苹果搅动 MCU 江湖

之五：处理器的三国时代：DR 公司盛气凌人，IBM 转身成就微软

之六：32 位处理器的攻“芯”计：英特尔如何称霸 PC 江湖？

之七：AMD 称霸 PC 处理器市场的“昙花一现”

之八：CPU 两大阵营对擂，X86 构架让英特尔如日中天

之九：你知道 X86 构架，你知道 SH 构架吗？