SHAKTI (microprocessor)
शक्ति भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, मद्रास में रिकॉन्फिगरेबल इंटेलीजेंट सिस्टम इंजीनियरिंग (आर. आई. एस. ई.) समूह द्वारा पहला स्वदेशी भारतीय औद्योगिक-ग्रेड प्रोसेसर विकसित करने के लिए एक ओपन-सोर्स पहल है। शक्ति पहल के उद्देश्य में एक ओपन सोर्स प्रोडक्शन-ग्रेड प्रोसेसर, कम्पलीट सिस्टम ऑन चिप्स (एसओसी), डेवलपमेंट बोर्ड और शक्ति आधारित सॉफ्टवेयर प्लेटफॉर्म का निर्माण शामिल है। एस. ओ. सी. विकसित करने के लिए टीम का प्राथमिक ध्यान वास्तुकला अनुसंधान है, जो क्षेत्र, शक्ति और प्रदर्शन से संबंधित बाजार में वाणिज्यिक पेशकशों के साथ प्रतिस्पर्धी है। शक्ति के लिए सभी स्रोत कोड संशोधित बीएसडी लाइसेंस के तहत ओपन-सोर्स हैं। इस परियोजना को भारत सरकार के इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय (एम. ई. आई. टी. वाई.) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। शक्ति प्रोसेसर आर. आई. एस. सी.-वी. आई. एस. ए. पर आधारित हैं। प्रोसेसरों को विनिर्माण ढलाई के आधार पर या तो 22 एनएम फिनफेट या 180 एनएम सीएमओएस प्रौद्योगिकी नोड्स के लिए डिज़ाइन किया गया है। शक्ति ने अपने रोड-मैप के हिस्से के रूप में प्रोसेसर के एक परिवार की कल्पना की है, जो बाजार के विभिन्न क्षेत्रों को पूरा करता है। इन्हें मोटे तौर पर "बेस प्रोसेसर", "मल्टी-कोर प्रोसेसर" और "एक्सपेरिमेंटल प्रोसेसर" में वर्गीकृत किया गया है। ई और सी-क्लास कोर का उद्देश्य इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आई. ओ. टी.), एम्बेडेड और डेस्कटॉप बाज़ार हैं। प्रोसेसर डिजाइन किसी भी रॉयल्टी से मुक्त है और संशोधित बीएसडी लाइसेंस के तहत खुला स्रोत है। ई-क्लास और सी-क्लास कोर दोनों को ब्लूस्पेक सिस्टम वेरिलॉग (बीएसवी) भाषा में लागू किया गया है। शक्ति परियोजना का उद्देश्य आर. आई. एस. सी.-वी. आई. एस. ए. पर आधारित 6 प्रकार के प्रोसेसर का निर्माण करना है। प्रोसेसर ई-क्लास के आधार वर्ग ई-क्लास आर. आई. एस. सी.-वी. आई. एस. ए. के सभी विस्तारों का समर्थन करने में सक्षम 32/64 बिट माइक्रोकंट्रोलर हैं, जिनका उद्देश्य कम-शक्ति और कम कंप्यूटर अनुप्रयोगों को लक्षित करना है। ई-क्लास एक इन-ऑर्डर 3 स्टेज पाइपलाइन है जिसकी सिलिकॉन पर 200 मेगाहर्ट्ज से कम की परिचालन आवृत्ति है। यह एआरएम के एम-क्लास (कॉर्टेक्स-एम श्रृंखला) कोर के खिलाफ स्थित है। यह फ्रीआरटीओएस, ज़ेफिर और ईक्रोनोस जैसे वास्तविक समय के संचालन प्रणालियों को चलाने में सक्षम है। ई-क्लास प्रोसेसर के बाजार खंड स्मार्ट कार्ड, आईओटी उपकरणों, मोटर नियंत्रण और रोबोटिक प्लेटफार्मों का समर्थन करते हैं। ई-पार्टी35टी ई-क्लास के आसपास निर्मित एक एसओसी है। ई-पार्टी35टी एसओसी एक सिंगल-चिप 32-बिट ई-क्लास माइक्रोकंट्रोलर है जिसमें 128केबी रैम है। इसमें 32 जनरल-पर्पस इनपुट/आउटपुट (जी. पी. आई. ओ.) पिन हैं (जिनमें से ऊपरी 16 जी. पी. आई. ओ. पिन ऑनबोर्ड एल. ई. डी. और स्विचों के लिए समर्पित हैं), एक प्लेटफॉर्म लेवल इंटरप्ट कंट्रोलर (पी. एल. आई. सी.), एक काउंटर, 2 सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस (एस. पी. आई.), 2 यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर-ट्रांसमीटर (यू. ए. आर. टी.), 1 इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट (आई. 2. सी.), 6 पल्स-विड्थ मॉड्यूलेटर (पी. डब्ल्यू. एम.) और एक इनबिल्ट ज़िलिंक्स एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एक्स-ए. डी. सी.) है। सी-क्लास सी-क्लास प्रोसेसर का एक 64-बिट नियंत्रक वर्ग है, जिसका उद्देश्य मध्य-श्रेणी एम्बेडेड अनुप्रयोग है। कोर अत्यधिक अनुकूलित है, एमएमयू समर्थन और लिनक्स और सेल 4 जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम को चलाने की क्षमता के साथ 6-स्टेज इन-ऑर्डर डिज़ाइन है। यह मानक आर. वी. 64. जी. सी. आई. एस. ए. विस्तार के समर्थन के साथ बेहद विन्यास योग्य है। यह 200-800 MHz पर चलने वाली मध्य-श्रेणी की गणना प्रणालियों को लक्षित करता है। इसे 2 गीगाहर्ट्ज़ तक अनुकूलित भी किया जा सकता है। यह ए. आर. एम. के कोर्टेक्स ए35/ए55 के सामने स्थित है। इस वर्ग का अनुप्रयोग क्षेत्र एम्बेडेड सिस्टम, मोटर-नियंत्रण, आईओटी, भंडारण, औद्योगिक अनुप्रयोगों से लेकर कम लागत वाले उच्च प्रदर्शन वाले लिनक्स आधारित अनुप्रयोगों जैसे नेटवर्किंग, गेटवे आदि तक है। सी-पार्टी 100टी एक एसओसी है जिसे सी-क्लास के आसपास बनाया गया है। सी-पार्टी 100टी एसओसी एक सिंगल-चिप 64-बिट सी-क्लास माइक्रोकंट्रोलर है जिसमें 128एमबी डीडीआर3 रैम, 16 जनरल पर्पस इनपुट आउटपुट (जीपीआईओ) पिन, एक प्लेटफॉर्म लेवल इंटरप्ट कंट्रोलर (पीएलआईसी), एक काउंटर, 1 यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर ट्रांसमीटर (यूएआरटी) और 1 इंटर-इंटीग्रेटेड सर्किट (आई2सी) है। यह बहुत कम बिजली की खपत के साथ मध्य-श्रेणी के अनुप्रयोग कार्यभार के उद्देश्य से है और इसमें वैकल्पिक स्मृति सुरक्षा के लिए समर्थन है। आई-क्लास आई-क्लास एक 64-बिट प्रोसेसर है जो गणना, मोबाइल, भंडारण और नेटवर्किंग प्लेटफार्मों को लक्षित करता है। इसकी विशेषताओं में आउट-ऑफ-ऑर्डर निष्पादन, मल्टीथ्रेडिंग, आक्रामक शाखा भविष्यवाणी, गैर-अवरुद्ध कैश और गहरी पाइपलाइन चरण शामिल हैं। इस प्रोसेसर की ऑपरेशनल क्लॉक फ्रीक्वेंसी 1.5-2.5 जीएचजेड है। टीम वर्तमान में परमाणु विज्ञान, स्मृति निर्भरता भविष्यवाणी, निर्देश विंडो/शेड्यूलर अनुकूलन, कुछ कार्यात्मक इकाइयों के कार्यान्वयन, प्रदर्शन विश्लेषण/अनुमानों, 22 एनएम प्रोसेसर पर 1 गीगाहर्ट्ज़ पर प्रथम-कट लक्ष्य आवृत्ति को पूरा करने के लिए अनुकूलन को लागू करने पर काम कर रही है। मल्टीकोर प्रोसेसर एम-क्लास ए मोबाइल क्लास प्रोसेसर जिसमें अधिकतम आठ कोर होते हैं, कोर सी और आई क्लास कोर का संयोजन होता है। एम-क्लास प्रोसेसर का उद्देश्य सामान्य-उद्देश्य गणना, निम्न-अंत सर्वर और मोबाइल अनुप्रयोग हैं। संचालन आवृत्ति 2.5 गीगाहर्ट्ज़ तक होती है। यह बड़े इश्यू आकार, क्वाड-थ्रेडेड और वैकल्पिक एनओसी कपड़े का समर्थन करता है। एम-क्लास प्रोसेसर विभिन्न शक्ति और प्रदर्शन लक्ष्यों के लिए अनुकूलित हैं। एस-क्लास एस-क्लास एक 64-बिट सुपरस्केलर, मल्टी-थ्रेडेड संस्करण है जिसका उद्देश्य डेस्कटॉप और एंटरप्राइज सर्वर एप्लीकेशन है। यह लगभग 1.2-3 गीगाहर्ट्ज़ की घड़ी आवृत्ति के साथ 2-16 कोर का समर्थन करता है। एच-क्लास एच-क्लास एक 64-बिट प्रोसेसर है जिसका उद्देश्य अत्यधिक समानांतर उद्यम, एचपीसी और विश्लेषणात्मक अनुप्रयोगों के लिए है। कोर सी या आई क्लास का एक संयोजन हो सकता है, एकल-थ्रेड प्रदर्शन मुख्य विकल्प को चलाता है। एच-क्लास में प्रति कोर कई त्वरकों के साथ 128 कोर तक हैं। प्रायोगिक प्रोसेसर ये प्रयोगात्मक/अनुसंधान परियोजनाएं हैं जो एक उच्च सुरक्षा और दोष सहिष्णु प्रोसेसर विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करती हैं। टी-क्लास टी-क्लास का उद्देश्य स्मृति-आधारित हमलों से जानकारी प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त हार्डवेयर समर्थन प्रदान करना है। इसका डिजाइन स्थानिक और अस्थायी स्मृति हमलों को कम करने के लिए एक एकीकृत हार्डवेयर ढांचे पर केंद्रित है। एफ-क्लास एफ-क्लास बेस क्लास प्रोसेसर का एक दोष-सहिष्णु संस्करण है। विशेषताओं में अनावश्यक गणना खंड (जैसे डी. एम. आर. और टी. एम. आर.), स्थायी दोषों का पता लगाने के लिए अस्थायी अतिरेक मॉड्यूल, लॉक-स्टेप कोर विन्यास, दोष स्थानीयकरण सर्किट, महत्वपूर्ण स्मृति खंडों के लिए ई. सी. सी. और अनावश्यक बस कपड़े शामिल हैं। टेपआउट अब तक दो सी-क्लास प्रोसेसर (कोडनेम आरआईएमओ और रिस्क्रीक) और एक ई-क्लास प्रोसेसर (मौशिक) को टेप आउट किया जा चुका है। रिमो रिमो शक्ति सी-क्लास आधारित एस. ओ. सी. का कूट नाम है जिसे 180 एन. एम. प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए मोहाली में अर्धचालक प्रयोगशाला (एस. सी. एल.) में टेप-आउट किया गया है। 144 sq.mm। चिप का 70 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्ति पर काम करने के लिए परीक्षण किया गया है। चिप को 208-पिन सिरेमिक क्वाड फ्लैट पैक (सीक्यूएफपी) पर पैक किया गया है। रिस्क्रिक क्रीक शक्ति सी-क्लास आधारित एस. ओ. सी. का कोड नाम है जिसे 22एन. एम. फिनफेट प्रक्रिया का उपयोग करके इंटेल के ओरेगन फैब में टेप-आउट किया गया है। 16 मिमी 2 चिप का 350 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्ति पर काम करने के लिए परीक्षण किया गया है। चिप को 208-पिन बॉल ग्रिड ऐरे (बीजीए) पर पैक किया गया है। मौशिक मौसिक शक्ति ई-क्लास आधारित एस. ओ. सी. का कूट नाम है जिसे एस. सी. एल. में 180 एन. एम. प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करके टेप-आउट किया गया है। यह 100 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति में काम करता है और आर्डोनीक्स 1 नामक मदरबोर्ड के साथ विकसित किया गया है। आर. आई. एम. ओ. और रिसक्रीक की विशेषताएं आर. आई. एम. ओ. और रिसक्रीक की कुछ विशेषताएं इस प्रकार हैंः इन-ऑर्डर 5 स्टेज 64-बिट माइक्रोकंट्रोलर जो पूरे स्थिर आर. आई. एस. सी.-वी. आई. एस. ए. (आर. वी. 64 आई. एम. ए. एफ. डी.) का समर्थन करता है। आर. आई. एस. सी.-वी. आई. एस. ए. के विशेषाधिकार विशिष्टता (v1.10) के साथ संगत और एस. वी. 39 वर्चुअलाइजेशन योजना का समर्थन करता है। रिटर्न-एड्रेस-स्टैक के साथ एक शाखा भविष्यवक्ता शामिल है। पाइपलाइन्ड आई. ई. ई. ई.-754 अनुरूप एकल और दोहरे परिशुद्धता वाली फ्लोटिंग पॉइंट इकाइयाँ और बहु-चैनल डायरेक्ट मेमोरी एक्सेस (डी. एम. ए.) समर्थन। 2 x I2C, 2 x UART, 2 x QSPI, एक डीबगर, एक 256KB टाइटली कपल्ड मेमोरी, 32-बिट GPIO और एक एक्सपेंशन बस जैसे परिधीय उपकरण जिन्हें एक FPA से जोड़ा जा सकता है। विकास बोर्ड ई और सी दोनों प्रकार के प्रोसेसरों के लिए विकास बोर्ड हैं। प्रोसेसर के विभिन्न वर्गों के लिए बोर्ड समर्थन का विवरण नीचे दिया गया है। ई-पार्टी 35टी ई-पार्टी 35 शक्ति ई क्लास [14] पर आधारित एक एसओसी है। ई-पार्टी 35टी अनुच्छेद 7 35टी बोर्ड पर समर्थित है। इसमें 32 बिट ई वर्ग का संक्षिप्त संस्करण है। इसमें आई, एम, ए और सी शामिल हैं। सी-पार्टी 100टी सी-पार्टी 100 शक्ति सी श्रेणी पर आधारित एक एसओसी है। सी-पार्टी 100टी आर्टिक्स 7 100टी बोर्ड पर समर्थित है। इसमें 64 बिट सी श्रेणी का संक्षिप्त संस्करण है। इसमें जुलाई 2021 से आई, एम, ए, एफ, डी और सी. कमर्शियल सपोर्ट अल्टेयर इंजीनियरिंग शामिल है, जिसमें अपने वैश्विक ग्राहकों के लिए अपने एम्बेडेड सिस्टम फर्मवेयर सपोर्ट पोर्टफोलियो में ई-क्लास प्रोसेसर शामिल है। ।