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29 関係: ARMアーキテクチャ、半導体素子、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ラティスセミコンダクター、プログラマブルロジックデバイス、プロセッサ、ビットスライス、アルテラ、ザイリンクス、サン・マイクロシステムズ、再構成可能コンピューティング、CPLD、CPU、CPU設計、論理合成、FPGA、IPコア、LatticeMico32、MicroBlaze、Nios II、OpenCores、OpenFire、OpenRISC、OpenSPARC、PacoBlaze、PicoBlaze、System-on-a-chip、欧州宇宙機関。
ARMアーキテクチャ
ARMアーキテクチャ とは、ARMホールディングスの事業部門であるARM Ltdにより設計・ライセンスされている、組み込み機器や低電力アプリケーション向けに広く用いられている、プロセッサコアのアーキテクチャである。.
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半導体素子
ここでは半導体素子（はんどうたいそし）や半導体部品（-ぶひん）（英:semiconductor device） セミコンダクター・デバイスについて解説する。.
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マイクロプロセッサ
マイクロプロセッサ（Microprocessor）とは、コンピュータなどに搭載される、プロセッサを集積回路で実装したものである。 マイクロプロセッサは小型・低価格で大量生産が容易であり、コンピュータのCPUの他、ビデオカード上のGPUなどにも使われている。また用途により入出力などの周辺回路やメモリを内蔵するものもあり、一つのLSIでコンピュータシステムとして動作するものを特にワンチップマイコンと呼ぶ。マイクロプロセッサは一つのLSIチップで機能を完結したものが多いが、複数のLSIから構成されるものもある（チップセットもしくはビットスライスを参照）。 「CPU」、「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、「MPU」は、ほぼ同義語として使われる場合も多い。本来は「プロセッサ」は処理装置の総称、「CPU」はシステム上で中心的なプロセッサ、「マイクロプロセッサ」および「MPU（Micro-processing unit）」はマイクロチップに実装されたプロセッサである。本項では、主にCPU用のマイクロプロセッサについて述べる。 当初のコンピュータにおいて、CPUは真空管やトランジスタなどの単独素子を大量に使用して構成されたり、集積回路が開発されてからも、たくさんの集積回路の組み合わせとして構成されてきた。製造技術の発達、設計ルールの微細化が進むにつれてチップ上に集積できる素子の数が増え、一つの大規模集積回路にCPU機能を納めることが出来るようになった。汎用のマイクロプロセッサとして最初のものは、1971年にインテルが開発したIntel 4004である。このマイクロプロセッサは当初電卓用に開発された、性能が非常に限られたものであったが、生産や利用が大幅に容易となったため大量に使われるようになり、その後に性能は著しく向上し、価格も低下していった。この過程でパーソナルコンピュータやRISCプロセッサも誕生した。ムーアの法則に従い、集積される素子数は増加し続けている。現在ではマイクロプロセッサは、大きなメインフレームから小さな携帯電話や家電まで、さまざまなコンピュータや情報機器に搭載されている。.
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マイクロコントローラ
マイクロコントローラ(microcontroller)は、コンピュータシステムをひとつの集積回路に組み込んだものである。.
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ラティスセミコンダクター
ラティスセミコンダクター（Lattice Semiconductor Corporation、）とは、アメリカのプログラマブルロジックデバイスなどの開発を行う半導体企業である。日本法人はラティスセミコンダクター株式会社。略称はラティス（Lattice）。.
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プログラマブルロジックデバイス
プログラマブルロジックデバイス (programmable logic device: PLD) は、製造後にユーザの手許で内部論理回路を定義・変更できる集積回路である。.
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プロセッサ
プロセッサ は、コンピュータシステムの中で、ソフトウェアプログラムに記述された命令セット（データの転送、計算、加工、制御、管理など）を実行する（＝プロセス）ためのハードウェアであり、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路などから構成される。内蔵されるある程度の規模の記憶装置までを含めることもある。プロセッサー、プロセサ、プロセッシングユニット、処理装置（しょりそうち）ともいう。「プロセッサ」は処理装置の総称で、システムの中心的な処理を担うものを「CPU（）」（この呼称はマイクロプロセッサより古くからある）、集積回路に実装したものをマイクロプロセッサ、またメーカーによっては（モトローラなど）「MPU（）」と呼んでいる。 プロセッサの構成要素の分類として、比較的古い分類としては、演算装置と制御装置に分けることがある。また、理論的な議論では、厳密には記憶装置であるレジスタすなわち論理回路の用語で言うところの順序回路の部分を除いた、組み合わせ論理の部分のみを指すことがある（状態機械モデルと相性が悪い）。の分類としては、実行すべき命令を決め、全体を制御するユニットと、命令を実行する実行ユニットとに分けることがある。.
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ビットスライス
ビットスライスとは、コンピュータのプロセッサの処理などを、小さなビット幅ごとに分割（スライス）すること、あるいはそのように分割して、小さなモジュールなどの組み合わせによって処理すること。そのようにして構成されているプロセッサないしその部品をビットスライスプロセッサと呼ぶ。ビットスライスプロセッサを構成する部品のうち、特にいわゆるデータパスを構成する部品は、各オペランドを所定のビット幅ぶん（スライス）だけ処理する。 また、音声や画像などのデータをビットプレーン構造などで扱うためスライスすることやスライスしたものも「ビットスライス」と呼ぶことがある。詳細はビットプレーン参照。.
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アルテラ
アルテラ（Altera Corporation、）はアメリカのプログラマブルロジックデバイスの代表的企業である。創立は1983年で本社はカリフォルニア州サンノゼにある。日本法人は日本アルテラ株式会社。.
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ザイリンクス
イリンクス（Xilinx, Inc.、）は、FPGAを中心としたプログラマブルロジックデバイスを開発するアメリカの半導体企業である。 プログラマブルロジックデバイス、IP、開発環境を提供している。1984年に創立され、本社をカリフォルニア州サンノゼに構える。日本法人はザイリンクス株式会社。製造を社外ファウンドリに委託するファブレス半導体企業である。.
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サン・マイクロシステムズ
ン・マイクロシステムズ本社 サン・マイクロシステムズ（Sun Microsystems）は、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタクララに本社を置いていたコンピュータの製造・ソフトウェア開発・ITサービス企業である。2010年1月27日にオラクルにより吸収合併され、独立企業・法人としては消滅した。.
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再構成可能コンピューティング
再構成可能コンピューティング（さいこうせいかのう-、Reconfigurable Computing）は、ソフトウェアの持つ柔軟性とFPGAなどの高度に柔軟な高速コンピューティング構造による高性能ハードウェア処理を組合わせたコンピュータ・アーキテクチャである。一般的なマイクロプロセッサを使った場合との根本的な違いは、制御フローに加えて実際のデータ経路を変更する能力があることである。一方、ASICなどの専用ハードウェアとの主な違いは、再構成可能な構造に動作中でも新たな回路構成を「ロード」することができる適応能力である。.
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CPLD
CPLD (Complex Programmable Logic Device)とは、プログラマブルロジックデバイスの一種で、PALとFPGAの中間の集積度を持ち、これら両方のアーキテクチャの特徴を持っている。CPLD で作られるブロックはマクロセルであり、これには加法標準形での表現とより特殊な論理的操作が実装されている。 PALと共通する特徴は以下のようである。.
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CPU
Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.
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CPU設計
CPU設計の記事では、コンピュータのプロセッサの設計（デザイン）について解説する。.
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論理合成
論理合成（ろんりごうせい、logic synthesis）は、抽象的な回路の動作に関する記述（レジスタ転送レベルなど）から論理回路の実装設計を行う工程である。一般にVHDLやVerilogなどのハードウェア記述言語が使われる。ツールによっては、PAL や FPGA といったプログラマブルロジックデバイス向けの bitstream を生成する。また、ASIC向けの生成を行うツールもある。論理合成はEDAの一部である。.
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FPGA
Altera Stratix IV GX FPGA FPGA（field-programmable gate array）は、製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、広義にはPLD（プログラマブルロジックデバイス）の一種である。現場でプログラム可能なゲートアレイであることから、このように呼ばれている。.
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IPコア
IPコア（あいぴーコア、intellectual property core）とは、LSIを構成するための部分的な回路情報で、特に機能単位でまとめられているものを指す。単にIPと呼ぶ場合もある。 ASIC開発やプログラマブルロジックデバイスを用いた開発の際に利用する。 1990年代以降、LSIの開発手法としてハードウェア記述言語による開発が盛んになり、開発効率の向上が求められた。 そこで、既存開発製品の回路を、機能ブロック単位で再利用可能な形にまとめ、他の製品でも利用可な部分はそれを流用する方法が用いられた。 更に、この再利用可能な機能ブロックは、その開発者だけでなく、他の開発者や他の会社との間でもやり取りが行われるようになり、 新しいビジネスモデルが発達した。 IPコアベンダは、LSIを開発するためのIPコアを提供し、LSI開発側はIPコアベンダに使用料を支払う契約を結ぶのが一般的である。 IPとは元々は知的財産という意味だが、半導体業界において回路情報は重要な技術製品であり、形のない商品としてIPと呼ばれるようになった。.
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LatticeMico32
LatticeMico32は、ラティスセミコンダクターによる、FPGAに最適化された32ビットマイクロプロセッサのソフトコアである。 LatticeMico32は、オープンなIPコアライセンスで認可されている。つまり、Mico32はラティスのFPGAに制限されず、どのようなホストアーキテクチャ（FPGA, ASIC, 仮想エミュレーション）でも法的に使用可能である。CPUコアと開発ツールチェインはソースコードの形で利用可能であり、サードパーティはプロセッサアーキテクチャに変更を加えることができる。 特徴.
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MicroBlaze
MicroBlazeは、ザイリンクスによる、ザイリンクス製FPGA向けに構築されたソフトプロセッサコアである。MicroBlazeはザイリンクスのFPGAの汎用メモリと論理回路で、ソフトプロセッサとして完全に実装されている。.
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Nios II
Nios IIはアルテラのFPGAファミリーのために設計された32ビットの組み込み用途のプロセッサアーキテクチャである。Nios IIは、DSPからシステム制御までの幅広い組み込みコンピュータ用途により適すように、元のNiosアーキテクチャを大きく拡張している。 Nios IIは、ザイリンクスのFPGA用のソフトコアCPUであるMicroBlazeと競合している。MicroBlazeとは異なり、Nios IIはサードパーティの知的所有権プロバイダであるシノプシスのDesignwareを通してライセンスを得られる。Designwareライセンスにより、設計者はNiosをベースとした設計をFPGAプラットフォームから、大量生産されるASICデバイスに移行させることができる。.
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OpenCores
OpenCoresとはユーザ登録すれば誰でも参加可能なオープンソースのIPの開発と普及のために作られたコミュニティ。.
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OpenFire
OpenFire（オープンファイア）ソフトプロセッサは、ザイリンクス MicroBlazeプロセッサのVerilog による実装であり、オープンソースである。MicroBlazeと同様に、OpenFireはパターソンとヘネシーによるDLXアーキテクチャをベースとした32ビットRISCアーキテクチャである。OpenFireはバージニア工科大学の博士課程の学生のStephen Cravenによって構成可能型アレイの研究のために開発された。そのため、MicroBlazeの機能のいくつかは当初は実装されていなかった。オリジナルのOpenFireには、割り込み、例外、デバッグ用機能、ローカルメモリバス(LMB)、オンチップペリフェラルバス(OPB)インターフェースは実装されていなかった。これらのインターフェースは、OpenFireを超最小限の実装とするため、オリジナルのリリースでは省かれていた。ほかの研究においてOpenFireをより有用なものとするため、一般的なペリフェラルバスのサポートをOpenFireプロセッサに追加する作業が進められている。.
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OpenRISC
OpenRISCはOpenCoresコミュニティの元々の旗艦プロジェクトである。 このプロジェクトの目的は、一連の汎用のオープンソースのRISC CPUアーキテクチャを開発することである。最初で現在のところ唯一のアーキテクチャは、OpenRISC 1000である。これは、 32ビットと64ビットがあり、オプションとして浮動小数点演算とベクトル演算を持つファミリである。 OpenCoresのチームは最初の実装であるOpenRISC 1200を提供している。これはVerilogハードウェア記述言語で書かれている。ハードウェアのデザインは、GNU Lesser General Public Licenseでリリースされたが、モデルとファームウェアはGNU General Public Licenseでリリースされた。リファレンスのSoCの実装はOpenRISC 1200ベースで開発され、ORPSoC (the OpenRISC Reference Platform System-on-Chip)として知られている。ORPSoCや他のOpenRISC 1200ベースのデザインのデモンストレーションをしたグループは、FPGA上で動かしていた。.
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OpenSPARC
OpenSPARC（オープンスパーク）は、2005年12月に開始されたオープンソースハードウェアのプロジェクトである。プロジェクトへの最初の貢献は、サン・マイクロシステムズによって行われた。サンは完全な64ビット・32スレッドのマイクロプロセッサであるUltraSPARC T1プロセッサの、レジスタ転送レベル(RTL)のVerilogコードを寄付した。2006年3月21日に、サンはUltraSPARC T1のIPコアのソースコードをGPLで公開した。 2007年12月11日に、サンはUltraSPARC T2プロセッサのRTLについてもOpenSPARCプロジェクトを通して利用できるようにした。.
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PacoBlaze
PacoBlazeは、ザイリンクスのPicoBlazeソフトプロセッサコアの、Verilogによる統合可能な実装であり、BSDライセンスの下で入手することが出来る。このデザインは、3種類のPicoBlazeの構成を、1つの修正可能なファイルセットで実現している。 このコアはによって書かれ、保守されている。彼はまた、PicoBlaze/PacoBlazeのアセンブラ、KCAsmをJava言語で実装している。 プロセッサの性能は、オリジナルのPicoBlazeと同等であるが、実装に依存する。このコアはビヘイビア合成であるため、現在のFPGAコアのサイズは30～50%大きい。しかし、コアの未使用部分は、使用するデジタルブロックの数を削減することが可能で、性能向上にもつながる。.
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PicoBlaze
PicoBlazeは、ザイリンクスが自らのFPGAやCPLD製品向けに提供しているソフトプロセッサコアの名称である。PicoBlazeは8ビットのRISCアーキテクチャに基づき、FPGAのVirtex 4シリーズの上で、100MIPSを達成することが出来る。プロセッサは広範囲の周辺機器へのアクセスのため、8ビットのアドレスとデータポートを持っている。このコアのライセンスは、ザイリンクスのデバイスの上であれば、無料で動作させることを認めていて、開発環境も提供されている。サードパーティのツールがMediatronix等から入手可能である。ビヘイビア合成による、このコアから独立した、デバイス非依存の実装のPacoBlazeが、BSDライセンスの下でリリースされている。 PicoBlazeの設計は、当初"Constant(K) Coded Programmable State Machine"（その前は「ケンチャップマンのPSM」／"Ken Chapman's PSM"）を表すKCPSMと名づけられていた。ケン・チャップマンはPicoBlazeを考案し実装したザイリンクスのシステムデザイナーであった。 VHDLでPicoBlazeマイクロコントローラを実装するときは、それぞれのKCPSM部品の名前を使用しなければならない。 例えば、PacoBlaze3プロセッサでは以下のようになる：.
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System-on-a-chip
System-on-a-chip（SOC、SoC）は集積回路の1個のチップ上に、プロセッサコアをはじめ一般的なマイクロコントローラが持つような機能の他、応用目的の機能なども集積し、連携してシステムとして機能するよう設計されている、集積回路製品である。 大容量のDRAMやアナログ回路の混載にはさまざまな難しさやリスクもあり、デメリットもある（後述）ため、DRAMを別チップに集積し、同一パッケージに収めたSiPの形態をとる製品もある。.
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欧州宇宙機関
欧州宇宙機関（おうしゅううちゅうきかん、, ASE、, ESA）は、1975年5月30日にヨーロッパ各国が共同で設立した、宇宙開発・研究機関である。設立参加国は当初10か国、現在は19か国が参加し、2000人を超えるスタッフがいる。 本部はフランスに置かれ、その活動でもフランス国立宇宙センター (CNES) が重要な役割を果たし、ドイツ・イタリアがそれに次ぐ地位を占める。主な射場としてフランス領ギアナのギアナ宇宙センターを用いている。 人工衛星打上げロケットのアリアンシリーズを開発し、アリアンスペース社（商用打上げを実施）を通じて世界の民間衛星打ち上げ実績を述ばしている。2010年には契約残数ベースで過去に宇宙開発などで存在感を放ったソビエト連邦の後継国のロシア、スペースシャトル、デルタ、アトラスといった有力な打ち上げ手段を持つアメリカに匹敵するシェアを占めるにおよび、2014年には受注数ベースで60%のシェアを占めるにいたった。 ESA は欧州連合と密接な協力関係を有しているが、欧州連合の専門機関ではない。加盟各国の主権を制限する超国家機関ではなく、加盟国の裁量が大きい政府間機構として形成された。リスボン条約によって修正された欧州連合の機能に関する条約の第189条第3項では、「欧州連合は欧州宇宙機関とのあいだにあらゆる適切な関係を築く」と規定されている。.
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