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'''SuperH'''（スーパーエイチ）は、[[日立製作所]]（現・[[ルネサス エレクトロニクス]]）が開発した[[組み込みシステム|組み込み機器]]用32[[ビット]][[RISC]][[マイクロプロセッサ|マイクロコンピュータ]]である。

== 概要 ==
[[ファイル:Denso-SH2.jpg|thumb|SH-2が採用されたディーゼルエンジン制御用ECU]]
主に[[マイクロコントローラ]]タイプのSH-1/[[SH-2 (プロセッサ)|SH-2]]、[[マイクロプロセッサ]]タイプのSH-3/SH-4の4シリーズが製品化されている。現在はそれぞれ上位シリーズであるSH-2A, SH-4Aが追加されている。また派生シリーズとして[[携帯電話]]のアプリケーションプロセッサ向けSH-Mobile、64ビットCPUコアであるSH-5がラインナップされている。

立ち上げ当初から消費電力あたりの性能 (MIPS/W)の向上を標榜していたことが特徴の一つである（現在で言う[[ユビキタスコンピューティング]]社会における普及を目指した）。

[[1992年]]に最初の製品であるSH-1 (SH-7034:HD6417034)が発表され、組み込み用途の32ビットRISCマイクロコンピュータとして先鞭をつけた。その後SH-2が[[家庭用ゲーム機]]の'''[[セガサターン]]'''、自動車用ECUなどに、SH-3が[[クラリオン]]のカーナビゲーション、{{仮リンク|AutoPC|en|Carputer}}や'''[[はやぶさ (探査機)|小惑星探査機はやぶさ]]'''などに、SH-4が'''[[ドリームキャスト]]'''に採用されたこともあり、メジャープロセッサとして認知された。また、[[デジタルシグナルプロセッサ|DSP]]を含む製品を発表した。

[[STマイクロエレクトロニクス]]と共同開発したSH-5をIPコアで発表した後、性能を向上させる方向から一転（[[Windows CE]]ベースの[[携帯情報端末|PDA]]が[[PocketPC#Pocket PC 2002|Pocket PC 2002]]から[[ARMアーキテクチャ]]に一本化されたことと、[[セガ]]が家庭用ゲーム機のハードの開発から撤退したこと、RISCプロセッサのブームが一段落したこと、等も挙げられる）、携帯電話を中心にターゲットを絞ったSH-Mobileシリーズを展開し、日本の[[携帯電話]]各キャリアや[[ウィルコム]]の機器に採用されている。

== 特徴 ==
CPUコアは[[メモリアドレス|アドレス]]長、[[データ]]長はともに32ビットだが、インストラクションセットは16ビット固定長命令であり、32ビットCPUでありながらコード効率を向上、組み込み用32ビットマイコンとして成功させた（その後[[ARMアーキテクチャ|ARM]]や[[MIPSアーキテクチャ|MIPS]]などもこれに倣い、[[ARMアーキテクチャ#Thumb|Thumb]]命令などの16ビット命令体系を取り込んだ）。ビットフィールドを削減し16ビット語長に抑えるため、汎用[[レジスタ (コンピュータ)|レジスタ]]は16本、2[[被演算子|オペランド]]命令が基調となる。またインデックス修飾の[[オフセット (コンピュータ)|オフセット]]は[[バイト (情報)|バイト]]単位ではなく命令で指定するデータ長でスケーリングされ、さらに32ビット絶対アドレスや16 / 32ビット相対アドレスの指定は4bit / 8bitのディスプレースメント相対によるロード命令によって値を取得する必要がある。

CPUコアには汎用レジスタ16本のほかにグローバルベースレジスタ、ベクタベースレジスタ、[[サブルーチン]]呼び出し用のプロシジャレジスタなどを持つ。

周辺ユニットとして、タイマや割り込みコントローラ、[[シリアルインタフェース]]、[[Read Only Memory|ROM]] / [[Random Access Memory|RAM]]、[[DMAコントローラ]]、[[Input/Outputポート|I/Oポート]]などが内蔵されている。

各SHシリーズは基本的に数字の若いシリーズとオブジェクトレベルで互換性がある。ただし、
*ハードウェアレベルではSH-1 / SH-2とSH-3以上ではMMU等の関係で[[例外処理]]（[[割り込み (コンピュータ)|割り込み]]）などの実装が異なっている。
*SH-3（SH-4以外）とSH-4間のオブジェクトには完全な上位互換性はなく、コードを共有するにはSH-3のオブジェクトのリンク時に[[アラインメント]]を4KBに指定する必要がある(WindowsCEの場合)。ただしSH-3ベースで[[コンパイラ|コンパイル]]したオブジェクトコードは、SH-4の[[浮動小数点]]レジスタを使用しない。

条件分岐は1bitのT（真 / 偽）[[フラグ (コンピュータ)|フラグ]]を比較命令でセットし、条件分岐命令で分岐する。
これは演算毎に自動でキャリーやゼロなどの複数のフラグがセットされ、条件分岐命令ではそのフラグを参照するアーキテクチャと、条件分岐命令で指定したレジスタのゼロ / 非ゼロや偶数・奇数によって直接分岐するアーキテクチャの折衷案といえる。また、分岐命令は多くが[[遅延スロット]]をもつ遅延分岐命令となっている。

== シリーズ展開 ==
シリーズ番号は初期の番号を記す。

=== コントローラタイプ ===
[[ファイル:HD6417095 01.jpg|thumb|スーパー32X,セガサターン用SH-2 HD6417095]]
;SH-1 （SH7032/7034 - 動作周波数20MHz）
:[[1992年]]に最初に出たSHシリーズで、他社の組み込み系[[マイクロコンピュータ|マイコン]]チップが16ビット[[CISC]]に留まる中、いち早く32ビットRISCマイコンとして製品化された。
;SH-2 （SH7604 - 動作周波数28.7MHz） 104MIPS/80MHz
:[[1994年]]にSH-1の後継品種として、当初から家庭用ゲーム機の[[メガドライブ]]の拡張機器である[[スーパー32X]]や[[セガサターン]]に搭載することを想定して製品化された（セガサターン搭載品番はHD6417095）。そのため32ビット乗算回路の搭載や当時出たばかりの[[シンクロナスDRAM]]インタフェースなどを新規搭載した。セガサターン用ではない一般用の型番は,HD6417604。
;SH-DSP （SH7410 - 動作周波数60MHz）
:SH-2をベースに独立した[[デジタル信号処理|DSP]]データパスを追加し、乗算命令など信号処理性能を強化したシリーズ。[[1996年]]開発、翌年6月出荷。
;SH2-DSP
;SH-2A Core （SH7206 (No Fpu)- Dhrystone 480MIPS/200MHz）(SH7262 (with fpu) 345MIPS/144MHz)
:SH-2をベースに最大2命令/1クロックに[[スーパースカラ]]方式を導入して高速化。命令長が32bitのものが追加されている。割り込み時のレジスタ退避をHW化することによってリアルタイム性向上。

=== プロセッサタイプ ===
[[ファイル:HD6417709A 02.jpg|thumb|SH-3 HD6417709A]]
[[ファイル:SH7091 01.jpg|thumb|[[ドリームキャスト]]に搭載されているSH-4 HD6417091]]
;SH-3 （SH7702/7708 - 動作周波数60MHz）
:[[マイクロソフト]]社の[[Windows CE]]に対応したシリーズ。高速化と共にMMUなどのマルチタスクOSに必要な機能を追加し、PDAへの搭載を目的にした。またWindows CEに向け割込み機構を変更した。[[リトルエンディアン]]にも変更可能（SH-1、SH-2は[[ビッグエンディアン]]）。[[1995年]]3月出荷。Windows CEのほか[[Zaurus]]（MIシリーズ）などにも使用された。
;SH-3 （SH7709 - 動作周波数80MHz）
:8KBキャッシュ内蔵,電源電圧3.3V,MMU,シリアル×3ch,タイマー×3ch,RTC,DMAC,A/Dコンバータ,D/Aコンバータ,I/Oポート,オンチップデバッグ機能,メモリインターフェイス
;SH-3 （SH7709A - 動作周波数100MHz/133MHz）
:16KBキャッシュ内蔵,CPU部電源電圧1.8V,I/O部電源電圧3.3V,MMU,シリアル×3ch,タイマー×3ch,RTC,DMAC,A/Dコンバータ,D/Aコンバータ,I/Oポート,オンチップデバッグ機能,メモリインターフェイス
;SH-4 （SH7750 - 動作周波数200MHz）
:360MIPSの性能とベクトル型浮動小数点演算ユニットを搭載することで、マルチメディア機能を充実させた。SH-2と同様、当初から家庭用ゲーム機の[[ドリームキャスト]]に搭載することを想定して開発され、[[RTC]]をも内蔵した。SuperH Inc.からIPコアとしても提供された（現在はルネサスエレクトロニクスに移管）。[[1998年]]12月出荷。一部のWindowsCE機にも使用された。
;SH3-DSP （SH7729R - 最大動作周波数200MHz）
:SH-3コアにDSP機能を追加したマイコン。その他USBホスト機能などを内蔵する。[[2000年]]12月出荷。
;SH-5 （SH5-101 - 動作周波数340MHz～500MHz）
:日立（当時）とSTマイクロエレクトロニクスが共同で開発した64ビットマイコン。従来はSuperH Inc.からIPコアとしてのみ提供されていたが、現在はルネサス エレクトロニクスに移管されている。新しい命令セットとして64ビット拡張命令モード（SHmedia、従来[[互換モード]]はSHcompact）を持ち、SIMD系命令が拡充されている。FPUファミリでは128ビットのベクトル型浮動小数点演算ユニットを搭載する。
;SH-4A （SH7780 - 最大動作周波数400MHz / SH7785 - 最大動作周波数600MHz / SH7786 - SH-4A[[マルチコア|デュアル]] 最大動作周波数533MHz 開発中)
:SH-4の[[命令パイプライン|パイプライン]]を7段にし、高速化。キャッシュ命令の強化・拡張モード（32bit物理アドレス空間）を追加。
;SH-X3 （最大動作周波数800MHz）
:SH-4Aを元に[[命令パイプライン|パイプライン]]を8段にし[[マルチコア]]化したもの。2007年第1四半期登場予定。

=== その他展開 ===
;F-ZTAT (Flexible Zero Turn Around Time)
:フラッシュメモリを内蔵した品種。顧客がプログラムを固定化しマイコンを専用機能部品として扱った場合に、固定化プログラムの格納場所をフラッシュメモリとすることで顧客側から見た改修のターンアラウンドタイムを0とする意味から付けられた。
;SH/Tiny シリーズ
:SH-2コアを少ピンで小型のQFPパッケージに封止し、搭載するシステムの裾野を広げることを目的とした。
;SH-Ether
:IEEE 802.3u準拠の[[イーサネット]]コントローラを1～2チャンネル内蔵し、ネットワーク家電や[[ファクトリーオートメーション|FA]]向けに作られた。

=== SH-Mobile ===
SH-Mobileは、SuperHアーキテクチャのCPUコアに加え、マルチメディア処理回路や基地局とのデジタル信号を処理するベースバンド回路を加えた携帯電話向けのシステムLSI製品である。
;SH7290 - 動作周波数200MHz
:SH3-DSPをコアに持ち、外部ベースバンド回路とのインタフェースやデジタルカメラ用機能、LCD表示機能などを搭載する携帯電話用コアの初版。[[2002年]]4月出荷。

以後は、[[ハイエンド]]・ミドルレンジ・[[ローエンド]]向けと分離したシリーズ展開を行っている。

;SH7300(SH-Mobile V)
:SH7290の機能に加え、[[MPEG4]]のハードウェアアクセラレータを搭載し、さらにSXGAカメラ対応のインタフェースを内蔵しているため、TV電話機能や高精細カメラを備える次世代携帯電話に適したコア。ハイエンド向けコアの初版に位置する。

;SH-Mobile V2
:従来のSH-Mobile　Vから、画像処理機能を大幅に強化。TFTカラー液晶に対応したLCDコントローラを内蔵、カメラインタフェースをUXGA対応に強化。またMPEG-4のフル・ハードウェアアクセラレータを搭載したことにより、CPU負荷を低減すると共に低消費電力化を図っている。

;SH-Mobile3
:この製品より、新コアのSH-Mobile　Xコア(SH4AL-DSP)を採用。7段[[命令パイプライン|パイプライン]]と[[ハイパースケーラ]]の採用で、アプリケーションの並列処理を余裕を持って可能にし、従来のハイエンド向けの製品から約2.3倍の性能向上を図っている。300万画素のカメラモジュールにも対応。


このほかにもSH-Mobile3Aなどの製品があり、[[ワンセグ]]の送受信に最適化するなどの機能強化が図られている。

また、携帯電話以外での使用を前提としたSH-MobileRもあり、これは[[PND]]などで使用されている。
==== SH-Mobile Gシリーズ ====
SH-Mobileをベースに[[W-CDMA]]および[[GSM]]対応のベースバンド回路を統合した製品で、[[NTTドコモ]]および複数の携帯電話メーカーと共同で開発された。ベースバンドプロセッサおよびOSが動作するアプリケーションプロセッサには[[ARMアーキテクチャ]]を採用し、SH-4および[[PowerVR]]等の各種[[IPコア|IP]]はマルチメディア等の高負荷処理を担当する<ref>{{Cite web|author=株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ|title=携帯電話の高機能化を支える端末プラットフォーム開発|url=http://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol16_2/vol16_2_041jp.pdf |accessdate=2009年6月6日 |year=2008|month=7|format=PDF|}}</ref>。

最初のバージョンの'''SH-Mobile G1'''は[[2006年]][[5月]]に量産出荷が始まった。[[富士通]]、[[三菱電機]]、[[シャープ]]の3社が2006年のドコモの[[夏]]モデルから採用し、1年2カ月で1000万個を出荷した。

第二世代となる'''SH-Mobile G2'''は、下り最大3.6Mbpsの[[HSPA#HSDPA|HSDPA]]、[[GSM#GPRS|GPRS]]、[[GSM#EDGE|EDGE]]の対応に加え、[[オペレーティングシステム|OS]]やミドルウェア、ドライバなどの基本ソフトの一体化を行った。このバージョンのものから、富士通、三菱電機、シャープの3社が開発に加わった。2006年[[9月]]にサンプル出荷を開始し、[[2007年]]第3四半期から量産出荷を行っている。

第三世代'''SH-Mobile G3'''は、下り最大7.2MbpsのHSDPA（カテゴリー8）に対応し、このバージョンのものから[[ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ#.E6.97.A5.E6.9C.AC.E6.B3.95.E4.BA.BA|ソニー エリクソン]]が開発に参加した。2007年[[10月]]にサンプル出荷を開始している<ref>{{Cite web|title=
3G携帯電話向け共同開発プロジェクトの成果について|url=http://www.chip1stop.com/newsTmp.do?no=RENE70&tmp=1|author=ルネサス エレクトロニクス株式会社 |accessdate=2013年3月11日 |date=2007-12-11|format=PDF}}</ref>。

2008年10月には、'''SH-Mobile G4'''の開発開始を発表している<ref>{{Cite web|author=株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ|title=報道発表資料 ドコモ、ルネサス、富士通、シャープの4社がHSUPA対応携帯電話プラットフォームを共同開発|url=http://www.nttdocomo.co.jp/info/news_release/page/081016_00.html |accessdate=2009年6月6日 |date=2008-10-16}}</ref>。45nmプロセスを採用し、新たに[[HSPA#HSUPA|HSUPA]]、[[ハイディフィニション|HD画像処理]]への対応を予定している。

=== SH-Navi ===
;SH-Navi
*SH7770 400MHz
:SH4Aコアを採用、[[カーナビゲーション|カーナビ]]用のグラフィックエンジンとして[[PowerVR]] MBXコアを内蔵している。

*SH7786 533MHz
:65 [[ナノメートル|nm]] [[集積回路#プロセス|プロセス]]となった、[[マルチコア|デュアルコア]]（SH-4A × 2）[[マイクロコンピュータ|マイコン]]。車載用では世界で初めて[[DDR3 SDRAM]]に対応した。

== 脚注 ==
<references/>
== 外部リンク ==
*[http://japan.renesas.com/products/mpumcu/superh/index.jsp ルネサス エレクトロニクス.SuperHファミリ]
*[http://japan.renesas.com/products/soc/assp/mobile/index.jsp ルネサス エレクトロニクス.SH-Mobile]

{{Processor architectures}}

[[Category:マイクロプロセッサ]]
[[Category:日立製作所]]