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HP Saturnとは、1980年代にヒューレット・パッカード社によって開発された、関数電卓あるいは小型コンピュータ向けの、4ビットマイクロプロセッサのシリーズである。

Saturnは旧機種の電卓に使われたNutファミリープロセッサの後継品として開発された。 最初のSaturn CPUは、1984年に発売されたHP-71Bハンドヘルドコンピュータ（日本のポケットコンピュータに類似）に搭載された。 その後、新規バージョンのCPUがHP 48 シリーズ関数電卓に特に多く搭載されるようになった。 HP 49/50 シリーズでも、最初期のモデルには同様にSaturn CPUが搭載された。しかし2003年に、NECの工場が技術的理由でSaturnプロセッサの製造をすることができなくなっため、同年発売されたHP 49g+からは、ARM920T（ARMv4Tアーキテクチャ）をコアとした Samsung S3C2410 プロセッサを使うように設計が変更され、Saturn CPU（Apple series ）をソフトウェアでエミュレーションするようになった。

2000年に発売されたHP 39GとHP 40Gは、Saturn CPUを搭載した最後の電卓になった。 Saturnエミュレータを搭載した最後の電卓は、2006年に発売されたHP 39gs、HP 40gs、HP 50gの3機種、ならびにhp 48gIIの2007年版であった。 特にHP 50gは、Saturnエミュレータを搭載した電卓の中で最も遅くまで製造されていた。サムスン電子がHP 50g用のARMプロセッサの製造を中止したため、2015年にHP 50gも製造中止になった^[1][2][3]。

Saturnアーキテクチャはデータの基本単位がニブル(4ビット)単位である。1ニブルで1桁のBCD(二進化十進数)を保持できる。

Saturnマイクロプロセッサは64ビットと20ビットのハイブリッドCPUのように見えるが、4ビットCPUのような動作をする。プログラム上でニブル（4ビット）単位のデータを扱い、ニブル（4ビット）単位のアドレスシステムを使うからである。

メインレジスタのA,B,C,Dとスクラッチレジスタ（一時記憶用）のR0,R1,R2,R3,R4は6ビット幅であるが、データレジスタのD0とD1は20ビットである。^[4]

外部アクセス時の論理的な4ビットデータフェッチは8ビットの物理フェッチに自動的に変換される。つまりプログラム上はニブル（4ビット）単位アクセスをしても実際には8ビットでアクセスし、そのうちの4ビットだけを使う。

物理的に説明すると、最下位のアドレスビットが1バイト（8ビット）中の上位ニブル（4ビット）なのか下位ニブル（4ビット）なのかを示しているので、実際には19ビットのバイト単位アドレス空間しかないことになる。

Saturnの64ビットレジスタフォーマット：

s:正負符号、m:仮数、x:指数、w:ワード、b:バイト

Satrunは4つの汎用レジスタ (A,B,C,D) と5つのスクラッチレジスタ (R0-R4) を持っており、それらは64ビット幅である。汎用レジスタのデータはニブル単位でアクセスすることができる。一方、スクラッチレジスタはロードとストアしかできない。

その64ビットレジスタ（つまり16ニブル）は、1ニブルの正負符号、12桁（12ニブル）の仮数部、そして3桁（3ニブル）の指数部（範囲は±499）^[5]で構成されたBCD浮動小数点数を格納することができる。直接的な2進数表現の代わりにBCD（二進化十進数）を使うと、2進数/10進数変換時の丸め誤差を回避できるという利点がある。

メモリ使用効率を最適化するためにSaturnのアドレスはニブル単位である。3つのポインタレジスタ（プログラムカウンタ含む）とアドレスデータパスは20ビット幅である。このため、Saturnアーキテクチャは1Mニブル = 512 KBをアドレスできる。

HP 48GXのように512 KBを越えるアドレスが必要な場合はバンク切替が使われる。

HP 48S/SX と HP 48G/GX シリーズにおいて、Saturn CPUコアはより複雑なチップセットの一部として組込まれている。

最初のSaturn CPUという名前はチップ全体を指していた。後にチップはSaturn CPUとメモリだけでなく周辺回路も搭載するようになったので、チップセットになった。各チップセット毎に搭載している周辺回路なども異なるので、各チップセットはコード名で区別されるようになった。

チップセットのコード名はルイス・クラーク探検隊の隊員にちなんだコード名を付けられている。HP 48S/SXの場合、ウィリアム・クラークにちなんでコード名はClarkeである。HP 48G/GXの場合、クラークの従僕にちなんでコード名はYorkeである。旧機種のHP-28Sの場合は、ルイス・クラーク探検隊のメリウェザー・ルイスにちなんでLewisというコード名であった。

1. ^ Kuperus, Klaas (2015年3月4日). “HP 50g: End of an era” (英語). Moravia. 2015年4月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年1月2日閲覧。
2. ^ Kuperus, Klaas (2015年3月6日). “HP 50g not so good news?”. Moravia. 2016年1月1日閲覧。
3. ^ Wessman, Tim (2015年12月26日). “Windows 10 won't allow HP 50g USB drivers to be installed”. HP Museum. 2016年1月1日閲覧。
4. ^ GUIDE TO THE SATURN PROCESSOR
5. ^ "Introduction to Saturn Assembly Language (PDF)" (P104 "56.1 Real number")によると、負の指数を表現するとき、1000 - ABS(exponent) で計算した値を格納する。例えば、-499の場合、指数として1000-|-499|=501を格納することになる。つまり501以上の指数は負の指数とみなす。そのため、指数の範囲は-499～+500となるが、HP 50gの実機で確認したところ-499～+499までしか指数は使えないので、+500はあえて使わないようにしているのだろう。

• “Guide to the Saturn Processor (With HP48 Applications)” (1998年). 2016年8月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年5月3日閲覧。
• (French) Voyage au centre de la HP28c/s (2 ed.). Paris, France: Editions de la Règle à Calcul. (2006-06-27). OCLC 636072913. オリジナルの2016-08-06時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160806084555/http://www.courbis.fr/Voyage-au-centre-de-la-HP28-c-s,17.html  [1] [2] [3] [4] [5] [6]
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• (French) Le compagnon de Voyage de la HP48 G/GX. Paris, France: Editions Angkor. (March 1994). ISBN 2-87892-007-4. オリジナルの2016-08-06時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160806135932/http://www.courbis.fr/Le-compagnon-de-voyage-de-la-HP48.html  [32]
• Eric Rechlin, ed (2005-07-16) (ZIP, PDF). Introduction to Saturn Assembly Language (3rd ed.). hpcalc.org. オリジナルの2016-08-06時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160806131408/http://www.hpcalc.org/details.php?id=1693  [33]

• Summary information in the Museum of HP Calculators