GAMMS 64-BIT ARCHITECTURE

GMA-64

La arquitectura de computación de 64 bits propia de GAMMS GROUP. Diseñada desde primeros principios para unir ISA, herramientas, sistema operativo nativo, software y una futura implementación física dentro de una sola plataforma.

Estado público: arquitectura en desarrollo. Las características marcadas como Planificado, Concepto o Futuro no se presentan como implementadas.

64GMA ARCHITECTURE

WHY GMA-64

Una plataforma diseñada como un todo.

GMA-64 no nace únicamente como una ISA. Su propósito es reducir la distancia entre arquitectura de máquina, compiladores, sistema operativo y experiencia final, manteniendo control sobre la evolución de cada capa.

En desarrollo

64-bit

Modelo nativo de 64 bits para registros, direccionamiento y software de sistema.

En desarrollo

RISC / Load-Store

Operaciones de cálculo centradas en registros y acceso a memoria mediante carga y almacenamiento explícitos.

En desarrollo

Emulator-first

La especificación se valida primero en software antes de comprometerse con hardware físico.

Futuro

Full-stack

ISA → toolchain → SNOSP → SecretOS Native → aplicaciones → FPGA → silicon.

CORE ARCHITECTURE

Pequeña al inicio. Extensible por diseño.

El modelo inicial se mantiene deliberadamente comprensible: 32 registros de propósito general de 64 bits, ejecución directa y una base de instrucciones reducida. Los detalles binarios finales continúan sujetos a la especificación.

Architecture width64-bit
Design philosophyRISC / Load-Store
General registers32 × 64-bit provisional
Validation modelEmulator-first
Instruction directionClean / fixed-form oriented provisional
Native OS targetSNOSP / SecretOS Native planned
Fetch
Decode
Execute
Load / Store
R0 · 64-bit
R1 · 64-bit
R2 · 64-bit
R3 · 64-bit
R4 · 64-bit
R5 · 64-bit
R31 · 64-bit
Nota de especificación. Nombres de registros, roles reservados, formato final de instrucción, ABI, endianness, excepciones y comportamiento privilegiado permanecen sujetos a estabilización.

INSTRUCTION SET ARCHITECTURE

Primero lo esencial.

La ISA base pública comienza con movimiento de datos, aritmética, memoria y control de flujo. Se amplía por etapas para evitar complejidad prematura.

Base

Data movement

MOV · MOVI

Transferencia entre registros e inmediatos.

Base

Arithmetic

ADD · SUB

Aritmética entera inicial.

Base

Memory

LOAD · STORE

Acceso explícito a memoria.

Base

Control flow

JMP · CALL

Saltos y llamadas de procedimiento.

Base

Machine control

HALT

Detención controlada para las primeras validaciones y pruebas.

Planificado

ISA expansion

Comparaciones, branches condicionales, operaciones lógicas, shifts, traps, atomics y otras familias se incorporan por versión cuando la base esté estable.

INSTRUCTION ENCODING

Un formato predecible antes que uno complicado.

La dirección de diseño favorece una codificación limpia y sencilla de decodificar. La distribución exacta de opcode, registros, inmediatos y flags no se declara final hasta cerrar la especificación de la versión correspondiente.

FIELD
Opcode
+
FIELD
Registers
+
FIELD
Immediate / Offset
+
OPTIONAL
Control bits

Representación conceptual. No constituye todavía el layout binario final de la ISA.

GMA-64 ASSEMBLY

La máquina debe ser entendible desde el primer programa.

El assembler es una de las primeras piezas de la plataforma. Permite escribir programas mínimos, producir binarios GMA-64 y comprobar su comportamiento en el emulador.

hello.gma64 — conceptual example
MOVI R1, 40
MOVI R2, 2
ADD  R3, R1, R2

STORE [R0], R3
HALT
Tooling path

Source → Binary

El objetivo inicial no es esconder la arquitectura: es poder observar cada etapa y validar exactamente qué ejecuta la máquina.

  • Parser de Assembly
  • Validación de operandos
  • Encoding de instrucciones
  • Salida binaria GMA-64
  • Tests contra el emulador

TOOLCHAIN

Construir las herramientas antes de construir el silicio.

GMA-64 avanza con un enfoque emulator-first: especificación, assembler y emulador permiten evolucionar la arquitectura con ciclos rápidos de prueba antes de FPGA o hardware real.

Source
Assembly
Assembler
GMA-64 encoder
Binary
GMA-64 image
Emulator
execution model
Tests
ISA validation
En desarrollo

Assembler

Transforma mnemónicos y operandos en la codificación definida por la versión activa de la ISA.

En desarrollo

Emulator

Modelo de referencia para ejecutar programas, inspeccionar estado y validar la semántica de instrucciones.

Planificado

LLVM / C / C++

Backend, cross-toolchain y soporte de lenguajes de sistemas una vez estabilizada suficiente superficie de la ISA.

BOOTSTRAP

De HALT a un sistema que arranca.

La ruta de bootstrap avanza desde programas mínimos hasta un kernel pequeño y, más adelante, una plataforma nativa completa.

1

ISA programs

Ejecutar instrucciones base correctamente y detenerse de forma reproducible.

2

GMA-64 BOOT OK

Hito de validación para demostrar una ruta de arranque mínima en el entorno de referencia.

3

Tiny kernel

Kernel mínimo en Assembly/C para memoria, traps, consola, temporización y primitivas de sistema.

4

Native OS

Base suficiente para SNOSP y posteriormente SecretOS Native.

SECRET LANGUAGE

Un lenguaje nacido para GMA-64.

Secret Language es un concepto futuro de lenguaje propio pensado para la plataforma nativa GMA-64. No se presenta como lenguaje existente ni como reemplazo actual de Kotlin, C o C++. Su diseño vendría después de que ISA, ABI y toolchain estén suficientemente maduros.

Secret Language
source
Compiler
GMA-64 backend
Native binary
GMA-64
Packager
.spk

SECRET PACKAGE

.spk

SPK significa Secret Package: el formato de paquete previsto para software de la plataforma nativa. El flujo conceptual conecta compilación, empaquetado, Package Manager y ejecución en SecretOS Native.

App source
GMA-64 binary
.spk
Package Manager
SecretOS Native

SECRETOS NATIVE OPEN SOURCE PROJECT

SNOSP

SNOSP es la base nativa futura concebida para la era GMA-64. No debe confundirse con SecretOS Open Source Project de la era AOSP/ARM: son etapas hermanas de la plataforma, no simplemente un cambio de nombre.

Secret Apps / .spkApplications & packages
SecretOS NativeUser-facing operating system
SNOSPNative open-source platform base
Compiler · Assembler · EmulatorDevelopment & validation
GMA-64Instruction set architecture
FPGA → SiliconFuture physical implementations
Build concept

Target model

sbuild build aster_phone-userdebug -j16
sbuild build aster_tablet-userdebug -j16
sbuild build junix_watch-userdebug -j16
sbuild build junix_desktop-userdebug -j16
sbuild build snosp_emulator-userdebug -j16
Transition

ARM/AOSP → GMA-64 native

La transición está concebida como gradual. Los dispositivos y ramas anteriores a la etapa nativa pueden mantener su base AOSP/ARM mientras la nueva plataforma madura en paralelo.

PRIVILEGE & SECURITY

Seguridad desde la arquitectura.

Las capacidades de privilegio, excepciones, aislamiento y seguridad forman parte del roadmap, pero no se declaran terminadas mientras la especificación base sigue evolucionando.

Planificado

Privilege levels

Separación entre ejecución de aplicaciones, kernel y futuros dominios privilegiados.

Planificado

Traps & exceptions

Modelo definido para interrupciones, excepciones, llamadas al sistema y fallos de ejecución.

Planificado

Memory protection

Primitivas necesarias para aislamiento, virtual memory y políticas del sistema operativo.

FUTURE ISA EXTENSIONS

Crecer sin romper la base.

La filosofía de extensiones es mantener un núcleo comprensible y añadir capacidades especializadas cuando tengan una justificación técnica clara.

Planificado

Vector / SIMD

Procesamiento paralelo de datos para multimedia, gráficos, ML y cálculo intensivo.

Planificado

Virtualization

Primitivas de hardware/ISA para hipervisores y aislamiento de máquinas.

Concepto

Acceleration

Extensiones o bloques especializados cuando exista una necesidad real de plataforma.

Planificado

Atomics & concurrency

Soporte coherente para sincronización y ejecución multinúcleo futura.

FROM SOFTWARE TO SILICON

Primero referencia. Después hardware.

El hardware físico es una etapa posterior, no una promesa inmediata. La ruta prevista pasa por una implementación de referencia en HDL, validación sobre FPGA y solo después una eventual implementación de silicio.

ISA specification
Reference emulator
SystemVerilog / HDL
FPGA
Silicon
Naming concept

Secret Silicon

Nombre paraguas conceptual para la futura plataforma de silicio y hardware de GAMMS. El naming comercial definitivo puede evolucionar.

Processor family concept

Junix

Familia conceptual de procesadores/implementaciones sobre GMA-64 dentro de la futura estrategia de hardware. No se presenta todavía como producto comercial final.

PUBLIC STATUS MATRIX

Qué es real hoy y qué viene después.

Esta matriz mantiene una separación explícita entre trabajo actual, planificación y visión de largo plazo.

ComponentPurposeStatus
GMA-64 ISA base64-bit RISC/load-store architectureEn desarrollo
AssemblerAssembly → GMA-64 binaryEn desarrollo
Reference emulatorISA execution & testingEn desarrollo
LLVM / C / C++ toolchainNative systems softwarePlanificado
Tiny kernelBootstrapping native OS foundationsPlanificado
SNOSPNative open-source platform basePlanificado
Secret LanguageFuture native languageConcepto
.spkSecret Package formatConcepto
SystemVerilog implementationHardware reference coreFuturo
FPGAPhysical validationFuturo
SiliconPotential physical processor implementationFuturo

GMA-64 ROADMAP

v0.1 → v1.0

El roadmap ordena el proyecto desde una ISA mínima verificable hasta una plataforma suficientemente estable para software nativo, compiladores y posteriormente hardware.

v0.1 — Foundation

Modelo de máquina, registros, instrucciones esenciales, assembler, emulator y pruebas base.

Actual / base
v0.2 — Control & execution

Expansión del control de flujo, traps/excepciones iniciales y mayor cobertura de pruebas.

En desarrollo
v0.3 — Memory & system behavior

Semántica de memoria, convenciones iniciales y comportamiento necesario para programas más completos.

En desarrollo
v0.4 — ISA stabilization cycle

Consolidación incremental de instrucciones, tests y compatibilidad del emulador.

En desarrollo
v0.5 — ABI & toolchain bridge

Convenciones de llamada, formato ejecutable/objetos y preparación de toolchain de alto nivel.

Planificado
v0.6 — Kernel enablement

Privilegios, traps, temporización, memoria y primitivas suficientes para un tiny kernel.

Planificado
v0.7 — Native compiler path

Cross-C/C++ y bases del soporte LLVM cuando la ISA lo permita.

Planificado
v0.8 — SNOSP bring-up

Primeras capas de plataforma nativa, build targets y servicios esenciales.

Planificado
v0.9 — Pre-1.0 compatibility

Congelación progresiva de ABI/ISA, compatibilidad, documentación y suites de conformidad.

Planificado
v1.0 — Stable architecture baseline

Primera base estable de GMA-64 suficientemente definida para sostener el siguiente ciclo de plataforma.

Objetivo
Principio público de GMA-64: mostrar lo que existe, marcar claramente lo que está en desarrollo y reservar la palabra futuro para lo que todavía debe construirse. La arquitectura puede evolucionar sin convertir conceptos provisionales en especificaciones falsas.