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ー向けの、4bit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ー(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。

## アーキテクチャ

Saturnアーキテクチャはデータの基本単位がニブル(4bit)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64bitと20bitのハイブリッドCPUのように見えるが、4bit CPUのような動作をする。プログラム上でニブル(4bit)単位のデータを扱い、ニブル(4bit)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64bit幅であるが、データレジスタのD0とD1は20bitである。

外部アクセス時の論理的な4bitデータフェッチは8bit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(4bit)単位アクセスをしても実際には8bitでアクセスし、そのうちの4bit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1byte(8bit)中の上位ニブル(4bit)なのか下位ニブル(4bit)なのかを示しているので、実際には19bitのバイト単位アドレス空間しかないことになる。

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64bit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64bit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)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20bit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。

## Saturn搭載チップセットと利用製品

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。

| Level | コード名 | 応用製品 | 特性 |
| --- | --- | --- | --- |
| 0 | Saturn (1LF2) | HP-44A, HP-71B (1984) |  |
| ? | 1LJ7 | ThinkJet プリンター (1984) HP Integral PC (1985)に搭載されたプリンターである。 |  |
| 1 | Saturn (1LK7) | HP-18C (1986), HP-28C (1987), HP-71B | CPU : 640 kHz, 命令追加 |
|  | Bert (1LU7) | HP-10B (1988), HP-20S (1988), HP-21S | - CPU : 640 kHz - ROM : 10 KB - RAM : 256 bytes - LCDドライバー搭載   ※ここからCPU,RAM,ROM以外のものも搭載するようになったので、コード名が付与された。 |
|  | Sacajawea (1LR3, 1LE2) | HP-14B, HP-22S, HP-32S (1988), HP-32S+, HP-32SII (1991) | - CPU : 640 kHz - ROM : 10 KB - RAM : 512 bytes - LCDドライバー搭載 |
|  | Lewis (1LR2, 1LT8) | HP-17B (1988), HP 17BII (1990), HP-19B (1988), HP 19BII (1990), HP-27S (1988), HP-28S (1988), HP-42S (1988) | 3V CMOSで製造された。  - CPU : 1 MHz - ROM : 64 KB - メモリーコントローラー(RAMが外付け) - LCDドライバー - 赤外線コントローラー |
| 2 | Clarke (1LT8) | HP 48SX (1990), HP 48S (1990) | - CPU : 2 MHz, 命令追加 - メモリーコントローラー(ROMとRAMが外付け) - LCDコントローラー - UARTコントローラー - 赤外線コントローラー |
| 3 | Yorke (1LT8) | HP 38G (1995), HP 38G+ (1998), HP 39G (2000), HP 40G (2000), HP 48GX (1993), HP 48G (1993), HP 48G+ (1998), HP 49G (1999) | - CPU : 3.68-4 MHz, 命令追加 - メモリーコントローラー(ROMとRAMが外付け) - LCDコントローラー - UARTコントローラー - 赤外線コントローラー   ※NECで製造された。Saturn 5 プラットフォームとしても知られている。 |
|  | New-Yorke | HP 48GX prototype | - CPU : 8 MHz - メモリーコントローラー(ROMとRAMが外付け) - LCDコントローラー - UARTコントローラー - 赤外線コントローラー   ※HP内部で試作されたものであり、一般に流通しなかった。 |
| 4 | Apple series (Big Apple, Mid Apple, Little Apple) | hp 39g+ (2003), HP 39gs (2006), HP 40gs (2006), hp 49g+ (2003), hp 48gII (2003/2007), HP 50g (2006) | 前述のYorke CPUの仮想バージョン(エミュレーター)である。 ARM920Tコア(ARMv4Tアーキテクチャ)のSamsung S3C2410 プロセッサファミリー 48/75 MHz によってYorke CPUエミュレーターが動作した。  追加された仮想命令はSaturn+という。 |