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1.流水线结构 pipeline$ ~0 h7 z; c9 e/ B1 u- R
- MIPS 是最简单的体系结构之一,所以使大学喜欢选择 MIPS 体系结构来介绍计算体系结构课程。
$ a$ }" |, u+ f3 \- ARM has barrel shifter
' f: t9 O2 S, g$ ^3 oshifter是两面性的,一方面它可以提高数学逻辑运算速度,另一方面它也增加了硬件的复杂性。所以和可以完成同样功能的adder/shift register相比,效率更高,但是也占用更多的芯片面积。
! l6 B7 d& k# |, H' T1 \& d
( J4 ^$ j$ g; \! J- MIPS have "branch delay slot" and "load delay slot"8 O/ B, [! p9 f- m, o" S
MIPS使用编译器来解决上面的两个问题。因为MIPS最初的设计思想就是使用简单的RISC硬体,然后靠编译器及其他软体技术,来达成RISC的完整概念。4 P! f2 X: Z; D
: G \4 O; Z0 N$ {* ~$ Z4 J
2.指令结构 instruction; c7 _+ N( M5 A. f( X! Q1 u
- MIPS have 32bit and 64bit architecture,but ARM only have 32bit architecture" {* ]. {5 n+ k' m% ^
ARM11 局部64位
* ^) p6 C3 m5 G/ [! K- MIPS是开放式的架构,用户可以在开发的内核中加入自己的指令,
* r9 @2 G q/ m6 ?7 X- ARM has 4-bit condition code in every instruction; ]! k$ K% L- Z3 c( t- l1 C
ARM 在这一点很像x86。MIPS在MIPS IV也加入"conditional move"指令,来提高pipeline的效率。
; u+ h! m6 ~% ]' B. A4 K4 }' P- ARM has pre- and post-increment addressing modes
7 d. d0 s6 J6 l; ^) {& dauto-increment/decrement on load/store instructions
) t2 ]% Z7 S& z0 p- 在节省代码空间方面,MIPS16 很类似ARM Thumb5 s8 k Q' Q( ~# ?; d
8 n. x. B- }* H2 |& x
3.寄存器 register
1 S1 n; _4 s& g$ G ?8 }-由于MIPS内核中有32个注册器(Register),而ARM只有16个,这种结构设计上的先天优势,决定了在同等性能表现下,MIPS的芯片面积和功耗会更小。
. i. r: \5 E$ x3 c- ARM 有一组特殊用途寄存器cp0-cp15,可以使用MCR,MRC等指令控制;相对应的,MIPS也有cp0 0-30,使用mfc0,mtc0 指令控制。
3 q9 T5 Y9 o' h6 _3 Z$ j& \* k' @. h! c: _: E7 w. d# Q4 p
- Register banking in ARM. r8-r12 FIQ mode;r13:SP r14 R: m6 z% U7 }3 x3 v. q1 c, y W
感觉不出banked register有什么好处。
' M% {1 M3 O5 c7 D! }3 U+ ?0 n6 K! x8 w4 L: ~9 U3 [, g
- MIPS has a hard-wired-to-zero register ,but ARM not
& W$ C/ h9 S* }" S S" ?7 sMIPS use register $0 for Zero
, D& e% K, [8 H6 ~. A3 t
7 |( z! L/ s& a! H2 V6 b% W5 R4.地址空间 address space
' Q9 B8 b6 U6 V7 C- MIPS 起始地址是0xbfc00000,会有4Mbyte的大小限制,但一般MIPS芯片都会采取一些方法解决这个问题。
# Q" o Z3 Y- e- w! X) WARM没有这种问题。
$ U- z8 K o6 l! I C! b lMIPS24K 起始地址改到了0xbf000000,现在有16Mbyte的空间了。5 i! v" U. K- k6 ^. i6 r
7 e" N! D" Q( T! d. V) J1 }- MIPS don''''''''''''''''t have to turn paging on to enable the cache.; E3 ^! ?1 J* W3 W
MIPS have the address space for both cache and un-cache3 h% @8 r! ]: f0 x: M# ^4 i
but ARM need enable/disable cache
8 |$ K3 |) Y$ v9 M& D( w. g9 }' e& S( J
5.功能 function- j, f2 o2 l( O* Z' E+ [6 t
- Float point: MIPS64 has.
* S, i: w7 c9 V8 M8 h! h# x0 W! Y% XARM''''''''''''''''s support for FP is limited, and usually not included, and it is a 32 bit architecture
8 q+ k3 }" F, A2 j- ARM use JTAG,MIPS use EJTAG。Debug工具一般两种都支持。使用起来感觉差不多。, l% }& b% W+ n# @
) x* @ A! J7 k+ q7 |
6.性能 performance3 ]; v, X; X% `" C2 _# m6 i9 I
- 具体性能比较,因为差异性太大,所以很难分出谁好谁坏。从个人经验来讲 MIPS4k和ARM9基本上是同一个级别的,但ARM9性能似乎要比MIPS4K好。1 M& j* T" f! ?* s' L
同样是32bit的MIPS24K性能上比MIPS4K有很大提升,也应该比ARM9要好些。
6 g( E' _2 ?2 E+ x0 J因为没有用过ARM11和MIPS34K的芯片,没法比较,但感觉这两个似乎是一个级别的。7 ~0 N1 S) \% h$ i" {/ U
; `% U$ Y6 `) v" ?1 v- {; W l, s
7.应用
/ m3 d3 U! O& [6 f9 D! R) m- 在1000MHz以上的应用,很难找到采用ARM架构的产品。
& [5 T# B9 [. J1 f' YMIPS架构用在200MHz或者是266MHz以下的应用比较少,而这恰恰是ARM的主攻市场。
/ I, o4 e8 G3 d" ^" w& e- ARM 在手机等便携式领域,MIPS 在住宅网关、线缆调制解调器、线缆机顶盒等
1 Z9 w! A9 X% d- ARM 采用硬核授权;MIPS 采用软核授权,用户可以自己配置,做自己的产品。
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