ARM構(gòu)架和MIPS

　　ARM和MIPS構(gòu)架芯片的不同：

　　1.流水線結(jié)構(gòu) pipeline

　　- MIPS 是最簡單的體系結(jié)構(gòu)之一，所以使大學(xué)喜歡選擇 MIPS 體系結(jié)構(gòu)來介紹計(jì)算體系結(jié)構(gòu)課程。

　　- ARM has barrel shifter

　　shifter是兩面性的，一方面它可以提高數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算速度，另一方面它也增加了硬件的復(fù)雜性。所以和可以完成同樣功能的adder/shift register相比，效率更高，但是也 占用更多的芯片面積。

　　- MIPS have "branch delay slot" and "load delay slot"

　　MIPS使用編譯器來解決上面的兩個(gè)問題。因?yàn)镸IPS最初的設(shè)計(jì)思想就是使用簡單的RISC硬體，然后靠編譯器及其他軟體技術(shù)，來達(dá)成RISC的完整概念。

　　2.指令結(jié)構(gòu) instruction

　　- MIPS have 32bit and 64bit architecture,but ARM only have 32bit architecture

　　ARM11 局部64位

　　- MIPS是開放式的架構(gòu),用戶可以在開發(fā)的內(nèi)核中加入自己的指令，

　　- ARM has 4-bit condition code in every instruction

　　ARM 在這一點(diǎn)很像x86。MIPS在MIPS IV也加入"conditional move"指令，來提高pipeline的效率。

　　- ARM has pre- and post-increment addressing modes

　　auto-increment/decrement on load/store instructions

　　- 在節(jié)省代碼空間方面，MIPS16 很類似ARM Thumb

　　3.寄存器 register

　　- 由于MIPS內(nèi)核中有32個(gè)注冊器(Register)，而ARM只有16個(gè)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的先天優(yōu)勢，決定了在同等性能表現(xiàn)下，MIPS的芯片面積和功耗會更小。

　　- ARM 有一組特殊用途寄存器cp0-cp15,可以使用MCR,MRC等指令控制; 相對應(yīng)的，MIPS也有cp0 0-30,使用mfc0,mtc0 指令控制。

　　- Register banking in ARM. r8-r12 FIQ mode;r13:SP r14 R

　　感覺不出banked register有什么好處。

　　- MIPS has a hard-wired-to-zero register ,but ARM not

　　MIPS use register $0 for Zero

　　4.地址空間 address space

　　- MIPS 起始地址是0xbfc00000,會有4Mbyte的大小限制，但一般MIPS芯片都會采取一些方法解決這個(gè)問題。

　　ARM沒有這種問題。

　　MIPS24K 起始地址改到了0xbf000000,現(xiàn)在有16Mbyte的空間了。

　　- MIPS don't have to turn paging on to enable the cache.

　　MIPS have the address space for both cache and un-cache

　　but ARM need enable/disable cache

　　5.功能 function

　　- Float point: MIPS64 has.

　　ARM's support for FP is limited, and usually not included, and it is a 32 bit architecture

　　- ARM use JTAG,MIPS use EJTAG。Debug工具一般兩種都支持。使用起來感覺差不多。

　　6.性能 performance

　　- 具體性能比較，因?yàn)椴町愋蕴?，所以很難分出誰好誰壞。從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來講 MIPS4k和ARM9基本上是同一個(gè)級別的,但ARM9性能似乎要比MIPS4K好。

　　同樣是32bit的MIPS24K性能上比MIPS4K有很大提升，也應(yīng)該比ARM9要好些。

　　因?yàn)闆]有用過ARM11和MIPS34K的芯片，沒法比較，但感覺這兩個(gè)似乎是一個(gè)級別的。

　　7.應(yīng)用

　　- 在1000MHz以上的應(yīng)用,很難找到采用ARM架構(gòu)的產(chǎn)品。

　　MIPS架構(gòu)用在200MHz或者是266MHz以下的應(yīng)用比較少,而這恰恰是ARM的主攻市場。

　　- ARM 在手機(jī)等便攜式領(lǐng)域,MIPS 在住宅網(wǎng)關(guān)、線纜調(diào)制解調(diào)器、線纜機(jī)頂盒等

　　- ARM 采用硬核授權(quán);MIPS 采用軟核授權(quán)，用戶可以自己配置，做自己的產(chǎn)品。

　　8.未來發(fā)展

　　- ARM的下一代走向多內(nèi)核結(jié)構(gòu)，而MIPS公司的下一代核心則轉(zhuǎn)向硬件多線程功能(multithreading)

　　MIPS 的multithreading 很類似Intel 的 HyperThreading技術(shù)。從現(xiàn)在的發(fā)展來看，多內(nèi)核占上風(fēng)。

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