MIPS构架:曾经是英特尔的“眼中钉”
开发工具以及众多MIPS科技公司授权厂商的支持,是领先的嵌入式架构。MIPS32架构是以前的MIPS I™ 和 MIPS II™指令集架构(ISA)的扩展集,整合了专门用于嵌入式应用的功能强大的新指令,以及以往只在64位R4000 和 R5000 MIPS处理器中能见到的已经验证的存储器管理和特权模式控制机制。通过整合强大的新功能、标准化特权模式指令以及支持前代ISA,MIPS32架构为未来所有基于32位MIPS的开发提供了一个坚实的高性能基矗
MIPS32架构基于一种固定长度的定期编码指令集,并采用导入/存储(load/store)数据模型。经改进,这种架构可支持高级语言的优化执行。其算术和逻辑运算采用三个操作数的形式,允许编译器优化复杂的表达式。此外,它还带有32个通用寄存器,让编译器能够通过保持对寄存器内数据的频繁存取进一步优化代码的生成性能。
MIPS常用指令集有31条,下面请出镜率最高的三位登场:
助记符 | 示例 | 示例含义 | 操作及解释 |
AND | AND $1, $2, $3 | $1=$2 & $3 | 与运算,两个寄存器中的内容相与 |
OR | OR $1, $2, $3 | $1=$2 | $3 | 或运算,两个寄存器中的内容相或 |
XOR | XOR $1, $2, $3 | $1=$2 ^ $3 | 异或运算,两个寄存器中的内容相异或 |
没有看错,这就是MIPS指令集!简单的程度简直是"毫无道理"可言!看来,只要有些基础的学生都可以上手,是不是有同感呢?
不管元芳怎么看,反正我是有同感的。
估计看到这里,大家一定会理解,为什么MIPS如此受欢迎了吧?
感叹完毕,下文接上。
MIPS32架构从流行的R4000/R5000类64位处理器衍生出特权模式异常处理和存储器管理功能。它采用一组寄存器来反映缓存器、MMU、TLB及各个内核中实现的其它特权功能的配置。通过对特权模式和存储器管理进行标准化,并经由配置寄存器提供信息,MIPS32架构能够使实时操作系统、其它开发工具和应用代码同时被执行,并在MIPS32 和MIPS64处理器系列的各个产品之间复用。
它的高性能缓存器及存储器管理方案的灵活性,仍继续成为MIPS架构的一大优势。MIPS32架构利用定义良好的缓存控制选项进一步扩展了这种优势:
指令和数据缓存器的大小可以从256byte到4Mbyte。数据缓存可采用回写或直写策略,无缓存也是可选配置。存储器管理机制可以采用TLB或块地址转换(BAT)策略 。 由于增加了密集型数据处理、数据流和断言操作(predicated operations) ,可满足嵌入式市场不断增长的计算需求。 条件数据移动(Conditional data move)和数据缓存预取(prefetch)指令被引入,以期提高通信及多媒体应用的数据吞吐量。固定浮点DSP型指令可进一步增强多媒体处理能力。这些新指令,包括乘法、乘加、乘减和"前导计数(count leading)0s/1s",在处理音频、视频和多媒体等数据流时,无需在系统中增加额外的DSP硬件即可提供更高的性能。功能强大的浮点指令可加快某些任务的执行速度,比如一些DSP算法的处理、图形操作的实时计算。浮点操作可选择软件仿真。最后,为简化系统集成任务,MIPS32标准定义EJTAG(增强型JTAG)选项功能作为非入侵式、片上实时调试系统。
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