ARM构架和MIPS

　　ARM和MIPS构架芯片的不同：

　　1.流水线结构 pipeline

　　- 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。

　　- ARM has barrel shifter

　　shifter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。

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

　　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。

　　2.指令结构 instruction

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

　　ARM11 局部64位

　　- 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，

　　- ARM has 4-bit condition code in every instruction

　　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。

　　- ARM has pre- and post-increment addressing modes

　　auto-increment/decrement on load/store instructions

　　- 在节省代码空间方面，MIPS16 很类似ARM Thumb

　　3.寄存器 register

　　- 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。

　　- 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。

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

　　感觉不出banked register有什么好处。

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

　　MIPS use register $0 for Zero

　　4.地址空间 address space

　　- 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。

　　ARM没有这种问题。

　　MIPS24K 起始地址改到了0xbf000000,现在有16Mbyte的空间了。

　　- 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工具一般两种都支持。使用起来感觉差不多。

　　6.性能 performance

　　- 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。

　　同样是32bit的MIPS24K性能上比MIPS4K有很大提升，也应该比ARM9要好些。

　　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.应用

　　- 在1000MHz以上的应用,很难找到采用ARM架构的产品。

　　MIPS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。

　　- 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

　　- 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。

　　8.未来发展

　　- ARM的下一代走向多内核结构，而MIPS公司的下一代核心则转向硬件多线程功能(multithreading)

　　MIPS 的multithreading 很类似Intel 的 HyperThreading技术。从现在的发展来看，多内核占上风。

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