MIPS在与ARM的竞争中靠什么翻身

如题所述

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个寄存器(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:LR
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。
Cortex-A8和 MIPS 74K都是最新的设计,应该性能也差不多。

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 由于功耗小,普遍用在在手机/PDA等便携式消费电子领域; MIPS 在住宅网关、线缆调制解调器、线缆机顶盒等,由于MIPS 多核的发展,现在大型网关设备也多用它。
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