MIPS与ARM的区别
MIPS和ARM是两种广泛应用的微处理器架构,它们在设计理念、结构、指令集、寄存器配置、地址空间以及功能等方面都有所不同。 1. 流水线结构:MIPS架构以其简洁闻名,适合教学,但不包含桶形移位器,这可能导致计算速度略慢。相反,ARM采用了桶形移位器,它能在执行算术逻辑操作时提高速度,但增加硬件复杂性和芯片面积。此外,MIPS有分支延迟槽和加载延迟槽,这些问题通常通过编译器优化来解决,而ARM则没有这些特定的延迟问题。 2. 指令结构:MIPS支持32位和64位架构,而早期的ARM仅限于32位,但后来的ARM11局部支持64位。MIPS架构开放,允许用户扩展指令集,而ARM的每个指令都有4位条件码,类似于x86。ARM还具有预增和后增寻址模式,以节省存储空间,而MIPS16类似于ARM的Thumb,用于优化代码大小。 3. 寄存器:MIPS拥有32个通用寄存器,比ARM的16个更多,这使得MIPS在芯片尺寸和功耗方面具有优势。ARM有特殊的CP0-CP15寄存器,可以通过MCR和MRC指令控制,而MIPS有cp0-30,使用mfc0和mtc0指令。ARM具有寄存器银行,用于FIQ模式和其他特殊情况,而MIPS有一个硬编码为零的寄存器。 4. 地址空间:MIPS的起始地址通常是0xbfc00000,但在某些版本如MIPS24K中已调整,以提供更大的地址空间。相比之下,ARM没有此类限制。MIPS可以直接启用缓存,无需启用分页,而ARM需要开启或关闭缓存。 5. 功能:MIPS64支持浮点运算,而ARM的浮点支持有限且通常不包含在内。ARM使用JTAG,MIPS使用EJTAG进行调试,大多数工具支持两者。尽管如此,实际性能比较取决于具体实现和应用。 6. 性能:性能对比因具体型号和应用场景而异。例如,MIPS4K和ARM9性能相当,但ARM9可能稍优。MIPS24K性能优于MIPS4K,可能与ARM9相当或更强。对于更高频率的应用,ARM的使用相对较少。 7. 应用:在1GHz以上的应用中,ARM产品的选择相对较少,而MIPS在高性能领域有更广泛的应用。 MIPS和ARM各有优势,适用于不同的应用场景。MIPS以其简洁和对RISC理念的坚持受到学术界的青睐,而ARM则凭借其灵活性和广泛的市场支持在嵌入式系统中占据主导地位。选择哪种架构主要取决于特定项目的需求、性能指标、可用生态系统和成本考虑。