自己动手写处理器之第一阶段(2)——MIPS指令集架构的演变
将陆续上传本人写的新书《自己动手写处理器》(尚未出版),今天是第三篇。我尽量每周四篇
MIPS指令集架构自上世纪80年代出现后。一直在进行着更新换代,从最初的MIPS I到MIPS V,发展到可支持扩展模块的MIPS32、MIPS64系列,再到集成代码压缩技术的microMIPS32、microMIPS64。每一个MIPS ISA都是其前一个的超集,没有不论什么遗漏,仅仅有添加新的功能。
1、MIPS Ⅰ
提供载入/存储、计算、跳转、分支、协处理及其他特殊指令。该指令集架构用于最初的MIPS处理器R2000/R3000。R2000是1985年推出的首款MIPS CPU,由110000个晶体管组成,是一个8MHz的32位处理器。R3000是R2000的下一代产品。与前者相比不过时钟频率不同。
2、MIPS Ⅱ
添加了自陷指令、链接载入指令、条件存储指令、同步指令、可能分支指令、平方根指令。最初计划用在MIPS 处理器R6000上,但因为工艺选择的问题,R6000从1988年開始设计后,就一直问题不断,终于未能大规模生产。
但MIPSⅡ指令集架构是后期MIPS32指令集架构的直接先驱。
3、MIPS Ⅲ
提供了32位指令集,同一时候支持64位指令集。最初用于MIPS处理器R4000。R4000是于1991年推出的64位处理器,首次增加了浮点处理器单元,主时钟频率提高到了100MHz。后来出现了一系列的R4000处理器。
4、MIPS Ⅳ
在MIPS III基础上添加了条件移动指令、预取指令以及一些浮点指令。最初用于MIPS处理器R8000,后来应用于R5000/R10000。R5000与R10000尽管使用同样的指令集架构。可是两者微架构的设计理念全然不同。
R5000于1995年推出。採用的是经典的五级流水线、顺序运行。
R10000于1996年推出,採用的是乱序运行。
5、MIPS Ⅴ
在MIPS IV的基础上添加了能够提高代码生产效率和数据转移效率的指令。可是没有不论什么一个处理器基于该架构。MIPS V指令集架构是后期MIPS64指令集架构的直接先驱。
6、MIPS32/64
MIPS32/64于1998年提出,MIPS32以MIPS II架构为基础,选择性地增加了MIPS III、MIPS IV、MIPS V,提高了代码生成和数据移动的效率。
MIPS64以MIPS V架构为基础,同一时候兼容MIPS32。
该架构第一次包括了被称为协处理器0的“CPU控制”功能。1999年以后设计的大多数MIPS处理器都与该标准兼容。2003年。公布了MIPS32/64指令集架构的第二版(Release 2),也称为MIPS32/64 R2。
最新的是第五版(Release 5)。也称为MIPS32/64
R5。
但眼下广泛使用的是第二版。很成功的MIPS 4K、24K系列处理器遵循的就是MIPS32 R2架构。
MIPS32/64在基本指令的基础上,还提供了一些面向特定应用的指令。这些指令採用特定应用扩展(ASE:Application-SpecificExtensions)的形式。
一种处理器是否实现了某种扩展。能够通过设置标准的配置寄存器指明。基本的扩展列举例如以下。
- MIPS 16e:是专门为嵌入式系统及存储空间有限情况下的应用而设计的,能够在一个程序中运行16位和32位两种混合长度的指令,能使终于代码长度降低40%。MIPS32、MIPS64都支持MIPS 16e。
- SmartMIPS:是为了满足智能卡和灵活小系统的市场须要而设计的。是一套能高效节省存储空间的扩展指令集,此外还能提高智能卡领域很关键的加密运算的性能。MIPS32支持SmartMIPS。
- MIPS-3D:提供了更好的几何运算处理,具有成对单精度数据类型,还提供专用指令来加快对该类型数据的处理。MIPS64支持MIPS-3D, MIPS32第二版也支持MIPS-3D。
- MCU:Micro-Control Unit微控制单元,增强了内存映射I/O的处理、提供了更低的中断延迟。MIPS32、MIPS64都支持MCU。
7、microMIPS32/64
microMIPS32/64指令集架构集成了16位和32位优化指令的高性能代码压缩技术,保持了98%的MIPS32性能,同一时候减少了至少30%的代码体积,从而减少芯片成本,也有助于减少系统功耗。MIPS M14K内核是MIPS科技于2009年公布的首款遵循microMIPS指令集架构的MIPS32兼容内核。
MIPS指令集架构的演变能够使用图1-3描写叙述。注意图中没有Release 4,这是由于对于非常多人来说。4是个不吉利的数字。所以MIPS没有公布Release 4,而是直接公布Release 5。
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbGVpc2hhbmd3ZW4=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast" alt="">
明日继续!
自己动手写处理器之第一阶段(2)——MIPS指令集架构的演变的更多相关文章
- 自己动手写处理器之第一阶段(3)——MIPS32指令集架构简单介绍
将陆续上传本人写的新书<自己动手写处理器>(尚未出版).今天是第四篇.我尽量每周四篇 1.4 MIPS32指令集架构简单介绍 本书设计的处理器遵循MIPS32 Release 1架构,所以 ...
- 自己动手写处理器之第四阶段(1)——第一条指令ori的实现
将陆续上传本人写的新书<自己动手写处理器>(尚未出版),今天是第11篇,我尽量每周四篇 第4章 第一条指令ori的实现 前面几章介绍了非常多预备知识,也描绘了即将要实现的OpenMIPS处 ...
- 自己动手写CPU之第九阶段(8)——MIPS32中的LL、SC指令说明
将陆续上传新书<自己动手写CPU>,今天是第47篇. 9.7 ll.sc指令实现思路 9.7.1 实现思路 这2条指令都涉及到訪问链接状态位LLbit,能够将LLbit当做寄存器处理,ll ...
- 自己动手写了第三阶段的处理器——教学OpenMIPS处理器蓝图
我们会继续上传新书<自己动手写处理器>(未公布).今天是第十条.我每星期试试4 从本章開始将一步一步地实现教学版OpenMIPS处理器.本章给出了教学版OpenMIPS的系统蓝图,首先介绍 ...
- 自己动手写处理器之第二阶段(1)——可编程逻辑器件与PLD电路设计流程
将陆续上传本人写的新书<自己动手写处理器>(尚未出版),今天是第五篇,我尽量每周四篇 通过上一章的介绍,读者应该知道CPU内部有一些主要的电路,比方:译码电路.运算电路.控 ...
- 自己动手写CPU之第九阶段(4)——载入存储指令实现思路
将陆续上传新书<自己动手写CPU>,今天是第40篇,我尽量每周四篇,可是近期已经非常久没有实现这个目标了,一直都有事,不好意思哈. 开展晒书评送书活动,在q=%E4%BA%9A%E9%A9 ...
- 自己动手写处理器之第二阶段(2)——Verilog HDL简单介绍
将陆续上传本人写的新书<自己动手写处理器>(尚未出版),今天是第六篇.我尽量每周四篇 2.3 Verilog HDL简单介绍 本书实现的OpenMIPS处理器是使用Verilog HDL编 ...
- 自己动手写CPU之第九阶段(2)——载入存储指令说明2(lwl、lwr)
将陆续上传新书<自己动手写CPU>.今天是第38篇,我尽量每周四篇,可是近期已经非常久没有实现这个目标了.一直都有事,不好意思哈. 开展晒书评送书活动,在q=%E4%BA%9A%E9%A9 ...
- 自己动手写CPU之第九阶段(7)——MIPS32中的LL、SC指令说明
将陆续上传新书<自己动手写CPU>,今天是第46篇. 在MIPS32指令集中有两条特殊的存储载入指令:链接载入指令LL.条件存储指令SC,本次将介绍这两条指令.在兴许将实现这两条指令. 9 ...
随机推荐
- 【Unity 3D】使用 2DToolkit 插件 制作2D精灵动画
话说博客传图也太麻烦了吧,一个一个文件一个一个传....为什么不能直接粘贴了,自动上传呢... 刚直接粘贴了,结果一张图没有,又重新截一次图,在传了一次...真是太**了 好了,吐槽完了,开始博客吧 ...
- linux登录windows服务器
在公司同时也兼顾了王老师会议网站的任务,我喜欢用linux,而会议网站托管在windows系统上,虽然装了双系统,但我还是比较懒,不喜欢经常切换系统.还好,linux可以实现登录windows服务器. ...
- IE保护模式下ActiveX控件打不开共享内存的解决方案
原文:http://www.cppblog.com/Streamlet/archive/2012/10/25/193831.html 感谢溪流漫话的投递 IE保护模式下,ActiveX控件会打不开别的 ...
- 【Lucene】近实时搜索
近实时搜索:可以使用一个打开的IndexWriter快速搜索索引的变更内容,而不必首先关闭writer,或者向该writer提交:这是2.9版本之后推出的新功能. 代码示例(本例参考<Lucen ...
- premake在Ubuntu和GCC环境下创建简单的C++工程
由于premake基于lua脚本,为了方便编辑lua脚本,我在emacs24中利用package system安装了lua-mode. 然后创建config.lua文件,填入下面这段,主要来自:htt ...
- [REST Jersey] @QueryParam Demo
This demo sourced from the jersey tutor. https://jersey.java.net/documentation/latest/jaxrs-resource ...
- android ble蓝牙开发略解
Android 蓝牙4.0开发 1. 权限和相关属性 “android:required="true"表示apk只有在具有bluetooth_le属性的系统里运行,这个4.3之前 ...
- Android开发okhttp,retrofit,android-async-http,volley?
okhttp, retrofit,android-async-http,volley这四个框架适用的场合?优缺点?各位大大,请给一些建议.我准备开发一个新的APP 如果是标准的RESTful API, ...
- Transformations 方块转换
题目是中文题,就不做什么解释了,纯模拟题,主要要搞清楚这几种装换方式下标的变化: 第一种:顺时针旋转90度: c[j][n-i+1]=a[i][j]; 第二种:旋转180度: c[n-i+1][n-j ...
- 键盘皇者 RealForce 104Pro独家评测
http://tech.sina.cn/?sa=t84d20738943v44&page=2&pwt=rest2&vt=4&from=mbaidu&clickt ...