ARM與MIPS的詳細(xì)對比v1.1.

1、ARM 與 MIPS 的詳細(xì)對比版本：vl.lCrifan Li 摘要此文主要介紹 ARM 和 MIPS 之間的區(qū)別和聯(lián)系 本文提供多種格式供：HTML1HTMU POf ”CHM TXT1RTF6HTML71HTMLi8PDF *CHM町TXT11RTFUHTML 版本的在線地址為：修訂歷史修訂 1.01.詳細(xì)對比了 ARM 和 MIPS 的區(qū)別修訂 1.11.通過 Docbook 發(fā)布2012-06-22crl2011-07-19crl2http:/www.crifa n. com/files/doc/docbook/arm_vs_mips/release/txt/arm_vs_mips.

2、txt6http:/www.crifa .7z8http:/www.crifa 與 MIPS 的詳細(xì)對比:Crifan Li版本：v1.1出版日期 2012-06-22 版權(quán)？2012 Crifan,本文章遵從：13http:/www.crifa nc目錄縮略詞.11.在精簡指令集以減小代碼空間占用方面的對比.21.1. ARM 中 的 Thumb 模式.21.1.軟件檢測 CPU處于何種模式 . 21.2. MIP 中的MIPS16e ASE.21.2.1.MIPS16e ASE 的優(yōu)勢和劣勢 .21.2.2.軟件檢測 CPU 處于何種模式 . 31.2.：MIPS16e ASE 的一些細(xì)節(jié)

3、特性 .參考書目.5iii插圖清單1.1. Config1 (CP0 Register 16, Select 1)寄 存器域值說 明3 iv縮略詞ASE (ASE)Applicati on Specific Exte nsion(根據(jù)應(yīng)用的)專用擴(kuò)展1第 1 章在精簡指令集以減小代碼空間占用方面的對比1.1. ARM 中的 Thumb 模式常見的 ARM 是 32 位的，其中有個 Thumb 模式，即 16 位模式。在標(biāo)準(zhǔn) 32 位模式下，可以切換到 Thumb 模式下，這樣的話，代碼大小會壓縮不 少，以此提高空間利用率。同樣的代碼，如果用 Thumb 模式的話，比用普通 ARM 模式的指令，

4、代碼大小最 大可以減少大約 40%。程序可以通過對應(yīng)的指令，在 ARM 和 Thumb 模式之間切 換。1.1.1. 軟件檢測 CPU 處于何種模式軟件可以通過檢測 CPSR 寄存器中 Thumb 位， 來判斷當(dāng)前是處于 ARM 模式還是 Thumb模式。1.2. MIPS 中的 MIPS16e ASE對應(yīng)的，MIPS 中也有個類似的做法。普通 MIPS 是 32 位的，當(dāng)然也有 MIPS64 的。MIPS 中有個 MIPS16e ASE，其中 ASE 是 Application Specific Extension,（根據(jù) 應(yīng)用的）專用擴(kuò)展。關(guān)于為何叫做 ASE，我的理解是，MIPS16e

5、ASE 是針對 MIPS32 來說的，是對其一種擴(kuò)展，是在，某些特定的應(yīng)用（多為嵌入式應(yīng)用） 下減少代碼大小，方面的擴(kuò)展，因此，才叫做Specific Exte nsion 專用擴(kuò)展。MIPS16e ASE 也常被簡稱為 MIPS16e。在 MIPS16e ASE 之前，有個 MIPS16?，提供了一些額外的指令，用于提高代碼的兼容性。而 MIPS16eASE，可以看作是 MIPS16?的增強(qiáng)版。相比 MIPS32,利用 MIPS16e 編譯的應(yīng)用程序平均減小 30%，最多可減少 40%。MIPS16e 的指令集，兼容 MIPS32 和 MIPS64 的指令集。程序也可以在 MIPS16e 模

6、式和 MIPS 32 位模式之間切換。1.2.1. MIPS16e ASE 的優(yōu)勢和劣勢用了 MIPS16e ASE 后，代碼量減少，也相應(yīng)的帶來一個好處，還能提高指令緩存 命中率（cache rate）即降低了 cache miss rate hit 而由于緩存是個耗電大戶，因 此，相應(yīng)地減少了功耗，實(shí)現(xiàn)省電，環(huán)保（有利于生態(tài)系統(tǒng) Ecosystem）的功 效。與優(yōu)點(diǎn)相對應(yīng)的缺點(diǎn)是，MIPS16e ASE 比普通的 MIPS32,增加了解碼的復(fù)雜 度，即解碼時間相對增加了。不過，拿 MIPS16e ASE 的劣質(zhì)和優(yōu)勢相比，總體優(yōu)勢還是很明顯的。 不過，貌似實(shí)際應(yīng)用中用到 MIPS16e A

7、SE 的不多。2在精簡指令集以減小代碼空間占用方面的對比 1.2.2.軟件檢測 CPU 處于何種模式 軟件中可以通過檢測 MIPS16e ASE 中的 Config1 CP0 寄存器的 CA bit 位來判斷是 否是處在MIPS16e ASE 模式。T.ibt5-23CatifiglFidil Dwcripth* Sfirtf 1 K atninuedFirkkWti怙Rrwt Stat?2m*DL12 )0TIMfidd cciMdJGfli the cache Ime sm If a dati cactetBIpmm. H OMI coflttia t iar tsrifff 16 byi

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9、 refifimR1CA2Cddt cdtdfnwuai (MIPS Id) unpinnmifil Tkbif”禍i0HT如沖isRQCuppoewdR0EPLEJIAG prrwrr Thn tm i$wrwmdlkiie如ibrCOTTEJTACFR1FP0FPU unpkSKSfM Ths bit s aJhny zero ancr tbc corrdemi心鈕a(toR0圖 1.1. Configl (CPO Register 16, Select 1)寄 存器域值說明123. MIPS16e ASE 的一些細(xì)節(jié)特性1.MIPS16e 指令為 16 位指令2.32 個通用寄存器中有

10、8 個可用于 MIPS16e 模式；其中包括常用于變元傳遞(argume nt passi ng 和返回值的寄存器3. 與 MIPS32 起使用時，支持 8 位、16 位和 32 位數(shù)據(jù)類型；與 MIPS64 起使 用時，支持 8 位、16 位、32 位和 64 位數(shù)據(jù)類型4. MIPS16e 和 MIPS32/64 之間的模式切換允許特權(quán)架構(gòu)/浮點(diǎn)/ASE 支持；通過一 條特殊的跳轉(zhuǎn)指令來實(shí)現(xiàn)模式切換的軟件控制5. EXTEND 指令可讓 16 位指令有效創(chuàng)建 16 位立即值(immediate value)6.SAVE/RESTORE 指令可提高棧幀處理(stack frame handl

11、ing)的代碼密度7.PC 相關(guān)尋址可提高創(chuàng)建導(dǎo)入/存儲地址的代碼密度3在精簡指令集以減小代碼空間占用方面的對比8.某些指令采用隱型寄存器描述符(implied register specifier)來提高代碼密度-用于導(dǎo)入/存儲的堆棧指針或程序計(jì)數(shù) 器；分配一個 GPR(通用寄存器)來比較分支結(jié)果9.仍支持專用宏指令序列4參考書目1 2 213 34 5 542 http:/.c n/products/architectures/MIPS16e/http:/www.mips.eom/products/architectures/mips16e/3http:/www.weblearn.hs-breme n.de/risse/RST/docs/MIPS/MD00076-2B-MIPS1632-AFP-00.96.pdf4h