ARM与Mips架构对比.

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ARM、 MIPS 、X86三大芯片架构对比

ARM、 MIPS 、X86三大芯片架构对比
的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度
慢。
Second的相关语),是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构,1981年
出现,由MIPS科技公司开发并授权,广泛被使用在许多电子产品、网络设
备、个人娱乐装置与商业装置上。最早的MIPS架构是32位,最新的版本已
经变成64位。
MIPS的基本特点是:
(1)包含大量的寄存器、指令数和字符。
(2)可视的管道延时时隙。
这些特性使MIPS架构能够提供最高的每平方毫米性能和当今SoC设计
中最低的能耗。
3. X86
X86架构是芯片巨头Intel设计制造的一种微处理器体系结构的统称。如
果这样说你不理解,那幺当我说出8086,80286等这样的词汇时,相信你肯
定马上就理解了,正是基于此,X86架构这个名称被广为人知。如今,我们
所用的PC绝大部分都是X86架构。可见X86架构普及程度,这也和Intel的
霸主地位密切相关。x86采用CISC(ComplexInstrucTIonSetComputer,复
杂指令集计算机)架构。与采用RISC不同的是,在CISC处理器中,程序的
各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行
ARM、MIPS、X86三大芯片架构对比
1. ARM
ARM是高级精简指令集的简称(AdvancedRISCMachine),它是一个32
位的精简指令集架构,但也配备16位指令集,一般来讲比等价32位代码节
省达35%,却能保留32位系统的所有优势。
ARM处理器的主要特点是:
(1)体积小、低功耗、低成本、高性能ARM被广泛应用mb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好

ARM和MIPS分析与比较.

ARM和MIPS分析与比较.

ARM与MIPS分析与比较2008-04-06 10:37:21 阅读474 评论0 字号:大中小[前言]这是一个几年以来我一直想做的“功课”,之所以称之为“功课”,而不能说是“文章”,是因为我觉得自己的知识还远远不够,不管是深度还是广度,也不管是全面性还是透彻性,我都不敢。

但是我实在是很想把我的一些理解写出来,然后能和其他朋友一起探讨,纠正错误,补充完善,最终目的就是要加深对ARM和MIPS 这两种CPU架构的认识。

这里的目前最多只能算个草稿吧,请大家不断的补充。

[正文]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 shiftershifter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 architectureARM11 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 instructionARM 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与Mips架构对比

ARM与Mips架构对比
4.地址空间
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。6.性能 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。
CPU架构对比(MIPS和ARM)一、概述:
RISC(精简指令集处理器)家族的两大佼佼者MIPS和ARM,相对应的是CISC(复 杂指令集处理器),典型的是X86家族的系列
二、应用领域:
1.在1GHz以上的应用,ARM架构的产品相比之下不还不是很这恰恰是ARM的 主攻市场。
1.流水线结构
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。
MIPS最初的设计思想就是使用简单的RISC硬体
2.指令结构instruction
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,
3.寄存器register
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cp00-30,使用mfc0,mtc0指令控制。
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。

ARM和MIPS架构

ARM和MIPS架构

ARM和MIPS架构ARM体系1、历史1978年12⽉5⽇,物理学家赫尔曼·豪泽(Hermann Hauser)和⼯程师Chris Curry,在英国剑桥创办了CPU公司(Cambridge Processing Unit),主要业务是为当地市场供应电⼦设备。

1979年,CPU公司改名为Acorn计算机公司。

起初,Acorn公司打算使⽤摩托罗拉公司的16位芯⽚,但是发现这种芯⽚太慢也太贵。

"⼀台售价500英镑的机器,不可能使⽤价格100英镑的CPU!"他们转⽽向Intel公司索要80286芯⽚的设计资料,但是遭到拒绝,于是被迫⾃⾏研发。

(Intel会不会为当年的这个决定后悔万分?)1985年,Roger Wilson和Steve Furber设计了他们⾃⼰的第⼀代32位、6M Hz的处理器,⽤它做出了⼀台RISC指令集的计算机,简称ARM(Acorn RISC Machine)。

这就是ARM这个名字的由来。

RISC的全称是"精简指令集计算机"(reduced instruction set computer),它⽀持的指令⽐较简单,所以功耗⼩、价格便宜,特别合适移动设备。

早期使⽤ARM芯⽚的典型设备,就是苹果公司的⽜顿PDA。

1990年11⽉27⽇,Acorn公司正式改组为ARM计算机公司。

苹果公司出资150万英镑,芯⽚⼚商VLSI出资25万英镑,Acorn本⾝则以150万英镑的知识产权和12名⼯程师⼊股。

公司的办公地点⾮常简陋,就是⼀个⾕仓。

公司成⽴后,业务⼀度很不景⽓,⼯程师们⼈⼼惶惶,担⼼将要失业。

由于缺乏资⾦,ARM做出了⼀个意义深远的决定:⾃⼰不制造芯⽚,只将芯⽚的设计⽅案授权(licensing)给其他公司,由它们来⽣产。

正是这个模式,最终使得ARM芯⽚遍地开花,将封闭设计的Intel公司置于"⼈民战争"的汪洋⼤海。

X86、ARM、MIPS微处理器架构浅析

X86、ARM、MIPS微处理器架构浅析

X86、ARM、MIPS微处理器架构浅析作者:刘帅来源:《智富时代》2015年第12期【摘要】上世纪80~90年代PC的快速发展促进了微处理器的快速发展,其中最为成功的是X86架构微处理器。

而21世纪是移动终端爆发发展的时代,现今最为流行的是智能终端(智能手机、平版电脑),这些都使得ARM架构微处理器发展的如日中天,本文对这些微处理器架构的特点作了简要的分析。

【关键词】X86;ARM;MIPS;RISC;CISC一、微处理器架构发展简述从处理器指令集来划分微处理器主要分为两个体系: RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)与CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)。

RISC主旨是简化指令系统,优化处理器设计,从而它有以下特点:指令编码、长度统一,可快速解析;缓存通用化,所有缓存可用于所有内容,简化了编译器的设计;指令寻址模式简单,复杂寻址模式以计算指令序列实现;硬件支持数据类型少。

CISC拥有庞大的指令系统,其指令功能复杂,寻址方式多,指令都可以直接访问存储器;绝大多数指令需多个机器周期完成;内部采用微程序控制;有少量专用寄存器。

在CISC 指令集的各种指令中,大约有20%的指令会被反复使用,占整个程序代码的80%。

而余下的80%的指令却不经常使用。

但实际中RISC和CISC发展到现在也不断的相互学习,现在的RISC指令集也达到数百条,运行周期也不是完全固定。

但RISC设计的根本原则还是针对流水线化的处理器优化。

目前MIPS、ARM和X86架构是世界三大主流处理器架构。

(一)X86架构Intel在1978年推出8086中央处理器,这是X86架构首度出现,三年后8086被IBM PC 选用,之后x86架构便成为了个人电脑的标准平台,成为了历来最成功的CPU架构。

8086是16位处理器,1985年随着80386的发布,32位处理器才在PC中广泛推广,2003年AMD在X86的架构上进行了64位扩充,并命名为AMD64。

MIPS-VZ与ARMv8-M CMSE安全大比拼

MIPS-VZ与ARMv8-M CMSE安全大比拼

MIPS-VZ与ARMv8-M CMSE安全大比拼概述ARMv8-M安全特性扩展(CMSE)是基于Trust-zone(TZ)技术。

类似于其他基于TZ的系统,他们都存在一个安全的空间和一个不安全的空间。

这意味着所有受保护的代码必须相互信任,因为它们的执行会共享同一段同属安全区域的地址空间。

MIPS-VZ采用的是基于硬件的CPU虚拟化技术,可以实现多个执行域,每个域都是独立的且是彼此间受保护的。

这样就有一个好处,即受保护的代码不需要信任其他代码,因为它们都拥有私有执行域。

MIPS-VZ架构最多支持255个独立的域,某些特定的CPU可能实现较少数目的域。

执行模式ARMv8-M CMSE和MIPS-VZ增加了新的执行模式来区分对待不同的代码,对于绝对信任的代码则赋予更多权限,对于其他非信任代码则使用较低的执行权限。

ARMv8-M在NonSecure-Handler和NonSecure-Thread(较低信任度)状态的基础上增加了Secure-Handler和Secure-Thread(较高信任度)执行模式。

与之相似的是MIPS-VZ在Guest-Kernel和Guest-User(信任度最低)模式的基础上增加了Root-Kernel(信任度最高)和Root-User执行模式。

对于ARMv8-M CMSE和MIPS-VZ模型我们可以等价来看:MIPS架构同样设置了一个安全域,除此之外还提供多个“正常(Normal)”执行域,各个域彼此相互隔离。

内存管理ARMv8-M CMSE采用两个模块来解决内存访问问题,即SAU(Security Attribute Unit,安全属性单元)和MPU(Memory Protection Unit,内存保护单元),分别作为安全分区和非安全分区。

SAU解决了安全/非安全模式下内存访问问题,然后MPU单元负责各自安全模式访问特权级问题。

MIPS-VZ采用MMU(Memory Management Unit,存储器管理单元),并有两种配置方式:1对于大型系统采用二级TLB设置。

单片机计算性能大比拼(51,AVR,MIPS,ARM)

单片机计算性能大比拼(51,AVR,MIPS,ARM)

单⽚机计算性能⼤⽐拼(51,AVR,MIPS,ARM)写这篇⽂章纯属偶然,MCU benchmark有很多⽅法,且不同类型MCU benchmark⽅法完全不同,很难说谁好谁快?不过,对电⼦爱好者来说,还是挺想知道“我所⽤的MCU”计算到底多快?本⽂,就从打酱油、⾮专业、⼤⽆畏精神出发,探讨⼊门级单⽚机计算性能到底如何、如何。

单⽚机能⼲的事⼉很多啊,我通常⽤来:1、控制个灯啊、空调啊、电视啊、⼩车啊神马的。

2、⽤传感器采集个温度啊、湿度啊、电压、电流、⽔流、⼈脸啊神马的。

3、显⽰输出:液晶、OLED、数码管;声⾳;电风扇神马的。

4、超低功耗:家⾥的中央控制系统基于树莓派,不到2W功耗。

5、便携。

貌似⾃⼰做成的东西极少具有便携性。

在没有接触Arduino前都是⽤51倒腾,玩了有⼏年,觉得51是最适合电⼦爱好者⽤的芯⽚,简单、便宜、功能⾜够!但接触Arduino后才明⽩,原来还有这么个东东,⽐51先进得多,实在太好⽤了!记得学51从⼆进制地址学起,不太好懂。

后来⽤C开发经常问:“明明 c=a+b; print(c); 就⾏了,我⼲嘛要去学指令、寄存器、寻址?”⾼级语⾔屏蔽底层很多东西,让编程变得简单。

并不是基础知识没⽤,这好⽐⾼等数学这道门槛(俺数学专业),你必须弄懂基础知识体系才能理解数学世界的美妙!但如果是经济学专业,不懂数学基础知识同样可以玩⼉转经济学!你从中获得的乐趣跟你投⼊成正⽐。

所以,我⽤单⽚机并不是科班那种需要弄懂MCU每个功能、每个模块,我⽤单⽚机就接接外设,完成我的想法⽽已。

也许,只⽤到了单⽚机⼗分之⼀。

说实话,极少使⽤单⽚机计算能⼒(话说这也不是单⽚机的强项呀),但如你要做个智能⼩车、四轴飞⾏器、PID控制,那就需要⼀定的计算能⼒了。

开始,只是简单想看看单⽚机运算有多快,偶然机会跟坛友交换了⼀块chipKIT Uno32(MIPS芯⽚),就想横向⽐较⼀下不同MCU的差别,于是就有了本⽂。

ARM,PPC,MIPS的选型比较

ARM,PPC,MIPS的选型比较

常用嵌入式处理器的比较与选型嵌入式处理器的种类:∙嵌入式微控制器∙嵌入式微处理器∙嵌入式DSP处理器∙嵌入式片上系统(SOC)∙FPGA处理器嵌入式微处理器的主要类别:Power PC, 68000, MIPS, ARMARM, MIPS, Power PC的比较(摘自某论坛):“ARM面向的低端消费类市场,拼的是功耗;PowerPC面向的是中高端市场,比的是性能,好像还没看到谁的手机是PowerPC 的,也没有看到谁家企业级以上的交换机是用ARM做的。

如果说ARM跟MIPS有得比拼倒还现实些。

”“ARM跟MIPS有相同的定位,MIPS也有很多用于消费电子的处理器。

”“MIPS的主要立足点是性能,而ARM好象更多是偏向于低功耗。

”“很多SOC的核都是MIPS的,比如有无线AP的SOC就是用MIPS的。

”“ARM 和PowerPC 在功能和层次上有较大差别,面向的领域不同,但是Power作为一种体系结构也开始向嵌入式领域扩散了,IBM,Freescale等公司为首成立的PowerPC联盟就开始做这方面的工作,但是我看PowerPC 的结构在尤其在功耗方面的束缚可能导致其在嵌入式领域没有如ARM那样大的伸缩性。

MIPS则在很多方面和ARM正面竞争,在性能方面互有优劣。

单纯从处理器体系结构的角度来讲,他们只有设计理念的差别,没有好坏的区别。

”“PowerPC在是嵌入式领域的应用也是在中高端的吧,不在消费领域,比如企业级以上的交换机,大机架上铲平,对功耗应该是考虑次要的,这类产品都是由单独的AC/DC的电源,而且机箱中一般都有风扇。

所以功耗应该不是问题。

而MIPS的嵌入产品,既有面向高端的,比如Cavium的MIPS多核处理器,携带2-4个1Giga的以太控制器,也有消费类的,如基于MIPS4K 核的SOC。

我知道的ARM都是面向消费电子的,不知道是否也有高端的。

”ARM在消费品领域的优势非常明显,如此流行的原因我认为有三个方面:1.价格便宜2.配套IP完备3.集成使用方便至于性能和低功耗方面,ARM要弱于PowerPC。

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CPU架构对比(MIPS 和 ARM)
一、概述:
RISC(精简指令集处理器)家族的两大佼佼者MIPS 和ARM ,相对应的是CISC(复杂指令集处理器),典型的是X86家族的系列
二、应用领域:
1.在1GHz以上的应用,ARM架构的产品相比之下不还不是很多。

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。

2.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
3.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。

目前发展方向:
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。

五、简要对比:
1.流水线结构
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。

MIPS最初的设计思想就是使用简单的RISC硬体
2.指令结构 instruction
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,
3.寄存器 register
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。

4.地址空间
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。

6.性能
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。

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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