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嵌入式体系架构:RISC宗族之MIPS处理器

MIPS是美国历史悠久的RISC处理器体系,其架构的设计,也如美国人的性格一般,相当的大气且理想化。MIPS架构起源,可追溯到1980年代,斯坦福大学和伯

MIPS是美国历史悠久的RISC处理器系统,其架构的规划,也如美国人的性情一般,适当的大气且理想化。MIPS架构来源,可追溯到1980年代,斯坦福大学和伯克利大学一起开端RISC架构处理器的研讨。

MIPS公司成立于1984年,随后在 1986年推出第一款R2000处理器,在1992年时被SGI所并购,但随着MIPS架构在桌面商场的失守,后来在1998年脱离了SGI,成为MIPS技能公司,而且在1999年从头制定 公司战略,将商场方针导向嵌入式系统,而且一致旗下处理器架构,区分为32-bit以及64-bit两大宗族,以技能授权成为首要盈利形式。

MIPS除了在手机中使用得份额极小外,其在一般数字消费性、网络语音、个人文娱、通讯、与商务使用商场有着适当不错的成果,不过近年来由于其它IP授权公司的鼓起,其占有比率稍有阑珊。MIPS使用最为广泛的应属家庭视听电器(包括机顶盒)、网通产品以及轿车电子方面。

关于MIPS,其中心技能着重的是多履行绪处理才能(Multiple issue,国内也一般称作多发射核技能,以下以此称谓)。一般来说,多中心与多发射是两个并不是互斥的系统,可以互相结合,然而在嵌入式范畴,ARM与MIPS这两大处理器IP厂商对这两个架构的情绪不同,构成这两个架构在嵌入式商场上对立的成果。

MIPS的多发射系统为MIPS34K系列,此为32位架构处理器,从架构上来看,其实多发射核技能仅仅为了尽量防止处理单元搁置糟蹋而为的折衷手法,便是将处理器中的搁置处理单元,切割出来虚拟为另一个中心,以进步处理单元的利用率。在技能上,为了完成硬件多重处理,多中心与多发射两者关于软件最佳化的杂乱度方面相同都比单中心架构来得杂乱许多。

34K中心能履行现有的对称式二路SMP操作系统(OSes)与使用软件,经过操作系统的自动办理,现有的使用软件也能善用多发射处理才能。它亦能使用在多个履行线程各自有不同人物的(AMP或非对称式多重处理)环境下。此外,34K中心能设定一或两个虚拟处理组件(VPE)以及多至5个线程内容(Thread Content),供给适当高的规划弹性。MIPS的多发射在使命切换时,有剩余的硬件缓存器可以记载履行状况,防止切换使命时,由于有必要从头加载指令,或者是从头履行某部分的作业,构成整个履行线程的推迟。不过即使可以到达一起履行多个使命的才能,多发射处理器本质上仍然是单中心处理器,在单一履行绪面临高负载时,其它履行绪的处理时刻就有或许会被紧缩,乃至被暂停。而不同履行绪在履行的进程中,比如内存确定、解锁以及同步等处理进程在多发射系统上也会产生,因此在极点情况下,多发射的功能是显着比不上原生多中心架构的(以两个履行绪对两个中心的比较而言)。

不过多发射系统的长处在于硬件效率高,理论上功耗也能有用下降。部分IC规划公司也推出了根据MIPS架构的平行架构多中心,构成兼具多核与多发射的使用架构,信任在未来这种系统将会归入MIPS的原生架构傍边,以敷衍更杂乱的使用。

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