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| 基于MIPS架构的RISC微处理器RM7000A | |||||
收集整理：佚名 来源：本站整理 时间：2009-01-10 23:52:37 点击数：[]  |
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也提供锁定特定地址机制，以便操作系统为提高性能而让一些页面持续被映射。 ASID——Address Space Identifier，虚拟空间标识符，表示内核态（kernel）、管态（supervisor）、用户态（user）三种虚拟空间。 G——Global，每个TLB入口都有的标识符。 (6)指令格式及寻址方式 需要注意的一点是：尽管RM7000A是64位的微处理器，但它的指令长度都是固定的32位。 RM7000A是一种典型的寄存器型（Register-Register）微处理器，即除了load/store指令外，其它的指令不能直接访问内存。这样的好处显而易见：寄存器的访问速度比存储器快得多，寄存器存储使得编译器的效率提高，于是程序的执行速度加快；另外，表示寄存器的位数比表示内存单元的位数要少，从而可以改善指令密度。 MIPS类的指令可以用三种形式表示。
MIPS构架支持两种寻址方式。 ◆ 立即数寻址（immediate）。例如：Add R1,#10，这里#10的代表常数10，指令含义是Regs[R1]←egs[R1]+10。 ◆ 位移寻址（displacement）。例如：Add R1,10（R2），指令含义是Regs[R1]←egs[R1]+Mem[10+Regs[2]]。 对操作数稍做改变，可以得到另外两种寻址方式。 ◆ Add R1,（R2） Regs[R1]←Regs[R1]+Mem[Regs[R2]] 寄存器R2存放的只是一个地址，这个地址的内容才是要取的数据，这相当于寄存器间接寻址。 ◆ Add R1,10 Regs[R1]←Regs[R1]+Mem[10] 此时第二个寄存器必须是r0，借助于r0（如前所述，r0被硬接位0）提供的0，就得到了直接寻址方式。 (7)数据类型 MIPS体系对于对齐（align）有着相当严格的要求，指令必须32位对齐；超过一个字节的数据必须按规则对齐： ◇半字的边界要与偶数对齐； ◇字的边界要与mod 4=0的字节对齐； ◇双字的边界要与mod 8=0的字节对齐。 如图4所示，是数据对齐示意图。采用这种方式对齐可以简化硬件判断、控制部分的设计，节省芯片空间，也有利于加快程序运行速度。 以RM7000A为基础，配合不同的外围器件，可以构成多种应用形式。 图5所示是一种较为简单的应用方式，特点是器件少、可靠性好、整个系统所占空间很小，适合于空间受到限制的领域。因为需要识别和驱动的设备不多，引导和应用程序都相对简单；通过Dual UART接口可以和主计算机通信，并且在主计算机的超级终端里显示本系统运行的信息，如图6所示。 具体应用： ① 可以作为单独的电脑板，配以适当的外设，构成一个小型的高速计算机系统，用于完成比较简单且单一的任务； ② 可以根据应用的要求，增加总线的控制芯片和接口，作为一个总线上的CPU控制板（比如：PCI总线、CompactPCI总线），配合传感器或其它板卡如AD/DA板、DSP通信板等，进行测试、高速数据采集、大量的图形图像处理等工作； ③ 用于其它网络设备中，如大型的路由器、交换机等。 上述应用中，为减小体积，存储容量受到了限制，也没有提供类似键盘鼠标的对外接口。而人们已经习惯了PC的使用，总是希望能够以比较熟悉的方式来操作其它系统。对上述应用做适当的扩展，就可以达到近似于PC的结构，应用框图如图7所示。 通过增加南桥、超级I/O等芯片，就可以获得类似于PC结构中的各种接口。具体应用如下： ① 作为开发板，测试、移植在MIPS系统上运行的不同操作系统，开发调试基于MIPS的各种应用软件； ② 作为一个完整的系统构成便携式电脑； ③ 利用Dual UART的显示，或者扩展的VGA显示功能，增大的外部存储器容量，作为高速图形工作站进行图形图像的设计、开发工作； ④ 作为网络服务器应用于Internet和企业局域网中提供各种网络服务； ⑤ 作为分布式处理系统的一个节点工作站，比如银行系统中，RM7000A的高速、宽带能对各种交易请求做出快速响应； 结 语 基于MIPS的微处理器在国外主要用于高端设备，在国内的开发应用还不是很广。但是，MIPS强大的功能和它先进的技术理念已经逐渐为人们所认识到。研制基于MIPS的高性能计算机系统，进而带动相关操作系统的研究、移植，以及各种应用程序的开发，对于提高计算机应用研究水平，提高产品尤其是军品的性能和竞争力，具有很重要的现实意义。 （本文为缩写版本，详细内容请见www.dpj.com.com） | |||||
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