1.流水線結構 pipeline

– MIPS 是最簡單的體系結構之一，所以使大學喜歡選擇 MIPS 體系結構來介紹計算體系結構課程。

– ARM has barrel shifter

shifter是兩面性的，一方面它可以提高數(shù)學邏輯運算速度，另一方面它也增加了硬件的復雜性。所以和可以完成同樣功能的adder/shift register相比，效率更高，但是也占用更多的芯片面積。

– MIPS have “branch delay slot” and “load delay slot”

MIPS使用編譯器來解決上面的兩個問題。因為MIPS最初的設計思想就是使用簡單的RISC硬體，然后靠編譯器及其他軟體技術，來達成RISC的完整概念。

2.指令結構 instruction

– MIPS have 32bit and 64bit architecture,but ARM only have 32bit architecture

ARM11 局部64位

– MIPS是開放式的架構,用戶可以在開發(fā)的內(nèi)核中加入自己的指令，

– ARM has 4-bit condition code in every instruction

ARM 在這一點很像x86。MIPS在MIPS IV也加入”conditional move”指令，來提高pipeline的效率。

– ARM has pre- and post-increment addressing modes

auto-increment/decrement on load/store instructions

– 在節(jié)省代碼空間方面，MIPS16 很類似ARM Thumb

3.寄存器 register

-由于MIPS內(nèi)核中有32個寄存器(Register)，而ARM只有16個，這種結構設計上的先天優(yōu)勢，決定了在同等性能表現(xiàn)下，MIPS的芯片面積和功耗會更小。

– ARM 有一組特殊用途寄存器cp0-cp15,可以使用MCR,MRC等指令控制;相對應的，MIPS也有cp0 0-30,使用mfc0,mtc0 指令控制。

– Register banking in ARM. r8-r12 FIQ mode;r13:SP r14:LR

感覺不出banked register有什么好處。

– MIPS has a hard-wired-to-zero register ,but ARM not

MIPS use register $0 for Zero

4.地址空間 address space

– MIPS 起始地址是0xbfc00000,會有4Mbyte的大小限制，但一般MIPS芯片都會采取一些方法解決這個問題。

ARM沒有這種問題。

MIPS24K 起始地址改到了0xbf000000,現(xiàn)在有16Mbyte的空間了。

– MIPS don’t have to turn paging on to enable the cache.

MIPS have the address space for both cache and un-cache

but ARM need enable/disable cache

5.功能 function

– Float point: MIPS64 has.

ARM’s support for FP is limited, and usually not included, and it is a 32 bit architecture

– ARM use JTAG,MIPS use EJTAG。Debug工具一般兩種都支持。使用起來感覺差不多。

6.性能 performance

– 具體性能比較，因為差異性太大，所以很難分出誰好誰壞。從個人經(jīng)驗來講 MIPS4k和ARM9基本上是同一個級別的,但ARM9性能似乎要比MIPS4K好。

同樣是32bit的MIPS24K性能上比MIPS4K有很大提升，也應該比ARM9要好些。

因為沒有用過ARM11和MIPS34K的芯片，沒法比較，但感覺這兩個似乎是一個級別的。

Cortex-A8和 MIPS 74K都是最新的設計，應該性能也差不多。

7.應用

– 在1000MHz以上的應用,很難找到采用ARM架構的產(chǎn)品。

MIPS架構用在200MHz或者是266MHz以下的應用比較少,而這恰恰是ARM的主攻市場。

– ARM 由于功耗小，普遍用在在手機/PDA等便攜式消費電子領域; MIPS 在住宅網(wǎng)關、線纜調(diào)制解調(diào)器、線纜機頂盒等,由于MIPS 多核的發(fā)展，現(xiàn)在大型網(wǎng)關設備也多用它。

– ARM 采用硬核授權;MIPS 采用軟核授權，用戶可以自己配置，做自己的產(chǎn)品。

8.未來發(fā)展

– ARM的下一代走向多內(nèi)核結構，而MIPS公司的下一代核心則轉向硬件多線程功能(multithreading)

MIPS 的multi-threading 很類似Intel 的 HyperThreading技術。從現(xiàn)在的發(fā)展來看，多內(nèi)核占上風。

2008.12.21: 其實今天看來，也不好妄自評論孰好孰壞，雖說, HT技術在intel上發(fā)展并不好(已經(jīng)基本被dual core)代替，但是并不能推斷說MT在MIPS上就發(fā)展不好，畢竟mips的應用場合多是嵌入式領域，而MT的功耗小芯片面積小的優(yōu)勢正好能發(fā)揮作用。

2008.12.29: MIPS也并不是只有multithreading, 其實現(xiàn)在很多的MIPS cpu的廠商都有multi-core的mips cpu在出，比如cavium, broadcom, infineon,國內(nèi)的龍芯也有多核的產(chǎn)品。

2009.6.11: MIPS的多核發(fā)展顯然比ARM要好。從 Cavium,RMI,公司的產(chǎn)品大量的應用便可見一斑。

9.總結

自己感覺ARM和MIPS在一開始的RISC的設計上有很多不同，但隨著技術的發(fā)展，各自揚長避短，好的技術大家都會使用。比如ARM11和MIPS R1000就使用了很多一樣的技術。感覺RISC做到了極至就都一樣了。