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基于MIPS架構的RISC微處理器RM7000A

發(fā)布于：07-13




MIPS類的指令可以用三種形式表示。



MIPS構架支持兩種尋址方式。



◆?立即數(shù)尋址（immediate）。例如：Add?R1,#10，這里#10的代表常數(shù)10，指令含義是Regs[R1]←egs[R1]+10。



◆?位移尋址（displacement）。例如：Add?R1,10（R2），指令含義是Regs[R1]←egs[R1]+Mem[10+Regs[2]]。



對操作數(shù)稍做改變，可以得到另外兩種尋址方式。



◆?Add?R1,（R2）?Regs[R1]←Regs[R1]+Mem[Regs[R2]]



寄存器R2存放的只是一個地址，這個地址的內容才是要取的數(shù)據(jù)，這相當于寄存器間接尋址。



◆?Add?R1,10?Regs[R1]←Regs[R1]+Mem[10]



此時第二個寄存器必須是r0，借助于r0（如前所述，r0被硬接位0）提供的0，就得到了直接尋址方式。



因此，實際上微處理器有四種尋址方式可用，提高了編程的靈活性。



(7)數(shù)據(jù)類型



MIPS體系對于對齊（align）有著相當嚴格的要求，指令必須32位對齊；超過一個字節(jié)的數(shù)據(jù)必須按規(guī)則對齊：



◇半字的邊界要與偶數(shù)對齊；



◇字的邊界要與mod?4=0的字節(jié)對齊；



◇雙字的邊界要與mod?8=0的字節(jié)對齊。



如圖4所示，是數(shù)據(jù)對齊示意圖。采用這種方式對齊可以簡化硬件判斷、控制部分的設計，節(jié)省芯片空間，也有利于加快程序運行速度。



2?應用及實現(xiàn)探討



以RM7000A為基礎，配合不同的外圍器件，可以構成多種應用形式。



(1)典型應用



圖5所示是一種較為簡單的應用方式，特點是器件少、可靠性好、整個系統(tǒng)所占空間很小，適合于空間受到限制的領域。因為需要識別和驅動的設備不多，引導和應用程序都相對簡單；通過Dual?UART接口可以和主計算機通信，并且在主計算機的超級終端里顯示本系統(tǒng)運行的信息，如圖6所示。



具體應用：



①?可以作為單獨的電腦板，配以適當?shù)耐庠O，構成一個小型的高速計算機系統(tǒng)，用于完成比較簡單且單一的任務；



②?可以根據(jù)應用的要求，增加總線的控制芯片和接口，作為一個總線上的CPU控制板（比如：PCI總線、CompactPCI總線），配合傳感器或其它板卡如AD/DA板、DSP通信板等，進行測試、高速數(shù)據(jù)采集、大量的圖形圖像處理等工作；



③?用于其它網(wǎng)絡設備中，如大型的路由器、交換機等。



(2)擴展應用



上述應用中，為減小體積，存儲容量受到了限制，也沒有提供類似鍵盤鼠標的對外接口。而人們已經(jīng)習慣了PC的使用，總是希望能夠以比較熟悉的方式來操作其它系統(tǒng)。對上述應用做適當?shù)臄U展，就可以達到近似于PC的結構，應用框圖如圖7所示。



通過增加南橋、超級I/O等芯片，就可以獲得類似于PC結構中的各種接口。具體應用如下：



①?作為開發(fā)板，測試、移植在MIPS系統(tǒng)上運行的不同操作系統(tǒng)，開發(fā)調試基于MIPS的各種應用軟件；



②?作為一個完整的系統(tǒng)構成便攜式電腦；



③?利用Dual?UART的顯示，或者擴展的VGA顯示功能，增大的外部存儲器容量，作為高速圖形工作站進行圖形圖像的設計、開發(fā)工作；



④?作為網(wǎng)絡服務器應用于Internet和企業(yè)局域網(wǎng)中提供各種網(wǎng)絡服務；



⑤?作為分布式處理系統(tǒng)的一個節(jié)點工作站，比如銀行系統(tǒng)中，RM7000A的高速、寬帶能對各種交易請求做出快速響應；



⑥?由于南橋引入了ISA總線，還可以改制成AT96總線方式，作為CPU控制板應用于工控或其它地面設備中；同樣也可以擴展出PCI、CompactPCI接口作為控制板用于各種民品軍品中。



結?語



基于MIPS的微處理器在國外主要用于高端設備，在國內的開發(fā)應用還不是很廣。但是，MIPS強大的功能和它先進的技術理念已經(jīng)逐漸為人們所認識到。研制基于MIPS的高性能計算機系統(tǒng)，進而帶動相關操作系統(tǒng)的研究、移植，以及各種應用程序的開發(fā)，對于提高計算機應用研究水平，提高產(chǎn)品尤其是軍品的性能和競爭力，具有很重要的現(xiàn)實意義。



來源：http://www.icembed.com/info-13712.htm










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