嵌入式系统架构 RIS C家族之MIP S处理器http://www.yunyo ub ar.c o m/邮件群发
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。MIP S架构起源可追溯到1980年代斯坦福大学和伯
克利大学同时开始RISC架构处理器的研究。
MIP S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S GI所并购但随着MIP S架构在桌面市场的失守后来在1998年脱离了S GI成为MIP S技术公司并且在1999年重新制定 公司策略将市场目标导向嵌入式系统并且统一旗下处理器架构 区分为32b it以及64b it两大家族 以技术授权成为主要营利模式。
MIP S除了在手机中应用得比例极小外其在一般数字消费性、 网络语音、个人娱乐、通讯、与商务应用市场有着相当不错的成绩不过近年来因为其它IP授权公司的兴起其占有比率稍有衰退。MIP S应用最为广泛的应属家庭视听电器
包含机顶盒 、 网通产品以及汽车电子方面。
对于MIPS其核心技术强调的是多执行绪处理能力Multiple issue 国内也通常称作多发射核技术 以下以此称谓 。一般来说多核心与多发射是两个并不是互斥的体系可以彼此结合然而在嵌入式领域 ARM与M IP S这两大处理器IP厂商对这两个架构的态度不同造成这两个架构在嵌入式市场上对抗的结果。
MIPS的多发射体系为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术只是为了尽量避免处理单元闲置浪费而为的折衷手段就是将处理器中的闲置处理单元分割出来虚拟为另一个核心 以提高处理单元的利用率。在技术上为了实现硬件多重处理多核心与多发射两者对于软件最佳化的复杂度方面同样都比单核心架构来得复杂许多。
34K核心能执行现有的对称式二路SMP操作系统OSes与应用软件通过操作系统的主动管理现有的应用软件也能善用多发射处理能力。它亦能应用在多个执行线程各自有不同角色的AMP或非对称式多重处理环境下。此外 34K核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ThreadC onte nt 提供相当高的设计弹性。MIP S的多发射在任务切换时有多余的硬件缓存器可以记录执行状态避免切换任务时 因为必须重新加载指令或者是重新执行某部分的工作造成整个执行线程的延迟。不过即便能够达到同时执行多个任务的能力多发射处理器本质上仍然是单核心处理器在单一执行绪面临高负载时其它执行绪的处理时间就有可能会被压缩甚至被暂停。而不同执行绪在执行的过程中诸如内存锁定、解锁以及同步等处理过程在多发射体系上也会发生 因
此在极端情况下多发射的性能是明显比不上原生多核心架构的以两个执行绪对两个核心的比较而言 。
不过多发射体系的优点在于硬件效率高理论上功耗也能有效降低。部分IC设计公司也推出了基于MIP S架构的平行架构多核心形成兼具多核与多发射的应用架构相信在未来这种体系将会纳入MIP S的原生架构当中 以应付更复杂的应用。
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