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MIPS处理器设计透视-100608

MIPS体系结构中,正常的加载和存储必须对齐。halfword必须从2个字节的边界加载;word必须从4个字节的边界取出。加载一个

MIPS处理器设计透视-100514

在MIPS体系结构里,程序计数器不是一个寄存器。

在MIPS里,子程序调用指令jal,返回地址保存在ra寄存器($31),返回地址是其之后隔一条指令的地址,紧跟其后的一条指令被称为delay slot,它在跳转到子程序前会被执行。

MIPS处理器设计透视-080403

跳转指令:

  • 最小操作码字段是6位,跳转目标可以用26位来寻址,又因为指令是4字节对齐,最低两个有效位(least significant)不需要存储,所以地址空间是:228=256M。
  • 条件分支跳转只有一个带符号的16位PC相对偏移域,同样,跳转范围是218字节大小。

MIPS处理器设计透视-080402

为每条指令都分配MEM阶段(从数据缓存中读/写 内存变量)是为了保证同一时刻不会有两条指令都去访问数据缓存。

MIPS指令集的规定:

  • 所有指令都是32位的。—>条件转移限制在64KB(216)范围内。
                         —>装入任一32位值需两条连续指令。
                         —>跳转指令中的目标地址常数用26位编码(MIPS指令里,最小的操作码字段是6位)。
  • 指令操作必须符合流水线,必须在一个时钟周期内执行完。
  • 3操作数指令。
  • 32个寄存器。
  • 寄存器0($0)总是返回0。
  • 无条件标志的代码。 

编址及内存访问:

  • load/store必须对齐:字节在任何地址都可以被传送;半字必须按偶数字节对齐;字必须按4字节边界对齐。

MIPS处理器设计透视-080326

MIPS体系结构具有独立的指令缓存和数据缓存。CPU可同时获取指令和读写内存变量。