MIPS64架构

Imagination MIPS64®架构被用于各种应用程序,包括游戏机、办公自动化和机顶盒,并且至今仍被广泛运用于网络和电信基础设施应用。由于设计复杂性和软件大小的增加,64位运算所具有的优势已对广泛的应用产生了巨大的吸引力,包括服务器、下一代移动和联网消费用品以及SOHO网络产品。

MIPS64架构通过加入强大的功能、标准化特权模式指令、对过去ISA的支持以及提供从MIPS32架构的无缝升级路径,为未来MIPS处理器的开发打下了扎实的高性能基础。

MIPS32和MIPS64架构加入了重要的功能,包括SIMD (单指令多数据) 和虚拟化。 这些技术连同多线程 (MT)、DSP扩展和EVA (增强虚拟寻址) 等技术丰富了架构在要求更大内存大小、更高运算能力和安全执行环境的现代软件环境中的使用。

MIPS64架构基于长度固定、定期编码的指令集,并采用加载/存储数据模型。该架构经过精简后,可支持高级别语言的优化执行。算法和逻辑运算采用三操作数格式,允许编译器优化复杂的表达式。提供32个通用寄存器,使编译器能够通过频繁使用寄存器数据来进一步优化代码生成。

通过提供反向兼容性、标准化特权模式和内存管理以及配置寄存器提供的信息,MIPS64架构使即时操作系统、其他开发工具和应用程序代码能够在MIPS32和MIPS64系列未来处理器中运行和重复使用。

高性能缓存

该架构的优势在于高性能缓存和内存管理计划的灵活性。MIPS64架构以良好定义的缓存控制选项扩展了这些优势。指令和数据缓存大小范围为256B到4 MB。数据缓存可运用回写或连续写入策略。此外,还可选择无缓存选项。内存管理机制可运用TLB或块地址转换 (BAT) 策略。 凭借TLB,MIPS64架构满足Linux、Android™、Windows® CE和其他曾经流行的操作系统的内存管理要求。

数据流的添加和预测运算满足嵌入式系统市场不断增加的运算需求。标准化的条件数据移动和数据预取指令提高了通信和多媒体应用中的系统级数据。

定点DSP型指令

定点DSP型指令进一步增强多媒体处理性能。 这些指令包含乘法 (MUL)、乘法和加法 (MADD)、乘法和减法 (MSUB) 以及“前导计数0s/1s”,之前仅出现在某些64位MIPS处理器上,具有更出色的数据流处理性能,如音频、视频和多媒体,并且无需为系统添加附加的DSP硬件。

强大的64位浮点寄存器

强大的64位浮点寄存器和执行单元加快了部分DSP算法处理和即时图形运算任务的速度。双单精度型指令将两个32位浮点操作数封装进单精度型64位寄存器,从而实现单指令多数据运算 (SIMD)。相比传统的32位浮点单元,其执行速度提高了一倍。浮点运算可选择在软件中仿真。

寻址模式

MIPS64架构配置有32位和64位寻址模式,并且可处理64位数据。这使其能够充分利用64位数据的优势,而无需提供64位寻址所需的额外内存。为了简化从32位系列的移植,该架构配置有32位兼容模式。在该模式中,所有寄存器和地址均为32位长度,并且可执行所有MIPS32架构中的指令。

文档

MIPS64程序员架构:版本6

Volume I:MIPS64架构简介v6.01
Volume II:MIPS64指令集v6.00
Volume III:MIPS64和microMIPS64特权资源架构v6.00

MIPS64程序员架构:版本5

Volume I:MIPS64架构简介v5.03
Volume I-B:microMIPS64架构简介v5.03
Volume II:MIPS64指令集v5.03
Volume II-B:microMIPS64指令集v5.03
Volume III:MIPS64和microMIPS64特权资源架构v5.03

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