MIPS 彙編/MIPS 架構

MIPS 架構

MIPS 是一種基於暫存器的架構，這意味著 CPU 使用暫存器來執行操作。 還存在其他型別的處理器，例如基於堆疊的處理器和基於累加器的處理器。

暫存器就像 RAM 一樣是記憶體，只是暫存器比 RAM 小得多，並且速度快得多。 在 MIPS 中，CPU 只能對暫存器和特殊的立即值進行操作。

MIPS 處理器有 32 個通用暫存器，但其中一些是保留的。 然而，相當多的暫存器可供您使用。 例如，這些暫存器之一，即 *程式計數器*，包含要執行的下一條指令的記憶體地址。 當處理器執行指令時，程式計數器會遞增，並獲取下一個記憶體地址，執行，依此類推。

為什麼選擇 MIPS？

MIPS 架構是 精簡指令集計算機 (RISC)。 作為 RISC 架構，它不會將單個指令分配給複雜的、邏輯密集型任務。 這與 複雜指令集計算機 (CISC) 架構（如 DEC VAX）形成對比，後者有一個指令用於 多項式乘法，另一個指令用於執行 迴圈冗餘校驗 (CRC)，這通常用於 TCP/IP。 當時，人們認為在硬體中實現這些指令將提高使用它們的程式的效能，即使它會導致高度複雜的處理器設計。 MIPS 和其他 RISC 架構基於這樣一種理念，即除其他事項外，透過僅實現最常見指令的小核心（只有幾十條指令，而不是幾百條指令），架構師可以簡化設計並加快大多數常見指令的速度，以至於將複雜程式實現為多條指令的成本將被隱藏。

關於 RISC 與 CISC 的爭論已經寫了很多， 因此，為了我們的目的，我們將關注 MIPS 設計選擇的結果。

• 所有 MIPS 指令都是 32 位長。
  • 這使得訪問和解碼指令的硬體變得簡單直觀。
  • 這也意味著指令的數量是有限的。
• 所有 MIPS 指令都屬於三種指令格式之一。 這使得人類和硬體都很容易解碼指令。 由於指令格式是固定的，因此學習大多數 MIPS 指令集並不需要太多工作。

MIPS 設計理念

• 簡單有利於規則
• 好的設計需要好的妥協
• 越小越快
• 使常見任務變得更快