วันเสาร์ที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2557

ARM & MIPS




AMR


 Arm เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ ที่ถูกออกแบบเป็นหน่วยประมวลผล ซึ่งได้แนวความคิดจาก RISC (Reduce Instruction Set Computer) เป็นโปรแกรมที่สามารถลดจำนวนคำสั่ง ให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อให้เกิดการประมวลที่มีประสิทธิภาพ และรวดเร็ว เนื่องจากมีการประมวลผลแบบจุลภาค (microprocessor) โดยแต่ละชุดคำสั่งจะทำงานเฉพาะตามคำสั่ง ที่โปรแกรมสั่งเท่านั้น 




    ARM เป็นชุดคำสั่งแบบ 32 - bit เป็นสถาปัตยกรรม (ISA) ที่พัฒนาโดย บริษัท ARM Computers ARM เป็นที่รู้จักกันเป็น Advanced RISC Machine  ซึ่งก่อนหน้านั้น เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Acorn RISC Machine สถาปัตยกรรม ARM เป็น ISA 32 บิตใช้กันอย่างแพร่หลายในแง่ของตัวเลข การผลิต  ARM เป็นโปรเซสเซอร์ สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล Desktop ซึ่งผลิตโดย Acorn Computers ตอนนี้ผลิตภัณฑ์ของ ARM ถือครองตลาดในอุตสาหกรรมไอที มีลูกค้าที่ใช้ผลิตภัณฑ์ของ ARM ได้แก่ บริษัท ไอบีเอ็มและแอ๊ปเปิ้ล เป็นต้น 




           ด้วยความเรียบง่ายและการใช้พลังงานต่ำของหน่วยประมวลผล  ARM ทำให้ ARM เหมาะสมสำหรับกับการใช้ประกอบเป็นหน่วยประมวลผล ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังหน่วยประมวลผลของ ARM ไว้เป็นค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำและขนาดเล็กไมโครโพรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ รวมทั้งในเครื่องเล่นเพลง ไอพ็อด, เครื่องเล่นเกม เกมบอยแอดวานซ์, และ พีดีเอ เป็นต้น

Arm  CPU มีคุณสมบัติดังนี้
    1. รีจิสเตอร์สามารถใช้งานได้มากเพียงพอ
    2. ใช้รูปแบบคำสั่งแบบ load and store ซึ่งเป็น การประมวลผล โดยจะทำการโหลดข้อมูลจากรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำ หลังจากนั้นจึงการประมวลผลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ หลังจากนั้นก็จะนำไปเก็บอยู่ในรีจิสเตอร์เพื่อไปสู่กระบวนการถัดไปหรืออาจ จะบันทึกกลับลงสู่หน่วยความจำ
    3. มีโหมดของการอ้างตำแหน่งแอดเดรสที่ไม่มากนัก โดยสามารถกระทำได้โดยอ้างตำแหน่งจากรีจิสเตอร์ และคำสั่งเพียงคำสั่งเดียวเท่านั้น
    4. ขนาดของคำสั่งมีขนาดคงที่ คือ จำนวน 32 บิต
    5. ไม่มีการสนับสนุนในการเข้าถึงหน่วยความจำผิดตำแหน่ง (ARMv6 ได้รับการสนับสนุน ให้เข้าถึงโดยมีข้อยกเว้นบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการโหลดและเก็บ โดยการจัดเก็บคำหลายคำสั่ง)
    6. การทำงานส่วนใหญ่ทำงานรอบเดียว

คุณสมบัติเพิ่มเติม
   1. ควบคุมการทำงาน ลดความซับซ้อนและลดขนาดของโปรแกรม
   2. โหลดและจัดเก็บหลายอย่างได้พร้อมกัน เพื่อเพิ่มจำนวนผลลัพธ์ของข้อมูล
   3.การปฏิบัติตามเงื่อนไขทั้งหมด เพื่อเพิ่มเงื่อนไขการทำงานของคำสั่ง
   4. มี shift บิตแยกต่างหาก ก่อนที่จะเข้า Arithmetic logic unit  เพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผล


How to install ARM simulator






MIPS

MIPS เป็นหน่วยประมวลผล 32-bit แบบ RISC ผลิตโดย MIPS Computer Systems(ปัจจุบันคือ MIPS Technologies)

โปรเซสเซอร์ที่มีสถาปัตยกรรมแบบ MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) จะแบ่งการทำ 1 คำสั่งออกเป็น 5 ระยะคือ
1.      IF (instruction fetch) เป็นการนำ (fetch) คำสั่ง (instruction ประกอบด้วย opcode และ operand) ขึ้นมาจากหน่วยความจำ โดยปกติจะนำไปเก็บไว้ในเรจิสเตอร์ที่อยู่ในโพรเซสเซอร์ เพื่อที่โพรเซสเซอร์จะได้รู้ว่าต้องทำคำสั่งอะไร
2.      ID (instruction decode) หลังจากที่โพรเซสเซอร์รู้ว่าต้องทำคำสั่งอะไรแล้ว เช่น คำสั่งคือ R0 = R1+ R2 ก็ต้องถอดรหัส (decode) ออกมาว่าต้องใช้ตัวถูกดำเนินการ (operand) ที่อยู่ในเรจิสเตอร์เบอร์ 1 และเบอร์ 2 ในขั้นนี้จะส่งสัญญาณที่มีค่า 1 และ 2 ไปให้มอดูลเรจิสเตอร์เพื่อให้ได้ค่าที่อยู่ในเรจิสเตอร์เบอร์ 1 และเบอร์ 2 ตามลำดับ
3.      EX (execute) จะทำตัวดำเนินการ (operator) ตามที่ระบุไว้ใน opcode เช่น add คือเอาตัวถูกดำเนินการ (operand) ทั้งสองตัวที่เตรียมไว้แล้วในระยะ ID มาบวกกัน
4.      MEM (memory) ในระยะนี้จะทำเฉพาะคำสั่งที่มีการอ่าน/เขียนหน่วยความจำ เช่น load/store เป็นต้น คำสั่งอื่นๆ จะผ่านระยะนี้ไปเฉยๆ
5.      WB (write back) ในขั้นนี้จะเขียนผลลัพธ์ลงเรจิสเตอร์ เช่น เขียน R1 + R2 ลง R0


How to install MIPS simulator


ขอบคุณ www.vcharkarn.com

 www.scribd.com


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น