mips單片機

1. 怎麼計算單片機的MIPS

普通51單片機是晶振的12分頻，所以為fosc/12。
STC12/15系列單片機1T模式下等於晶振頻率即fosc。
STC89CXX系列是6T模式，所以為fsoc/6

2. MIPS與ARM的差異在哪裡

1.流水線結構 pipeline
– MIPS 是最簡單的體系結構之一，所以使大學喜歡選擇 MIPS 體系結構來介紹計算體系結構課程。
– ARM has barrel shifter
shifter是兩面性的，一方面它可以提高數學邏輯運算速度，另一方面它也增加了硬體的復雜性。所以和可以完成同樣功能的adder/shift register相比，效率更高，但是也佔用更多的晶元面積。
– MIPS have 「branch delay slot」 and 「load delay slot」
MIPS使用編譯器來解決上面的兩個問題。因為MIPS最初的設計思想就是使用簡單的RISC硬體，然後靠編譯器及其他軟體技術，來達成RISC的完整概念。

2.指令結構 instruction
– MIPS have 32bit and 64bit architecture,but ARM only have 32bit architecture
ARM11 局部64位
– MIPS是開放式的架構,用戶可以在開發的內核中加入自己的指令，
– ARM has 4-bit condition code in every instruction
ARM 在這一點很像x86。MIPS在MIPS IV也加入」conditional move」指令，來提高pipeline的效率。
– ARM has pre- and post-increment addressing modes
auto-increment/decrement on load/store instructions
– 在節省代碼空間方面，MIPS16 很類似ARM Thumb

3.寄存器 register
-由於MIPS內核中有32個寄存器（Register），而ARM只有16個，這種結構設計上的先天優勢，決定了在同等性能表現下，MIPS的晶元面積和功耗會更小。
– ARM 有一組特殊用途寄存器cp0-cp15,可以使用MCR,MRC等指令控制;相對應的，MIPS也有cp0 0-30,使用mfc0,mtc0 指令控制。

– Register banking in ARM. r8-r12 FIQ mode;r13:SP r14:LR
感覺不出banked register有什麼好處。

– MIPS has a hard-wired-to-zero register ,but ARM not
MIPS use register $0 for Zero

4.地址空間 address space
– MIPS 起始地址是0xbfc00000,會有4Mbyte的大小限制，但一般MIPS晶元都會採取一些方法解決這個問題。
ARM沒有這種問題。
MIPS24K 起始地址改到了0xbf000000,現在有16Mbyte的空間了。

– MIPS don』t have to turn paging on to enable the cache.
MIPS have the address space for both cache and un-cache
but ARM need enable/disable cache

5.功能 function
– Float point: MIPS64 has.
ARM』s support for FP is limited, and usually not included, and it is a 32 bit architecture
– ARM use JTAG,MIPS use EJTAG。Debug工具一般兩種都支持。使用起來感覺差不多。

6.性能 performance
– 具體性能比較，因為差異性太大，所以很難分出誰好誰壞。從個人經驗來講 MIPS4k和ARM9基本上是同一個級別的,但ARM9性能似乎要比MIPS4K好。
同樣是32bit的MIPS24K性能上比MIPS4K有很大提升，也應該比ARM9要好些。
因為沒有用過ARM11和MIPS34K的晶元，沒法比較，但感覺這兩個似乎是一個級別的。
Cortex-A8和 MIPS 74K都是最新的設計，應該性能也差不多。

7.應用
– 在1000MHz以上的應用,很難找到採用ARM架構的產品。
MIPS架構用在200MHz或者是266MHz以下的應用比較少,而這恰恰是ARM的主攻市場。
– ARM 由於功耗小，普遍用在在手機/PDA等攜帶型消費電子領域; MIPS 在住宅網關、線纜數據機、線纜機頂盒等,由於MIPS 多核的發展，現在大型網關設備也多用它。
– ARM 採用硬核授權;MIPS 採用軟核授權，用戶可以自己配置，做自己的產品。

3. 單片機發展歷史-單片機知識

單片機發展歷史-單片機知識

單片機(Microcontrollers)誕生於1971年,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段,早期的SCM單片機都是8位或4位的。下面，我為大家分享單片機發展歷史，希望對大家有所幫助!

單片機最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列MCU系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。

90年代後隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，並且進入主流市場。

而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。

當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的.Windows和Linux操作系統。

主要階段

早期階段

SCM即單片微型計算機(Microcontrollers)階段，主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。“創新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。

中期發展

MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式應用時，對象系統要求的各種外圍電路與介面電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。

從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。

Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。

當前趨勢

SoC嵌入式系統(System on Chip)式的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決，因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。

因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。

早期發展

1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器;Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器，霍夫被英國《經濟學家》雜志列為“二戰以來最有影響力的7位科學家”之一。

1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機系統(包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器)其中4004(下圖)包含2300個晶體管，尺寸規格為3mm×4mm，計算性能遠遠超過當年的ENIAC，最初售價為200美元。

1972年4月，霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。

1973年intel公司研製出8位的微處理器8080;1973年8月，霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。

主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基於6微米技術的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。

1975年4月，MITS發布第一個通用型Altair 8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。

1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。

Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器，廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。

20世紀80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統擴展方面都有了很大的提高。

4. mips是怎麼運算的呀

mips運算公式為：MIPS = 指令數/(執行時間 * 10^6) = 指令數 / (指令數 * CPI / 時鍾頻率 * 10^6) = 時鍾頻率 / (CPI * 10^6)。具體如下：

假設cpu的時鍾頻率是AHZ，每B個時鍾周期組成一個機器周期，執行一條指令平均需要C個機器周期 MIPS=A/(B*C)。

mips可以衡量計算機速度的指標。mips定了性能和執行時間成反比，越快的計算機具有越高的MIPS值。用MIPS衡量計算機速度很合理，對於不同的cpu，它的最高工作頻率不同，數據吞吐率也不同，所以不可一概而論。

(4)mips單片機擴展閱讀：

MIPS最早在80年代初期由斯坦福(Stanford)大學Hennessy教授領導的研究小組研製出來的。MIPS公司的R系列就是在此基礎上開發的RISC工業產品的微處理器。

這些系列產品為很多計算機公司採用構成各種工作站和計算機系統。MIPS技術公司是美國著名的晶元設計公司，它採用精簡指令系統計算結構(RISC)來設計晶元。

和英特爾採用的復雜指令系統計算結構(CISC)相比，RISC具有設計更簡單、設計周期更短等優點，並可以應用更多先進的技術，開發更快的下一代處理器。