Архитектура ARM и RISC

RISC (англ.restricted (reduced) instructionsetcomputer — компьютер с сокращённым набором команд) — архитектура процессора, в котором быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — меньшим. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышениетактовой частоты и делает более эффективной суперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).

Характерные особенности RISC-процессоров

● Фиксированная длина машинных инструкций и простой формат команды.

● Специализированные команды для операций с памятью — чтения или записи. Операции вида Read-Modify-Write отсутствуют.

● Большое количество регистров общего назначения (32 и более).

● Отсутствие поддержки операций вида «изменить» над укороченными типами данных — байт, 16-битное слово.

● Отсутствие микропрограмм внутри самого процессора. То, что в CISC-процессоре исполняется микропрограммами, в RISC-процессоре исполняется как обыкновенный (хотя и помещённый в специальное хранилище) машинный код, не отличающийся принципиально от кода ядра ОС и приложений.

Архитектура ARM (AdvancedRISCMachine, Acorn RISC Machine, усовершенствованная RISC-машина) — семейство лицензируемых 32-битных и 64-битныхмикропроцессорных ядер разработки компании ARM Limited.

Архитектура ARM обладает следующими особенностями RISC:

● Архитектура загрузки/хранения

● Нет поддержки нелинейного доступа к памяти

● Равномерный 16х32-битный регистровый файл

● Фиксированная длина команд для упрощения декодирования за счет снижения плотности кода.

● Одноцикловое исполнение

● Арифметические инструкции заменяют условные коды только когда это необходимо

● 32-битное многорегистровое циклическое сдвиговое устройство, которое может быть использовано без потерь производительности в большинстве арифметических инструкций и адресных расчетов.

● Мощные индексированные адресные режимы

● Регистр ссылок для быстрого вызова функций листьев

● Простые, но быстрые, с двумя уровнями приоритетов подсистемы прерываний с включенными банками регистров.

Архитектура CISC

CISC (англ.Complex instruction set computing, илиангл.complexinstructionsetcomputer — компьютер с полным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

● нефиксированное значение длины команды;

● арифметические действия кодируются в одной команде;

● небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.