MOV 24.85 24.85 IMUL 19.55 19.55 PUSH 10.3635.212Mov 7.4436.99 10.2845493PSH|1.1148.10 23456789012 JMPcc9.03 54.524JMcc10.5558.65 ADD POP 65.466|CALL7.27 73.72 RET 69.38 7 RET 78.57 CALL 73.278 DD 3.27 81.84 JUMP 2.70 75.97 9 JMP 85.10 0 SUB 2.43 78.4010|LES 87.93 INC 2.37 80.77 11 POP 2.61 90.54 PN1.92 84.67 14IML1.69 86.3614|XOR 94.25 15 DEC 1.37 87.73|15|INC 95.24 16 XOR 16 LOOP 0.64 17 REPNZ078 89.64 17 LDS 0.64 18CLD 0.54 90.18 18|cMPS0.44 19 LOOPcc 0.52 90.7019MVs0.39 97.35 TEST 0.40 91.10 20 JCXZ037 97.72 8088处理机的指令种类大约100种。 前11种指令的使用频度,前8种指令的运行时间就已经超过了80%, 前20种(20%)指令的使用频度达到91.1%,运行时间达到97.72%, 其余80%指令的使用频度只有8.9%,只占2.28%的处理机运行时间。 2、ⅥSI技术的发展引起的问题 ⅥLSI工艺要求规整性,RISC正好适应了ⅥSI工艺的要求 ·主存与控存的速度相当 简单指令没有必要用微程序实现, 复杂指令用微程序实现与用简单指令组成的子程序实现没有多大区别 由于ⅥSI的集成度迅速提高,使得生产单芯片处理机成为可能 3、软硬件的功能分配问题 ·复杂的指令使指令的执行周期大大加长。 般CISC处理机的指令平均执行周期都在4以上,有些在10以上, ·在CISC中,增强指令系统功能,简化了软件,硬件复杂了 ·1981年, Patterson等人研制了32位的 RISC I微处理器。 总共31种指令,3种数据类型,两种寻址方式 研制周期10个月,比当时最先进的M68000和Z8002快3至4倍, 1983年,又研制了 RISC II, 指令种类扩充到39种,单一的变址寻址方式,通用寄存器138个。 2.5.2RISC的定义与特点 ·卡内基梅隆 Carnegie Mellon)大学论述RISC特点:2－5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 MOV PUSH CMP JMPcc ADD POP RET CALL JUMP SUB INC LES REPN IMUL DEC XOR REPNZ CLD LOOPcc TEST 24.85 10.36 10.28 9.03 6.80 4.14 3.92 3.89 2.70 2.43 2.37 1.98 1.92 1.69 1.37 1.13 0.78 0.54 0.52 0.40 24.85 35.21 45.49 54.52 61.32 65.46 69.38 73.27 75.97 78.40 80.77 82.75 84.67 86.36 87.73 88.86 89.64 90.18 90.70 91.10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 IMUL MOV PUSH JMPcc CMP CALL RET ADD JMP LES POP DEC SUB XOR INC LOOPcc LDS CMPS MOVS JCXZ 19.55 17.44 11.11 10.55 7.80 7.27 4.85 3.27 3.26 2.83 2.61 1.49 1.18 1.04 0.99 0.64 0.64 0.44 0.39 0.37 19.55 36.99 48.10 58.65 66.45 73.72 78.57 81.84 85.10 87.93 90.54 92.03 93.21 94.25 95.24 95.88 96.52 96.96 97.35 97.72 8088 处理机的指令种类大约 100 种。 前 11 种指令的使用频度，前 8 种指令的运行时间就已经超过了 80％， 前 20 种（20％）指令的使用频度达到 91.1％，运行时间达到 97.72％， 其余 80％指令的使用频度只有 8.9％，只占 2.28％的处理机运行时间。 2、VLSI 技术的发展引起的问题 • VLSI 工艺要求规整性，RISC 正好适应了 VLSI 工艺的要求。 • 主存与控存的速度相当， 简单指令没有必要用微程序实现， 复杂指令用微程序实现与用简单指令组成的子程序实现没有多大区别。 由于 VLSI 的集成度迅速提高，使得生产单芯片处理机成为可能。 3、软硬件的功能分配问题 • 复杂的指令使指令的执行周期大大加长。 一般 CISC 处理机的指令平均执行周期都在 4 以上，有些在 10 以上， • 在 CISC 中，增强指令系统功能，简化了软件，硬件复杂了。 • 1981 年，Patterson 等人研制了 32 位的 RISC I 微处理器。 总共 31 种指令，3 种数据类型，两种寻址方式。 研制周期 10 个月，比当时最先进的 MC68000 和 Z8002 快 3 至 4 倍， • 1983 年，又研制了 RISC II， 指令种类扩充到 39 种，单一的变址寻址方式，通用寄存器 138 个。 2.5.2 RISC 的定义与特点 • 卡内基梅隆 Carnegie Mellon）大学论述 RISC 特点：