3、嵌入式微处理器系统基础：CPU架构与FPGA技术解析

嵌入式微处理器系统基础：CPU架构与FPGA技术解析

1. 三地址CPU

三地址机器是所有类型中最灵活的。两个操作数和目的操作数可以来自或去往不同的寄存器或内存位置，操作形式如下：

op1 ← op2  op3

大多数现代RISC机器，如ARM、PowerPC、MicroBlaze或Nios II，都倾向于这种编码类型。不过，操作数通常是寄存器操作数，或者最多只有一个操作数可以来自数据内存。其数据流架构如图1.7b所示。

使用三操作数机器进行汇编语言编程是一项直接的任务。以Nios II机器为例，计算 e = a - b + c * d 的代码如下：

Instruction       Description
sub r5, r1, r2    ; Subtract r2 register from r1 and store in r5
mul r6, r3, r4    ; Multiply registers r3 and r4 and store in r6
add r5, r5, r6    ; Add r5 and r6 and store in r5

这里假设寄存器r1 - r5分别保存变量a - e的值。这是目前讨论的四种机器中代码最短的，但代价是指令字更长。从硬件实现的角度来看，两操作数和三操作数机器之间没有太大区别，因为寄存器文件无论如何都需要单独的多路复用器和解复用器。

2. 零