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BabyPC 技術(shù)問(wèn)答


為什么要自己開(kāi)發(fā)BIOS?
. X86的BIOS程序,目前主要是美國(guó)的AMI和鳳凰公司生產(chǎn),然后有償授權(quán)給國(guó)內(nèi)廠家使用,386EX則由INTEL公司銷(xiāo)售全套開(kāi)發(fā)包,但是其中的BIOS、電子盤(pán)、ROM-DOS均為幾家小公司所有,不是免費(fèi)的。
RDC公司生產(chǎn)的系列X86兼容CPU,性能高,同等主頻下,比186性能高,但是沒(méi)有大公司為其開(kāi)發(fā)BIOS,直接移植其他公司的BIOS會(huì)有版權(quán)糾紛,而且通用的BIOS并不適合嵌入式應(yīng)用的需要,比如需要人工設(shè)置、啟動(dòng)速度慢等。
. 藍(lán)宇公司依靠自己在X86上10余年的技術(shù)積累,使用純凈室技術(shù)(CLEAN ROOM)自主開(kāi)發(fā)了完整的BIOS程序,從而打破了國(guó)外廠商的壟斷,而且還把我公司的虛擬顯示技術(shù)、大容量電子盤(pán)技術(shù)、大內(nèi)存技術(shù)集成到BIOS內(nèi)部,免設(shè)置,快速啟動(dòng),用戶(hù)還可以自由選擇免費(fèi)的DOS操作系統(tǒng),為用戶(hù)系統(tǒng)節(jié)約了成本,也沒(méi)有版權(quán)糾紛。


與51、ARM7相比有什么優(yōu)勢(shì)?
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來(lái)說(shuō),51方案以及其他8位單片機(jī)方案由于運(yùn)算能力、尋址范圍的限制,一般不會(huì)實(shí)現(xiàn)完整的協(xié)議棧,尤其是TCP協(xié)議系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)很大,一般不能同時(shí)支持多個(gè)連接,對(duì)快速以太網(wǎng)的支持就更談不上了。而ARM7對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還是比較合適的,但是由于要自己從頭做到尾,僅僅適合批量大的應(yīng)用,對(duì)于小批量的應(yīng)用,比如工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不合適,工期要求很難滿(mǎn)足。ARM7的問(wèn)題在于不存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件平臺(tái)。另外,ARM7不能靈活尋址所有字長(zhǎng),比如半字?jǐn)?shù)據(jù)(16BIT),要求必須字對(duì)齊,也就是偶地址對(duì)齊,但是在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文中,一般C語(yǔ)言使用結(jié)構(gòu)體和指針處理報(bào)文頭部效率最高,這對(duì)X86系列不是問(wèn)題,但是ARM7就需要進(jìn)行特殊的處理,也就是制定自己的報(bào)文格式時(shí)要進(jìn)行字對(duì)齊。
對(duì)于漢字應(yīng)用來(lái)說(shuō),8位單片機(jī)一般使用小字庫(kù)技術(shù),或者對(duì)地址進(jìn)行擴(kuò)展,編程極為繁瑣。BBPC4X86的優(yōu)勢(shì)在于提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái),它的電子盤(pán)尺寸-內(nèi)嵌漢字庫(kù)-內(nèi)存大小-運(yùn)算速度的比例很匹配,對(duì)大部分應(yīng)用來(lái)說(shuō)不需要擴(kuò)展什么東西,用戶(hù)專(zhuān)注于應(yīng)用開(kāi)發(fā),從總體上降低了成本。
實(shí)際上BBPC4X86的CPU內(nèi)部和ARM7類(lèi)似,也是32位RISC結(jié)構(gòu),但5級(jí)流水線(xiàn)設(shè)計(jì)以及X86指令較短,無(wú)尋址模式限制,使得其執(zhí)行效率更高。


RISC一定比CISC好嗎?
一般的宣傳都說(shuō)RISC好,但是實(shí)際上,很多宣稱(chēng)RISC的芯片都缺少了重要的RISC特征:分離的程序和數(shù)據(jù)總線(xiàn)、大量的寄存器(上百個(gè)以上)、多級(jí)流水線(xiàn)、多發(fā)射結(jié)構(gòu)、高性能的編譯器(非常難作,效果一般都不理想),如果片內(nèi)的寄存器不夠多(例如ARM7只有37個(gè)寄存器),需要經(jīng)常訪問(wèn)存儲(chǔ)器的時(shí)候,就需要用多條指令才能實(shí)現(xiàn)。
例如以下字節(jié)操作,在流處理中經(jīng)常使用(假設(shè)高速緩存命中,流水線(xiàn)已經(jīng)填滿(mǎn)):
R1610C:1個(gè)周期,1條指令,3字節(jié) ARM7:3個(gè)周期,3條指令,12字節(jié)
AND BYTE PTR [DI],01H LDRB R1,[R2] 取字節(jié)數(shù)據(jù) 1CLK
ANDS R1,R1,#X01 1CLK
STRB R1,[R2] 寫(xiě)字節(jié)數(shù)據(jù) 1CLK
對(duì)于16位操作來(lái)說(shuō),由于ARM7沒(méi)有16位立即數(shù),以及必須偶地址對(duì)齊等,比R1610C要消耗更多的指令,更多的指令會(huì)占據(jù)很多高速緩存空間,造成命中率下降,也就降低了實(shí)際的性能。
因此實(shí)際上對(duì)于一般的數(shù)據(jù)處理,R1610C的性能更高。
ARM7的優(yōu)勢(shì)在于支持大的內(nèi)存容量,適用于大內(nèi)存需求,但是大內(nèi)存又需要高性能來(lái)進(jìn)行操作,也就是說(shuō)ARM7的尋址能力和速度并不匹配。

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