1、RISC處理器：

RISC (Reduced Instruction Set Computer) 微處理器是一種計算機微處理器架構，其設計原則是通過簡化指令集來提高執行速度。

(1)、RISC處理器的設計理念：

• 簡化指令集：RISC 微處理器的指令集非常精簡，每條指令都執行一個基本的操作。這有助于簡化處理器的硬件設計和流水線執行，從而提高指令的執行速度。
• 以寄存器為中心：RISC 微處理器使用大量的寄存器來存儲和處理數據。因為指令集精簡，需要頻繁從內存中加載數據的次數減少，從而減少了內存訪問的延遲，提高了性能。
• 流水線架構：RISC 微處理器通常采用流水線執行指令的方式，將指令的執行分為多個階段，使得在同一時刻可以有多條指令在不同階段同時執行。這樣可以提高處理器的吞吐量。
• 延遲槽：一些RISC架構在分支指令后會有一個延遲槽，允許在分支指令執行前執行緊跟在后面的指令。這有助于減少因分支預測錯誤而造成的性能損失。
• 加載/存儲架構：RISC 微處理器通常使用加載/存儲架構，意味著大部分操作都在寄存器上執行，而不是直接在內存中操作數據。這可以提高內存訪問的效率。
• 硬件多線程：一些RISC 微處理器支持硬件多線程，允許多個線程在同一時刻共享處理器的資源，提高處理器的利用率。

(2)、常見的RISC微處理器：

• ARM：用于移動設備、嵌入式系統和服務器領域，具有低功耗和高性能的特點。
• MIPS：廣泛應用于嵌入式系統、網絡設備和嵌入式控制器等領域。
• PowerPC：曾在 IBM 的計算機和一些游戲主機中使用，如早期的 Macintosh 和 PlayStation 3。
• RISC-V：開源的 RISC 架構，受到了廣泛的關注，可以用于各種用途，從嵌入式設備到高性能計算。

2、CISC處理器：

CISC（Complex Instruction Set Computer）處理器是一種計算機微處理器架構，其設計理念是在單條指令中執行多個復雜操作，以便減少編程工作量和內存訪問次數。

CISC處理器的特點：

• 復雜指令集： CISC 處理器的指令集相對較大且復雜，每條指令可以執行多個操作，包括訪問內存、執行算術運算和邏輯操作等。
• 內存訪問： CISC 處理器通常支持直接訪問內存，這意味著許多操作可以直接在內存中執行，而不需要頻繁地加載數據到寄存器。
• 指令格式多樣性： CISC 指令通常有多種格式和尋址模式，允許在一條指令中執行多個操作，這可以減少程序員編寫代碼的工作量。
• 微代碼： CISC 處理器通常使用微代碼（microcode）來實現指令，這是一種低級別的指令集，與硬件層面的指令集之間的映射。
• 復雜的執行單元： CISC 處理器通常包含復雜的執行單元，用于支持多個指令的同時執行。

(2)、常見的CISC處理器：

• x86： 由 Intel 和 AMD 開發的處理器架構，廣泛用于個人電腦和服務器領域。
• x86-64（也稱為AMD64或Intel 64）： 擴展了 x86 架構，增加了 64 位尋址和操作能力，用于現代 64 位計算機。
• DEC Alpha： 由 Digital Equipment Corporation（DEC）開發的處理器架構，曾用于高性能計算和服務器領域。
• VAX： 由 Digital Equipment Corporation（DEC）開發的處理器架構，曾在早期的計算機系統中廣泛使用。

3、ARM處理器：

(1)、ARM處理器：

ARM微處理器支持兩種指令集:ARM指令集和Thumb指令集。其中,ARM指令為32位的長度,Thumb指令為16位長度。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集,但與等價的ARM代碼相比較,可節省30%~40%及以上的存儲空間,同時具備32位代碼的所有優點。

(2)、ARM處理器的寄存器：

RM處理器共有37個寄存器,被分為若干個組(BANK)：

• 31個通用寄存器，包括程序計數器(PC指針)，均為32位寄存器。
• 6個狀態寄存器，用以標識CPU的工作狀態及程序的運行狀態,均為32位。
  

(3)、ARM微處理器有以下7種運行模式：

• 用戶模式(usr):ARM處理器正常的程序執行狀態。
• 快速中斷模式(fiq):用于高速數據傳輸或通道處理。
• 外部中斷模式(irq):用于通常的中斷處理。
• 管理模式(svc):操作系統使用的保護模式。
• 數據訪問終止模式(abt):當數據或指令預取終止時進入該模式,可用于虛擬存儲及存儲保護。
• 系統模式(sys):運行具有特權的操作系統任務。
• 未定義指令中止模式(und):當未定義的指令執行時進入該模式,可用于支持硬件協處理器的軟件仿真。
  ARM微處理器的運行模式既可以通過軟件來改變,也可以通過外部中斷或異常處理來改變。大多數的應用程序運行在用戶模式下,當處理器運行在用戶模式下時,某些被保護的系統資源是不能被訪問的。除用戶模式以外,其余的所有6種模式稱為非用戶模式,或特權模式(Privileged Modes);其中除用戶模式和系統模式以外的5種又稱為異常模式(Exception Modes),常用于處理中斷或異常,以及需要訪問受保護的系統資源等情況。