MPIS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) é uma ISA do tipo RISC que surgiu nos anos 80 visando simplicidade e eficiência, e até hoje é usada para processadores de uso mais específico.
Como a MIPS é baseada em registradores, as operações só podem ser realizadas com dados armazenados nos registradores da CPU ou com constantes definidas diretamente nos operandos. Isso implica que é necessário carregar os dados da memória e armazená-los nos registradores antes que seja possível realizar operações entre eles.
Organização da memória
A memória da arquitetura MIPS é alinhada e endereçada byte-a-byte, ordenadas seguindo o modo big-endian.
É possível dividir a memória em diferentes regiões:
Formato de instruções
O tamanho das instruções é fixo em 32 bits, isso facilita a busca pelas instruções na memória. Desses 32 bits, 6 bits são reservados para o opcode (código de operador), totalizando 64 instruções possíveis. Todas as instruções aritméticas possuem 3 operandos, um destino e dois operandos de origem (todos eles registradores).
Em assembly os registradores são identificados com o símbolo $ seguido de um identificador. Os registradores PC (Program counter) e IR (Instruction register) não fazem parte do banco de registradores disponíveis para serem acessados. Note que são disponibilizados no total 32 registradores, ou seja, com 5 bits é possível acessar todos os eles.
As instruções são divididas em 3 tipos principais, de acordo com a forma de seus operandos.
R-Type
Esse tipo é caracterizado pelo uso de registradores na instrução, ou seja, todos os operandos são códigos de registradores. Nesse tipo de instrução o opcode é igual a 0, sendo a variante da operação especificada no campo funct da instrução.
Note que o campo shamt é usado apenas em operações referentes a deslocamento de bits dos operandos.
As instruções envolvendo operações aritméticas, lógicas e de comparação geralmente utilizam esse tipo de instrução.
I-Type
Esse tipo é caracterizado pelo uso de valores imediatos, que podem ser representados como valores constantes ou o endereço do dado a ser acessado mantido dentro da própria instrução.
As operações de load e store de dados na memória geralmente usam esse tipo de instrução. Além disso, os saltos condicionais também utilizam esse tipo de instrução.
J-Type
Esse tipo é caracterizado por compreender as instruções de desvio incondicional (jumps). Nessa instrução o operando é o endereço (target), que é o local da memória onde está armazenada a instrução para a qual se deseja saltar.
