普林斯顿结构

留学百科2023-10-09 04:22小留

冯诺依曼结构

冯诺依曼建筑也被称为王子建筑。冯诺依曼架构处理器使用相同的内存并通过相同的总线进行传输。冯诺依曼架构处理器具有以下特点:

一定有记忆;必须有一个控制器;必须有计算器来完成算术运算和逻辑运算;人机交流必须有输入和输出设备。

哈佛结构

哈佛结构是一种程序指令存储和数据存储分离的内存结构,如下图所示。首先CPU读取程序指令存储器中的程序指令内容,译码得到数据地址,然后读取相应数据存储器中的数据并进行下一步操作(通常是执行)。程序指令存储和数据存储的分离允许指令和数据具有不同的数据宽度。例如,Microchip的PIC16芯片的程序指令是14位宽,而数据是8位宽。

哈佛架构框图

哈佛架构微处理器通常具有较高的执行效率。如果程序指令和数据指令分开组织和存储,则在执行时可以提前读取下一条指令。

哈佛架构是指程序和数据空间之间独立的架构,旨在缓解程序运行时访问内存的瓶颈。

哈佛结构基本上可以解决索引和数字检索之间的冲突。

冯诺依曼系统和哈佛总线系统的区别

两者的区别在于程序空间和数据空间是否是一体的。冯诺依曼结构数据空间和地址空间不分离,哈佛结构数据空间和地址空间分离。

哈佛总线技术的应用以DSP和ARM为代表。该芯片基于哈佛总线架构的内部程序空间和数据空间分离,允许同时取指令和操作数,大大提高了计算能力。

DSP芯片的硬件结构包括冯诺依曼结构和哈佛结构。两者的区别在于地址空间和数据空间是否分开。 DSP一般采用改进的哈佛结构,即不是只有一个分离的数据空间和地址空间,而是有很多个,根据不同厂家的DSP芯片而有所不同。在外部寻址方面,逻辑是一样的,因为外部引脚一般都是通过在对应的空格之间进行选择来实现的。本质上是一样的。

改进哈佛结构与哈佛架构的区别

与Von Norman架构处理器相比,Harvard架构处理器有两个明显的特点:

(1)采用两个独立的内存模块,分别存储指令和数据。每个内存模块不允许指令和数据共存;

(2)两条独立的总线作为CPU与各存储器之间的专用通信路径,两条总线之间没有关联性。

后来提出了改进的哈佛结构,其结构特点如下:

(1)采用两个独立的内存模块,分别存储指令和数据。每个内存模块不允许指令和数据共存;

(2)具有独立的地址总线和独立的数据总线,使用公共地址总线访问两个存储模块(程序存储模块和数据存储模块)。公共数据总线用于完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的连接。数据传输;

(3) 两条总线由程序存储器和数据存储器分时共享。

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