嵌入式系统 - 架构类型



  • 简述

    控制器使用 8 位数据总线。因此它们最多可以支持 64K 的外部数据存储器和 64k 的外部程序存储器。总的来说,8051 微控制器可以寻址 128k 的外部存储器。
    当数据和代码位于不同的内存块时,该架构被称为 Harvard architecture. 如果数据和代码位于同一个内存块中,则该架构称为Von Neumann architecture.
  • 来自诺依曼架构

    冯诺依曼架构最早由计算机科学家约翰冯诺依曼提出。在这种架构中,指令和数据都存在一个数据路径或总线。因此,CPU 一次执行一项操作。它要么从内存中获取指令,要么对数据执行读/写操作。因此取指令和数据操作不能同时发生,共享公共总线。
    来自纽曼建筑
    冯诺依曼架构支持简单的硬件。它允许使用单个顺序存储器。今天的处理速度大大超过了内存访问时间,我们在处理器本地使用了非常快但数量很少的内存(缓存)。
  • 哈佛建筑

    哈佛架构为指令和数据提供独立的存储和信号总线。这种架构的数据存储完全包含在 CPU 中,并且无法将指令存储作为数据进行访问。计算机使用内部数据总线为程序指令和数据提供单独的存储区,允许同时访问指令和数据。
    需要操作员加载的程序;处理器无法自行启动。在哈佛架构中,没有必要让两个内存共享属性。
    哈佛建筑
  • 冯诺依曼架构 vs 哈佛架构

    以下几点将冯诺依曼架构与哈佛架构区分开来。
    冯诺依曼架构 哈佛架构
    由代码和数据共享的单个内存。 代码和数据的独立存储器。
    处理器需要在一个单独的时钟周期内取代码,在另一个时钟周期内取数据。所以它需要两个时钟周期。 单个时钟周期就足够了,因为使用单独的总线来访问代码和数据。
    速度更快,因此耗时更少。 速度较慢,因此更耗时。
    设计简单。 设计复杂。
  • CISC 和 RISC

    CISC 是复杂指令集计算机。它是一台可以处理大量指令的计算机。
    在 1980 年代初期,计算机设计人员建议计算机应该使用更少的指令和简单的结构,这样它们就可以在 CPU 中更快地执行而无需使用内存。此类计算机被归类为精简指令集计算机或 RISC。

    CISC 与 RISC

    以下几点将 CISC 与 RISC 区分开来 -
    CISC RISC
    更大的指令集。易于编程 较小的指令集。编程困难。
    更简单的编译器设计,考虑到更大的指令集。 编译器的复杂设计。
    许多寻址模式导致复杂的指令格式。 寻址方式少,指令格式固定。
    指令长度是可变的。 指令长度不同。
    每秒更高的时钟周期。 每秒低时钟周期。
    重点是硬件。 重点是软件。
    控制单元采用微程序单元实现大指令集。 每条指令都由硬件执行。
    执行速度较慢,因为指令将从存储器中读取并由解码器单元解码。 执行速度更快,因为每条指令都由硬件执行。
    流水线是不可能的。 考虑到单个时钟周期,指令的流水线是可能的。