哈佛结构和冯诺依曼结构区别。

news/2024/7/6 1:33:36

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储 器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)。程序指令存储和数据存储分开,可以使指令和数据有不同的数据宽度,如Microchip公司的 PIC16芯片的程序指令是14位宽度,而数据是8位宽度。  
  
       哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和存储的,执行时可以预先读取下一条指令。目前使用哈佛结构的中央处理器和微控 制器有很多,除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片,还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的 AVR系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11,51单片机也属于哈佛结构  
  
       冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物 理位置,因此程序指令和数据的宽度相同,如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。
  
       目前使用冯·诺伊曼结构的中央处理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特尔公司的8086,英特尔公司的其他中央处理器、安谋公司的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器也采用了冯·诺伊曼结构。
  
在DSP算法中,最大量的工作之一是与存储器交换信息,这其中包括作为输入信号的采样数据、滤波器系数和程序指令。冯?诺依曼结构中,只有一个存储器,通 过一条总线来传送数据。乘两个数至少需要3个指令周期,即通过总线将这3个数从存储器中送到CPU。所以这种结构在面对高速、实时处理时,不可避免地造成 总线拥挤。为此,哈佛大学提出了与冯?诺依曼结构完全不同的另一种计算机结构,人们习惯称之为哈佛结构。它根据数据和数据指令将存储器和总线分开。因此, 总线操作是独立的,能同时取指令和数据,提高了速度。目前DSP内部一般采用的是哈佛结构,它在片内至少有4套总线:程序的数据总线,程序的地址总线,数 据的数据总线和数据的地址总线。这种分离的程序总线和数据总线,可允许同时获取指令字(来自程序存储器)和操作数(来自数据存储器),而互不干扰。这意味 着在一个机器周期内可以同时准备好指令和操作数。超级哈佛结构(super Harvard architecture,缩写为SHARC)如图(c)所示,它在哈佛结构上增加了指令cache(缓存)和专用的I/O控制器。  
  
评论:哈佛结构和冯.诺依曼结构都是一种存储器结构。哈佛结构是将指令存储器和数据存储器分开的一种存储器结构;而冯.诺依曼结构将指令存储器和数据存储器合在一起的存储器结构。


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