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cpu采用的是哈佛结构还是冯诺依曼结构的主板(CPU采用的是哈佛结构还是冯诺依曼结构)

cpu采用的是哈佛结构还是冯诺依曼结构的主板(CPU采用的是哈佛结构还是冯诺依曼结构)

现代CPU基本分为冯诺依曼结构(又称普林斯顿结构)和哈佛结构。

冯洛伊曼架构就是我们所说的X86架构,哈佛架构就是ARM架构。一种广泛应用于台式机(台式机/笔记本/服务器/工作站等)。),另一个是我们的手持设备(大部分是phablet用的)。

01冯诺依曼系统

冯诺依曼的架构图如下

冯诺依曼系统的特点:

a、数据和指令存储在同一个存储区,用同一个数据总线取指令和数据。

b,被大多数早期计算机采用。

c,ARM7——冯诺依曼系统结构简单,但速度较慢。这意味着不能同时提取数据。

冯诺依曼结构(Von Neumann structure)又称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器结合在一起的存储器结构。程序存储地址和数据存储地址指向同一个内存中的不同物理位置,所以程序指令和数据具有相同的宽度。例如,英特尔公司的8086 CPU具有16位宽。

冯。诺依曼架构处理器具有以下特点:

1:要有记忆;

2:必须有控制者;3:必须有一个运算器来完成算术和逻辑运算;4.人机交流必须有输入设备和输出设备。此外,程序和数据以统一的方式存储,并在程序的控制下自动工作。冯诺依曼结构:英特尔8086。英特尔的其他中央处理器。ARM的ARM7。MIPS公司MIPS处理器。

02哈佛系统

哈佛建筑图

结构特征:

a、程序存储器与数据存储器是分开的。

b,提供大内存带宽,每个都有自己的总线。

c,适用于数字信号处理。

d、大部分DSP都是哈佛架构。

e、ARM9是哈佛结构,取和取在同一个周期内进行,从而加快和完善哈佛架构,分为程序、数据、程序和数据共享三个存储区域。

哈佛架构是一种并行内存架构,其主要特点是程序和数据存储在不同的内存空间,即程序内存和数据内存是两个独立的内存,每个内存独立寻址和访问。程序存储和数据存储的分离可以使指令和数据具有不同的数据宽度。

哈佛结构基本可以解决引用和访问的冲突问题。但是,对另一个操作数的访问只能采用增强的哈佛结构。比如像TI一样,再次拆分数据区,增加一组总线。或者像AD一样,使用指令缓存,指令区可以存储一些数据。

哈佛结构:

1、 arm(arm 7除外)

2、大多数DSP

哈佛架构在动态加载程序上有一个致命的弱点。想象一下,我们从外部存储器中读取一个程序,然后将其加载到ram中。该程序在数据存储器中。我们需要一种将数据存储器转移到程序存储器的机制,这增加了设备的复杂性。

对于一个多任务操作系统来说,管理程序内存是一件非常重要的事情,仅仅是保护模式下的页面映射机制就已经足够复杂了。如果要求程序和数据分开管理,复杂度会太高。这时候冯诺依曼架构就有了很大的优势。

03报警与哈佛和冯诺依曼的关系

哈佛架构指的是cpu从缓存中取指令。指令和数据在主存储器中不是分开的,而是在加载到高速缓存中时被分成两个存储空间。cpu可以同时从缓存中获取指令和数据。

所以arm系统(arm7除外)的CPU对外表现为冯。诺伊曼另一方面,美国的建筑是哈佛的建筑。

04实际芯片制造

实际上,大多数现代计算机使用所谓的改良哈佛建筑,其中指令和数据共享相同的地址空间,但缓存是分开的。可以说是两种架构的折中。

现实世界中很少有非常纯粹的概念,尤其是在实际应用中。教材中的大部分都是理想化的模型,很容易抓住某个概念的重点和本质,但在实践中很难达到这种理想化的状态。

哈佛结构和冯诺依曼结构的主要区别在于是否区分指令和数据。这是教科书上完全不同的两种做法。

但实际上,在内存中,指令和数据是在一起的。但是,在CPU中的缓存中,仍然有指令缓存和数据缓存的区别。在最后的执行中,指令和数据来自两个不同的地方。你可以理解为CPU外部采用冯诺依曼模型,CPU内部采用哈佛结构。

大多数DSP没有缓存,所以直接是哈佛结构。

哈佛的结构设计很复杂,但效率很高。冯诺依曼的结构比较简单,但是也比较慢。为了提高处理速度,CPU厂商在CPU中增加了缓存。出于同样的目的,指令缓存和数据缓存是有区别的。有时候为了解决实际问题,真的不行不管它是什么样的学说。所以我个人认为争论是哪种结构意义不大。

原标题:STM32属于哈佛结构还是冯诺依曼结构?

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标签:结构数据程序


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