哈佛结构的单片机有哪些特点

冯·诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯·诺依曼体系结构,所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。

根据冯·诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:把需要的程序和数据送至计算机中;必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力;具有能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力;能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作;能够按照要求将处理结果输出给用户。

哈佛结构是为了高速数据处理而采用的,因为可以同时读取指令和数据(分开存储的),所以大大提高了数据吞吐率,缺点是结构复杂。通用微机指令和数据是混合存储的,结构上简单,且成本低。假设是哈佛结构:就得在计算机上安装两块硬盘,一块装程序,另一块装数据,内存装两根,一根存储指令,另一根存储数据……

是什么结构要看总线结构。51单片机虽然数据/指令存储区是分开的,但总线是分时复用的,所以顶多算改进型哈佛结构。ARM9虽然是哈佛结构,但是之前的版本也还是冯·诺依曼结构。早期的X86能迅速占有市场,一条很重要的原因正是靠了冯·诺依曼这种实现简单、成本低的总线结构。现在的单片机虽然外部总线上看是冯·诺依曼结构的,但是由于内部CACHE的存在,实际上内部来看已经算是改进型哈佛结构了。至于优缺点,哈佛结构就是复杂,对外围设备的连接与处理要求高,不适合外围存储器的扩展所以早期通用CPU难以采用这种结构。由于单片机内部集成了所需的存储器,所以采用哈佛结构也未尝不可。现在的单片机,依托CACHE的存在,已经很好地将二者统一起来了。

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