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哈佛和冯诺依曼结构的优缺点(哈佛结构、冯诺依曼结构)

时间:2024-04-06 21:03 来源:托雅留学网 作者:托雅

哈佛结构的优点是数据和指令可以同时传输,提高了效率;缺点是芯片面积较大,成本较高。冯诺依曼结构的优点是芯片面积较小,成本较低;缺点是数据和指令不能同时传输,降低了效率。哈佛结构的问题是指令和数据分开存储,导致存储器的利用率低。冯诺依曼结构的问题是指令和数据共享存储器,容易出现数据冲突和安全性问题。

哈佛和冯诺依曼结构的优缺点

51单片机是冯诺依曼还是哈佛结构

哈佛结构需要满足两点,一点就是程序和数据存储要分开,第二点是程序和数据要有单独的读取路径,显然51单片机不满足第二点,因为51单片机共用数据线和地址线,虽然指令是分开的。

真正的哈佛结构可以看下cortex-M3内部框图,在手册里是显式的说明了的是哈佛结构。从上面的架构图中可以看到,cortex-M3内部是具有两条单独的数据路径的,分别用于指令和数据。再来引申一点,看看cortex-A9内部架构,以及的描述。最后回到原题,51是哈佛还是冯氏呢?

敝人认为是冯氏可能更合适一些。讨论这些本身是没有什么意义的,要搞清楚内涵才有意思。

冯诺依曼。哈佛,改进哈佛区别

区别是地址空间和数据空间分开与否冯诺依曼结构数据空间和地址空间不分开哈佛结构数据空间和地址空间是分开的

1.哈佛结构处理器有两个明显的特点:使用两个独立的存储器模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存;使用独立的两条总线,分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径,而这两条总线之间毫无关联。改进的哈佛结构,其结构特点为:使用两个独立的存储器模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存,以便实现并行处理;具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线,利用公用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),公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输;

2.普林斯顿结构,也称冯·诺伊曼结构,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。

CPU中哈弗结构和冯诺依曼结构的区别

哈佛结构中数据和指令分开存放,而冯·诺依曼结构中的数据和命令是混在一起的。

哈佛结构数据和指令分开,有助于提高CPU取指、取数据的效率,对提升CPU效率是有帮助的;而冯·诺依曼结构的好处是可以充分使用存储空间。

今天的处理器,多是采用混合式——核心部分采用哈佛式,如L1缓存;外围采用冯·诺依曼式,如L2、L3缓存。

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