“嵌入式微处理器”的版本间的差异

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== 冯·诺依曼结构 ==
 
== 冯·诺依曼结构 ==
  
 冯·诺依曼结构的计算机是由CPU和存储器构成,其程序和数据共用一个存储空间,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。采用单一的地址及数据总线,程序指令和数据的宽度相同,如 图5-20 所示。
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 冯·诺依曼结构的计算机是由CPU和存储器构成,其程序和数据共用一个存储空间,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。采用单一的地址及数据总线,程序指令和数据的宽度相同,如 图1 所示。
  
  图5-20  冯·诺依曼结构
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<span style="font-size:medium;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 图1&nbsp; 冯·诺依曼结构</span>
  
  
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== 哈佛结构 ==
 
== 哈佛结构 ==
  
 哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址和独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线,数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数,从而提高执行速度,提高数据的吞吐率。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中,因此取指和执行能完全重叠,具有较高的执行效率,如 图5-21 所示。
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 哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址和独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线,数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数,从而提高执行速度,提高数据的吞吐率。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中,因此取指和执行能完全重叠,具有较高的执行效率,如 图2 所示。
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图5-21&nbsp; 哈佛体系结构
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&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;<span style="font-size:medium;">图2&nbsp; 哈佛体系结构</span>
  
  
  
 
 目前,使用哈佛结构的嵌入式处理器和微控制器品种也有很多,除DSP处理器外,还有Freescale公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、Atmel公司的AVR系列,以及ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。
 
 目前,使用哈佛结构的嵌入式处理器和微控制器品种也有很多,除DSP处理器外,还有Freescale公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、Atmel公司的AVR系列,以及ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。

2015年10月23日 (五) 01:41的版本

基本概念

嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心。通常嵌入式微处理器把通用PC中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部,这样可以大幅减小系统的体积和功耗,具有质量轻、成本低、可靠性高等优点。由于嵌入式系统通常应用于比较恶劣的工作环境中,因此嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性及可靠性要求方面都比通用的微处理器要高。嵌入式微处理器可按数据总线宽度划分为8位、16位、32位和64位等不同类型,许多大型半导体厂商都推出了嵌入式微处理器,目前比较流行的有Power PC、MC68000、MIPS和ARM等。

嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼结构或哈佛结构,指令系统可以选用精简指令集系统RISC或复杂指令集系统CISC。

冯·诺依曼结构

冯·诺依曼结构的计算机是由CPU和存储器构成,其程序和数据共用一个存储空间,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。采用单一的地址及数据总线,程序指令和数据的宽度相同,如图1所示。

                        2.3.1.png

                          图1  冯·诺依曼结构


程序计数器是CPU内部指示指令和数据的存储位置的寄存器。CPU通过程序计数器提供的地址信息,对存储器进行寻址,找到所需要的指令或数据,然后对指令进行译码,最后执行指令规定的操作。处理器执行指令时,先从存储器中取出指令译码,再取操作数执行运算,即使单条指令也要耗时几个甚至几十个周期,在高速运算时,传输通道上会出现瓶颈问题。

目前使用冯·诺依曼结构的CPU和嵌入式微处理器品种有很多,如Intel公司的80x86系列及其他CPU,ARM公司的ARM7,MIPS公司的MIPS处理器等。

哈佛结构

哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址和独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线,数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数,从而提高执行速度,提高数据的吞吐率。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中,因此取指和执行能完全重叠,具有较高的执行效率,如图2所示。

                       2.3.2.png

                               图2  哈佛体系结构


目前,使用哈佛结构的嵌入式处理器和微控制器品种也有很多,除DSP处理器外,还有Freescale公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、Atmel公司的AVR系列,以及ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。