哈佛体系结构

时间:11-05-16 栏目:嵌入式系统 作者:JH单片机 评论:0 点击: 4,497 次



学ARM的过程,肯定要接触这种体系结构的。就转过来,给自己看看……

学了一个学期,真的什么都没学会,是ARM难?还是我懒……

数字信号处理一般需要较大的运算量和较高的运算速度,为了提高数据吞吐量,在数字信号处理器中大多采用哈佛结构.

 与冯.诺曼结构处理器比较,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。

    后来,又提出了改进的哈佛结构.

    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;

    两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。

    在典型情况下,完成一条指令需要3个步骤,即:取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯.诺曼结构与哈佛结构处理方式的差别。举一个最简单的对存储器进行读写操作的指令,指令1至指令3均为存、取数指令,对冯.诺曼结构处理器,由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取,经由同一总线传输,因而它们无法重叠执行,只有一个完成后再进行下一个。

        如果采用哈佛结构处理以上同样的3条存取数指令,如下图所示,由于取指令和存取数据分别经由不同的存储空间和不同的总线,使得各条指令可以重叠执行,这样,也就克服了数据流传输的瓶颈,提高了运算速度。

    哈佛结构强调了总的系统速度以及通讯和处理器配置方面的灵活性。

TI 公司DSP采用的改进型哈佛结构其改进之处在于 在数据总线和程序总线之间进行局部的交叉连接。这一改进允许数据存放在程序存储器中,并被算术运算指令直接使用,增强了芯片的灵活性。只要调度好两个独立的总线就可使处理能力达到最高,以实现全速运行。改进的哈佛结构还可使指令存储在高速缓存器中(Cache),省去了从存储器中读取指令的时间,大大提高了运行速度。

 
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