исполнению каждой команды программы увеличивается на единицу код счетчика команд и микропроцессор приступает к выполнению очередной команды программы. Этот процесс повторяется все время пока присутствует напряжение питания микропроцессора.
Основное преимущество архитектуры Фон-Неймана – упрощение устройства МПС, так как реализуется обращение только к одной общей памяти. Кроме того, использование единой области памяти позволяло оперативно перераспределять ресурсы между областями программ и данных, что существенно повышало гибкость МПС с точки зрения разработчика программного обеспечения. Размещение стека в общей памяти облегчало доступ к его содержимому. Неслучайно поэтому фон-неймановская архитектура стала основной архитектурой универсальных компьютеров, включая персональные компьютеры.
4. Гарвардская архитектура
Основной особенностью гарвардской архитектуры является использование раздельных адресных пространств для хранения команд и данных, как показано на рис.2. Для хранения программ применяется отдельное постоянное запоминающее устройство с собственной шиной ШП. Это позволяет во время выполнения текущей команды одновременно прочитать в МПУ следующую команду программы. За счет этого уменьшается время выполнения команд и растет быстродействие процессора.
Рис.2. Структура МПС с гарвардской архитектурой.
Гарвардская архитектура почти не использовалась до конца 70-х годов, пока производители МК не поняли, что она дает определенные преимущества разработчикам автономных систем управления.
Дело в том, что для реализации большинства алгоритмов управления такие преимущества фон-неймановской архитектуры как гибкость и универсальность не имеют большого значения. Анализ реальных программ управления показал, что необходимый объем памяти данных МК, используемый для хранения промежуточных результатов, как правило, на порядок меньше требуемого объема памяти программ. В этих условиях использование единого адресного пространства приводило к увеличению формата команд за счет увеличения числа разрядов для адресации операндов. Применение отдельной небольшой по объему памяти данных способствовало сокращению длины команд и ускорению поиска информации в памяти данных.
Кроме того, гарвардская архитектура обеспечивает потенциально более высокую скорость выполнения программы по сравнению с фон-неймановской за счет возможности реализации параллельных операций. Выборка следующей команды может происходить одновременно с выполнением предыдущей, и нет необходимости выделять время для выборки команды.
5. Микроконтроллеры с динамическим реконфигурированием
Фирма Cypress Microsystems в середине 2001 года выпустила семейство 8-бит МК типа CY8C25xxx/26xxx, выполненных на базе контроллера М8С с гарвардской архитектурой и динамически реконфигурируемыми встроенными периферийными блоками (programmable system on chip – PSOC). Всего МК содержит 12 аналоговых и восемь цифровых 8_бит блоков
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
