Atunci când se implementează microprocesoare, se folosesc în mod tradițional două abordări pentru construirea unei arhitecturi:
- Arhitectura lui Von Neumann
- Arhitectura Harvard
Arhitectura von Neumann utilizează o memorie omogenă a microprocesorului. Pot fi scrise diferite programe în această memorie. În acest caz, un program special de încărcare funcționează împreună cu ele ca date. Apoi, controlul poate fi transferat la aceste programe și ei încep deja să-și execute algoritmul. Cu această abordare a controlului cu microprocesor, este posibil să se obțină o flexibilitate maximă a sistemului microprocesor.
Dezavantajul arhitecturii von Neumann este posibilitatea unei încălcări neintenționată a performanței sistemului (erori de soft) și distrugerea intenționată a funcționării sale (atac viral). În arhitectura Harvard două tipuri de memorie microprocesor sunt fundamental diferite:
- Memorie program (pentru stocarea instrucțiunilor microprocesorului)
- Memorie de date (pentru stocarea temporară și prelucrarea variabilelor)
Arhitectura Harvard este fundamental imposibil de a efectua o operație de scriere în memoria de program, care elimină posibilitatea distrugerii accidentale a programului de control în cazul erorilor de program, atunci când se lucrează cu date, sau atacuri de către terțe părți. Mai mult, pentru o memorie de program și o memorie de date sunt organizate bus de schimb de date individuale (magistrala de sistem), așa cum se arată în figura 1.
Figura 1. Schema structurală a arhitecturii Harvard
Aceste caracteristici au determinat domeniul arhitecturii Harvard. Arhitectura Harvard este folosită în microcontrolere și în procesoare de semnale. unde este necesară asigurarea unei fiabilități ridicate a echipamentului. Semnalul de procesoare arhitectura de la Harvard completat folosind trei-bus unitate de microprocesor de operare. Arhitectura trei bus permite unității de operare pentru a combina operațiunile de citire două operanzi cu rezultate record ale comenzii în memoria microprocesorului. Acest lucru sporește foarte mult performanța microprocesorului de semnal fără a crește frecvența ceasului.
Structura modificată Harvard este utilizată în jetoanele moderne ale procesoarelor de semnal. Chiar și în continuare pe calea reducerii costului cristalului prin reducerea zonei ocupate de magistralele de sistem a mers la un singur cristal producătorii de calculatoare - microcontrolere. Aceste cipuri folosesc un sistem bus pentru transmiterea de comenzi și date (arhitectura Harvard modificata) si in interiorul cristalului.
Procesoarele de semnalizare necesită deseori mai multe autobuze interne pentru a implementa algoritmi precum transformarea rapidă Fourier și filtrarea digitală. De obicei, sunt utilizate două magistrale de date, o magistrală de scriere a datelor și o magistrală de citire a instrucțiunilor. O astfel de structură a microprocesorului a fost numită arhitectura extinsă a lui Harvard. Această abordare practică producătorii de semnal procesoare - firma Analog Devices (familie de procesoare de semnal Blackfin și Tiger Shark), Texas Instrunents (familia C5000 ™ DSP-uri de procesoare de semnal și C6000 ™ DSP-uri), Freescale (familia DSP56K MSC8251 și procesoare de semnal).
Împreună cu articolul "Arhitectura Harvard și demnitatea sa" citiți:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: