计算机哈佛架构、冯·诺依曼架构对比

哈佛架构和冯·诺依曼架构是两种不同的计算机系统架构,它们在存储器组织方式上有着显著的区别。下面是它们的原理、优缺点的对比以及一些常见的 MCU 采用的架构:

  1. 哈佛架构

    • 原理:哈佛架构将指令存储器(程序存储器)和数据存储器分开,分别使用不同的总线进行数据传输。这样的架构使得处理器可以同时访问指令和数据,提高了内存带宽和系统性能。
    • 优点
      • 提高了内存带宽,同时进行指令和数据访问,可以提高系统性能。
      • 更适合于并行计算,有利于系统的扩展性和性能优化。
    • 缺点
      • 实现复杂度较高,成本可能更高,需要额外的硬件来实现指令和数据的分离。
      • 对硬件设计和实现的要求较高,可能会增加系统的功耗和面积。
  2. 冯·诺依曼架构

    • 原理:冯·诺依曼架构将指令存储器和数据存储器共享同一存储器总线。处理器从存储器中依次读取指令并执行,然后将结果写回存储器。这种架构简单易于实现,适用于通用计算。
    • 优点
      • 简单易于理解和实现,适用于通用计算。
      • 内存与处理器分离,使得内存能够存储指令和数据。
    • 缺点
      • 存储器瓶颈,处理器速度远快于存储器速度,可能导致性能瓶颈。
      • 不适合并行计算,无法充分利用多核处理器的优势。
  3. 常见的 MCU 采用的架构

    • 哈佛架构:一些高性能的 MCU,如 ARM Cortex-M 系列中的一些型号,例如 Cortex-M7、Cortex-M33、STM32 等,通常采用哈佛架构。此外,一些特定用途的 MCU,如专用于数字信号处理(DSP)的 MCU,也可能采用哈佛架构。
    • 冯·诺依曼架构:许多低成本、低功耗的 MCU,如一些基于 8051 架构、PIC 架构、STM8,通常采用冯·诺依曼架构。这些 MCU 通常用于嵌入式系统、传感器、简单控制器等应用场景,对性能和功耗要求较低。
相关推荐
canonical_entropy18 分钟前
最小信息表达:从误解到深层理解的五个关键点
后端·架构
清风6666661 小时前
基于单片机的交流功率测量仪设计与实现
单片机·嵌入式硬件·毕业设计·课程设计·期末大作业
做一道光3 小时前
6、foc控制——IF控制
笔记·单片机·嵌入式硬件·电机控制
Jerry丶Li4 小时前
二十三、STM32的ADC(三)(ADC多通道)
stm32·单片机·嵌入式硬件
蚂小蚁4 小时前
一文吃透:宏任务、微任务、事件循环、浏览器渲染、Vue 批处理与 Node 差异(含性能优化)
前端·面试·架构
吃饺子不吃馅4 小时前
前端画布类型编辑器项目,历史记录技术方案调研
前端·架构·github
d111111111d4 小时前
STM32外设学习--TIM定时器--编码器接口(程序)
笔记·stm32·嵌入式硬件·学习
辰哥单片机设计4 小时前
STM32项目分享:水质检测系统(升级版)
stm32·单片机·嵌入式硬件
程序猿追4 小时前
异腾910B NPU实战:vLLM模型深度测评与部署指南
运维·服务器·人工智能·机器学习·架构