Микроконтроллеры 8051 работают с 8-битной шиной данных. Таким образом, они могут поддерживать внешнюю память данных до 64 КБ и внешнюю память программ до 64 КБ в лучшем случае. В совокупности 8051 микроконтроллер может адресовать 128 КБ внешней памяти.
Когда данные и код находятся в разных блоках памяти, эта архитектура называется архитектурой Гарварда . В случае, если данные и код находятся в одном и том же блоке памяти, эта архитектура называется архитектурой фон Неймана .
Архитектура фон Неймана
Архитектура фон Неймана была впервые предложена ученым Джоном фон Нейманом. В этой архитектуре существует один путь данных или шина как для инструкции, так и для данных. В результате процессор выполняет одну операцию за раз. Он либо извлекает инструкцию из памяти, либо выполняет операцию чтения / записи данных. Таким образом, выборка команды и операция с данными не могут происходить одновременно, совместно используя общую шину.
Архитектура фон Неймана поддерживает простое аппаратное обеспечение. Это позволяет использовать одну последовательную память. Сегодняшняя обработка значительно опережает время доступа к памяти, и мы используем очень быстрый, но небольшой объем памяти (кэш), локальный для процессора.
Гарвардская Архитектура
Гарвардская архитектура предлагает отдельное хранилище и сигнальные шины для инструкций и данных. Эта архитектура имеет хранилище данных, полностью содержащееся в ЦП, и нет доступа к хранилищу команд в качестве данных. Компьютеры имеют отдельные области памяти для программных инструкций и данных, используя внутренние шины данных, обеспечивая одновременный доступ к инструкциям и данным.
Программы должны быть загружены оператором; процессор не может загрузиться сам. В гарвардской архитектуре нет необходимости заставлять две памяти совместно использовать свойства.
Архитектура фон Неймана против Гарвардской архитектуры
Следующие пункты отличают архитектуру фон Неймана от архитектуры Гарварда.
| Архитектура фон Неймана | Гарвардская Архитектура |
|---|---|
| Единая память для совместного использования как кодом, так и данными. | Отдельная память для кода и данных. |
| Процессор должен извлекать код в отдельном тактовом цикле и данные в другом тактовом цикле. Так что требуется два такта. | Одного тактового цикла достаточно, поскольку для доступа к коду и данным используются отдельные шины. |
| Более высокая скорость, поэтому меньше времени. | Медленнее в скорости, таким образом, больше времени. |
| Простой в дизайне. | Комплекс по дизайну. |
CISC и RISC
CISC — это компьютер с комплексными инструкциями. Это компьютер, который может адресовать большое количество инструкций.
В начале 1980-х разработчики компьютеров рекомендовали компьютерам использовать меньше инструкций с простыми конструкциями, чтобы они могли выполняться намного быстрее в ЦП без использования памяти. Такие компьютеры классифицируются как компьютер с сокращенным набором команд или RISC.
CISC против RISC
Следующие пункты отличают CISC от RISC —