嵌入式（十六）：冯诺依曼结构&哈佛结构

1、冯诺依曼计算机问题：
a、指令执行时的串行性
b、存储空间访问的串行性（每次只能读取一个单元的数据）
基本原理“串行性”严重制约其性能（效率）提升空间
2、存储器问题：
a、高速度与易失、容量的矛盾
b、大容量与速度、成本的矛盾
c、非易失与速度、寿命的矛盾
没有一款性能完全满足显示计算机要求的存储器
3、今天所有计算机的模型，没有离开冯氏结构。
4、计算及结构分析举例：

a、地址缓存、数据缓冲、总线控制分别于地址总线、数据总线、控制总线相连接。
b、两种存储器，内存与外存，一种断电消失，一种不消失，以保证计算机永远有程序可以执行
c、一个计算机必须要的东西（定时器，存储器，控制器，总线等）会做在主板上。
d、每一个元件都有一个缓冲区，从逻辑上认为他是通的，为了让数据能够有序进行传输，类似于水龙头，防止速度不匹配。
5、任何一个计算机，都必须有：
a、并口（通用I/O口）
b、串口
c、定时器
d、中断
6、现代微型系统结构（三芯片）

a、增加了两个南北桥芯片，使得总线被分段，每一段的宽度不在一定，某些部分可以更宽更快，某些可以窄一点，这样既可以达到提高速度，又可以降低成本。每一段总线可以同时发送不同的数据，互不干扰，可以看做并行。
b、现在的结构是将北桥的大部分和CPU结合，而剩下的小部分和南桥结合，形成了2芯片结构。
c、主板结构：CPU+北桥+南桥
d、总线改进：总线分段，各段可独立并行，优化电气性能
e、北桥：连接高速部件：存储器、图形控制器；支持多种存储器、显示器
f、南桥：高集成度：集成通用计算机几乎全部常用外设，向前兼容
7、哈佛结构：

a、将存储器单独拿出来，单独用一条总线和CPU相连，即将取指令的运算和I/O的运算分开。
b、CPU有四条总线和外部相连，将程序指令存储和数据存储分开的存储结构，是一种并行体系结构，两个存储器独立编址，独立访问。
c、CPU执行指令的速度快过指令的存取速度，所以将指令的存储部分单独出来换成更高速的存储设备（比方说加宽了程序存储器的总线的宽度）。
d、允许在一个机器周期内同时获得指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高了执行速度和数据的吞吐率。
e、由于取指和执行存储在两个分开的物理空间，因此取指和执行能完全重叠。CPU首先到程序存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到响应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作。
8、改进型哈佛结构：

a、也使用两个不同的存储器：程序存储器和数据存储器，但把两个存储器的地址总线合并了，数据总线也进行了合并，即原来的结构需要四条不同的总线，改进后需要两条。
b、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
c、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
d、两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用