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哈佛结构,哈佛结构是什么意思

2010年03月26日 15:01 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

哈佛结构,哈佛结构是什么意思

DSP算法中,最大量的工作之一是与存储器交换信息,这其中包括作为输入信号的采样数据、滤波器系数和程序指令。例如,如果将保存在存储器中的2个数相乘,就需要从存储器中取3个二进制数,即2个要乘的数和1个描述如何去做的程序指令。图〔a)显示了一个传统的微处理器是如何做这项工作的。这被称为冯•诺依曼结构,是以一位数学家的名字命名的。冯•诺依曼结构中,只有一个存储器,通过一条总线来传送数据。乘两个数至少需要3个指令周期,即通过总线将这3个数从存储器中送到CPU。所以这种结构在面对高速、实时处理时,不可避免地造成总线拥挤。为此,哈佛大学提出了与冯•诺依曼结构完全不同的另一种计算机结构,人们习惯称之为哈佛结构,如图(b)所示。它根据数据和数据指令将存储器和总线分开。

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因此,总线操作是独立的,能同时取指令和数据,提高了速度。目前DSP内部一般采用的是哈佛结构,它在片内至少有4套总线:程序的数据总线,程序的地址总线,数据的数据总线和数据的地址总线。这种分离的程序总线和数据总线,可允许同时获取指令字(来自程序存储器)和操作数(来自数据存储器),而互不干扰。这意味着在一个机器周期内可以同时准备好指令和操作数。有的DSP芯片内部还包含有其他总线,如DMA总线等,可实现单周期内完成更多的工作。这种多总线结构就好像在DSP内部架起了四通八达的高速公路,保障运算单元及时地取到需要的数据,提高运算速度。因此,对DSP来说,内部总线是个资源,总线越多,可以完成的功能就越复杂。超级哈佛结构(super Harvard architecture,缩写为SHARC)如图(c)所示,它在哈佛结构上增加了指令cache(缓存)和专用的I/O控制器

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