哈佛結構,哈佛結構是什么意思
哈佛結構,哈佛結構是什么意思
在DSP算法中，最大量的工作之一是與存儲器交換信息，這其中包括作為輸入信號的采樣數據、濾波器系數和程序指令。例如，如果將保存在存儲器中的2個數相乘，就需要從存儲器中取3個二進制數，即2個要乘的數和1個描述如何去做的程序指令。圖〔a)顯示了一個傳統(tǒng)的微處理器是如何做這項工作的。這被稱為馮?諾依曼結構，是以一位數學家的名字命名的。馮?諾依曼結構中，只有一個存儲器，通過一條總線來傳送數據。乘兩個數至少需要3個指令周期，即通過總線將這3個數從存儲器中送到CPU。所以這種結構在面對高速、實時處理時，不可避免地造成總線擁擠。為此，哈佛大學提出了與馮?諾依曼結構完全不同的另一種計算機結構，人們習慣稱之為哈佛結構，如圖(b)所示。它根據數據和數據指令將存儲器和總線分開。
FONT>因此，總線操作是獨立的，能同時取指令和數據，提高了速度。目前DSP內部一般采用的是哈佛結構，它在片內至少有4套總線：程序的數據總線，程序的地址總線，數據的數據總線和數據的地址總線。這種分離的程序總線和數據總線，可允許同時獲取指令字(來自程序存儲器)和操作數(來自數據存儲器)，而互不干擾。這意味著在一個機器周期內可以同時準備好指令和操作數。有的DSP芯片內部還包含有其他總線，如DMA總線等，可實現單周期內完成更多的工作。這種多總線結構就好像在DSP內部架起了四通八達的高速公路，保障運算單元及時地取到需要的數據，提高運算速度。因此，對DSP來說，內部總線是個資源，總線越多，可以完成的功能就越復雜。超級哈佛結構(super Harvard architecture，縮寫為SHARC)如圖(c)所示，它在哈佛結構上增加了指令cache(緩存)和專用的I/O控制器。
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