8051單片機(jī)架構(gòu)類型有哪些

8051單片機(jī)使用8位數(shù)據(jù)總線，因此它們最多可以支持64K的外部數(shù)據(jù)存儲器和64k的外部程序存儲器?？偟膩碚f，8051單片機(jī)可以尋址128k的外部存儲器。

當(dāng)數(shù)據(jù)和代碼位于不同的內(nèi)存塊時(shí)，這種架構(gòu)被稱為哈佛架構(gòu)。如果數(shù)據(jù)和代碼位于同一內(nèi)存塊中，則該架構(gòu)稱為馮諾依曼架構(gòu)。

馮諾依曼架構(gòu)

馮諾依曼架構(gòu)最早由計(jì)算機(jī)科學(xué)家約翰馮諾依曼提出。在這種架構(gòu)中，指令和數(shù)據(jù)都存在一個(gè)數(shù)據(jù)路徑或總線。因此，CPU一次執(zhí)行一項(xiàng)操作。它要么從內(nèi)存中獲取指令，要么對數(shù)據(jù)執(zhí)行讀/寫操作。因此取指令和數(shù)據(jù)操作不能同時(shí)發(fā)生，共享公共總線。

馮諾依曼架構(gòu)支持簡單的硬件，它允許使用單個(gè)順序存儲器。今天的處理速度大大超過了內(nèi)存訪問時(shí)間，只使用了非?？烨覕?shù)量很少的內(nèi)存（緩存）。

哈佛架構(gòu)

哈佛架構(gòu)為指令和數(shù)據(jù)提供單獨(dú)的存儲和信號總線。這種架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲完全包含在CPU中，并且無法將指令存儲作為數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。計(jì)算機(jī)使用內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為程序指令和數(shù)據(jù)提供單獨(dú)的存儲區(qū)，允許同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)。

需要操作員加載的程序；處理器無法自行啟動(dòng)。在哈佛架構(gòu)中，沒有必要讓兩個(gè)內(nèi)存共享屬性。

馮諾依曼架構(gòu) vs 哈佛架構(gòu)

以下幾點(diǎn)將馮諾依曼架構(gòu)與哈佛架構(gòu)區(qū)分開來：

馮諾依曼架構(gòu)

1.由代碼和數(shù)據(jù)共享的單個(gè)內(nèi)存。

2.處理器需要在一個(gè)單獨(dú)的時(shí)鐘周期內(nèi)取代碼，在另一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)取數(shù)據(jù)。所以它需要兩個(gè)時(shí)鐘周期。

3.速度更快，因此耗時(shí)更少。

4.設(shè)計(jì)簡單。

哈佛架構(gòu)

1.代碼和數(shù)據(jù)的獨(dú)立存儲器。

2.單個(gè)時(shí)鐘周期就足夠了，因?yàn)槭褂脝为?dú)的總線來訪問代碼和數(shù)據(jù)。

3.速度較慢，因此更耗時(shí)。

4.設(shè)計(jì)復(fù)雜。

CISC和RISC

CISC是復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)。它是一臺可以處理大量指令的計(jì)算機(jī)。

在1980年代初期，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員建議計(jì)算機(jī)應(yīng)該使用更少的指令和簡單的結(jié)構(gòu)，這樣它們就可以在CPU中更快地執(zhí)行而無需使用內(nèi)存。此類計(jì)算機(jī)被歸類為精簡指令集計(jì)算機(jī)或RISC。

以下幾點(diǎn)將CISC與RISC區(qū)分開來：

CISC

1.更大的指令集，易于編程。

2.更簡單的編譯器設(shè)計(jì)，考慮到更大的指令集。

3.許多尋址模式導(dǎo)致復(fù)雜的指令格式。

4.指令長度是可變的。

5.每秒更高的時(shí)鐘周期。

6.重點(diǎn)是硬件。

7.控制單元采用微程序單元實(shí)現(xiàn)大指令集。

8.執(zhí)行速度較慢，因?yàn)橹噶顚拇鎯ζ髦凶x取并由解碼器單元解碼。

RISC

1.較小的指令集，編程困難。

2.編譯器的復(fù)雜設(shè)計(jì)。

3.尋址方式少，指令格式固定。

4.指令長度不同。

5.每秒低時(shí)鐘周期。

6.重點(diǎn)是軟件。

7.每條指令都由硬件執(zhí)行。

8.執(zhí)行速度更快，因?yàn)槊織l指令都由硬件執(zhí)行。