Архитектура микропроцессоров. Архитектура Гарвардская и фон-Неймана. Особенности архитектур. Изолированный и совмещенный ввод-вывод

Архитектурой микропроцессора называется функциональные возможности аппаратных средств системы, используемые для представления программ и данных, а также для управления процессом вычисления.

Архитектура фон Неймана имеет место, если для хранения программ и данных используется единое адресное пространство памяти. Содержимое каждой ячейки памяти интерпретируется ЦП в процессе обработки.

Для обращения к этой памяти используется общая системная шина, по которой в процессор поступают и команды, и данные.

Достоинства: Наличие общей памяти позволяет оперативно перераспре­делять ее объем для хранения команд, данных и реализации стека в зависимости от решаемых задач. Использование общей шины значительно упрощает отладку, тестирование и текущий контроль функционирования системы.

Недостатки: необходи­мость последовательной выборки команд и обрабатываемых данных по общей системной шине.

Гарвардская архитектура – память программ и данных физически разделена, имеют собственные адресные пространства и способы доступа к ним. Как правило устройство памяти программ выполняется в виде ПЗУ, т.е. информация в таком устройстве готова сразу после включения питания.

Благодаря тако­му разделению потоков команд и данных и совмещению операций их выборки реализуется более высокая производительность.

Недостатки Гарвардской архитектуры связаны с необходимостью проведения большего числа шин, а также с фиксированным объемом памяти, выделенной для команд и данных.

Если IOSEG использует единый механизм адресации портов, размещенных в специальном адресном пространстве и логически изолированном от других адресных пространств говорят об изолированном вв/выв.

В некоторых системах IOSEG отсутствует вообще, тогда в пространстве DSEG выделяют области памяти, в которых размещаются порты. Такая организация называется совмещенным вв/выв

CSEG- область памяти, куда записывается последовательность команд, исполняемых МП.

DSEG – область памяти, в которой расположены только данные

RSEG – сегмент регистра – область памяти с наиболее эффективно реализованными операциями обмена – программно-доступные регистры.

IOSEG – область памяти, реализующая операции с подсистемой вв/выв.