冯·诺依曼与哈佛架构CPU的时序对比
以下是哈佛架构与冯·诺依曼架构的时序对比及具体芯片实现案例的详细解析:
一、时序波形对比
1. 冯·诺依曼架构时序
典型操作流程(读取指令后读取数据)
时钟周期 | 操作步骤
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T1 | 地址总线发送指令地址
T2 | 存储器通过数据总线返回指令
T3 | CPU解码指令(总线空闲)
T4 | 地址总线发送数据地址
T5 | 存储器通过数据总线返回数据
波形示意图:
时钟信号 ─┬──┬──┬──┬──┬──
地址总线 [指令地址]───────[数据地址]──
数据总线 ───────[指令]────────[数据]──
控制信号 ─[读指令]───[空闲]───[读数据]──
瓶颈体现:T3阶段总线空闲,T4-T5无法与T1-T2重叠,总耗时5周期。
2. 哈佛架构时序
并行操作流程(同时读取指令和数据)
时钟周期 | 操作步骤
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T1 | 指令总线发送指令地址| 数据总线发送数据地址
T2 | 指令存储器返回指令| 数据存储器返回数据
波形示意图:
时钟信号 ─┬──┬─