ARM裸机编程需要知道的汇编知识2---哈弗结构和冯诺依曼结构

ARM裸机编程需要知道的汇编知识2---哈弗结构和冯诺依曼结构

                                                                                     参考朱有鹏ARM裸机课程

1、RISC和CISC的区别

（1）CISC复杂指令集的设计理念就是用最少的指令完成一个复杂的任务，

         比如乘法只需要一条指令就可以完成，因此CISC的CPU设计比较复杂

          好处是编译器容易设计，Intel就是用CISC设计。

（2）RISC精简指令集是让软件来完成复杂的任务，CPU本身仅提供基本的功能指令集

         因此RISC 的CPU的指令集只有很少的指令，这种设计相对于CISC，CPU的设计和工艺简单了，

但是编译器的设计更难了。

PS：使用汇编语言的区别，如果是使用C语言的区别的话，那么他们是没有啥区别的，因为

编译器帮你做了工作。使用RISC的指令集的CPU比较的低功耗。因为里面使用的电路比较少。

2、统一编址和独立编址，哈弗架构和冯诺依曼结构

什么是IO？什么是内存？（内存可以随机访问，存储数据）

IO：input  and  output：CPU和其他的外部设备（串口、LCD、触摸屏）之间的通信的接口。

IO这里指的是：CPU的各种内部或者外部设备。

通过访问他们之间的寄存器来访问他们：

内存和CPU之间通过总线连接的，然后通过CPU数据总线来进行读写的。

内存与CPU的这种总线连接方式是一种直接连接，优点是效率高，

访问快，缺点是资源有限，扩展性差。

内存要跟使用CPU的频率比较多，把外设的寄存器当作一个内存地址来读写，从而以访问

内存的相同的方式来操作内存。叫做IO与内存统一编址方式。

因为数据是存在内存当中的，所以内存经常要跟CPU进行数据的交互的，所以需要使用这种方式，

效率是比较高的。

另一种是使用专用的CPU指令来访问某种特定外设，叫IO与内存独立编址。独立编址就是CISC架构

对比：

1、由于内存访问的频率高，因此采用总线式连接，直接地址访问，效率最高。

2、IO与内存统一编址方式，优势是IO当作内存来访问，编程简单，缺点是IO也需要占用一定的CPU地址空间，而CPU的地址空间是有限资源。

IO与内存独立编址的方式，优势是不占用CPU地址空间，缺点是CPU设计变复杂了

3、再谈冯诺依曼结构和哈弗结构

代码和数据是构成你的应用程序的两大核心

程序运行两大核心元素：代码（硬盘，FLASH）和数据（内存，RAM）

代码是我们写好的源代码经过编译，汇编之后的机器码，这些机器码可以拿给CPU去解码执行，

CPU不会也不应该去修改代码，所以代码是只读的。

但是数据是程序运行过程中定义和产生的变量的值，程序运行实际就是为了

改变数据的值。

冯诺依曼结构与哈弗结构：

程序和数据都放在内存中，且不彼此分离称为冯诺依曼结构。

CPU均采用这种冯诺依曼结构。

 

哈弗结构：

程序和数据是分开放置在不同的内存块中彼此完全分离。

比如大部分的单片机（51和ARM9）均采用哈弗结构。

优势对比：

（放程序的地方最好是只读的，放数据的地方最好是能读能写的）

1、冯诺依曼结构中程序和数据不区分的放在一起，因此安全和稳定性是个问题，好处是处理起来简单

2、哈弗结构中程序（一般是放在ROM、FLASH中的）和数据（一般是放在RAM中）独立分开存放，因此好处是安全和稳定性高，缺点是软件处理复杂一些。

需要统一的规划连接地址等等。

（不区分就是简单）

嵌入式的设备稳定性是第一要务。把程序和数据分开。

很多病毒都是写这个地方的，因为代码段可以被写。