STM32架构解析
在嵌入式开发领域，STM32作为广泛应用的Cortex-M系列微控制器，常常被问及一个基础而深刻的问题：STM32是哈佛结构，还是冯·诺依曼结构？这个问题看似简单，却涉及到计算机架构发展的历史、理论与现实的融合。
一、计算体系结构基础：冯·诺依曼 vs 哈佛
1.1 冯·诺依曼结构的特性
冯·诺依曼（Von Neumann）结构，又称普林斯顿结构，是最早的通用计算模型之一。其主要特征是程序指令和数据存储于统一的内存空间，通过单一的数据总线进行访问。这种结构使得硬件设计简化，但也引发了“冯·诺依曼瓶颈”问题——指令和数据无法同时被访问，限制了系统吞吐量。
代表性架构包括Intel 8086、x86系列处理器、以及ARM7等老一代微控制器。
1.2 哈佛结构的演进
哈佛结构起源于哈佛大学Mark I计算机，其核心思想是将指令和数据存储在分离的内存空间，并通过独立的总线进行访问。这种结构在理论上解决了冯·诺依曼瓶颈，使CPU可以在一个时钟周期内同时取指和取数，显著提升了执行效率。
哈佛结构在数字信号处理器（DSP）中尤为常见，例如TI的C6000系列、ADI的SHARC系列，也体现在Cortex-A9以前的大部分ARM内核中。