Внешняя память - подключение и организация управления ею

Внутрикристальная память - разновидности ОЗУ и ПЗУ

Гарвардская архитектура versus архитектура фон Неймана

Традиционная архитектура фон Неймана предполагает расположение программ и данных в едином адресном пространстве,
В контроллерных процессорах очень часто используется "Гарвардская" архитектура, когда память программ и память данных разделены как физически так и логически.
Физическому разделению способствует тот факт, что в качестве памяти программ в микроконтроллерах чаще всего используется та или иная разновидность постоянного запоминающего устройства ПЗУ, в то время, как память (переменных) данных должна позволять не только считывание, но и запись (модификацию).
Логическое разделение означает, что память программ и память данных находятся в разных адресных пространствах, т.е. для доступа к командам и к данным могут использоваться разные наборы способов адресации.
Физическое и логическое разделение памяти программ и памяти данных позволяет организовать независимое и параллельное во времени обращение к ним. Это облегчает реализацию конвейерных методов работы аппаратуры управления памятью и вычислителя, в результате чего может быть уменьшено количество процессорных тактов, требуемых для выполнения одной команды

Расположение на одном кристалле с вычислителем позволяет уменьшить время доступа к накристальной памяти. Малые системы, использующие только накристальную память, могут дать более высокую производительность по сравнению с системами, использующими внешнюю память.

Постоянное ЗУ обычно используется как память программ, и в этой роли достаточно иметь к нему доступ только при выборке команд, т.е. фактически отсутствие программного доступа даже по чтению. Данное свойство как раз и является особенностью гарвардской архитектуры. Реализованная в чистом виде, эта архитектура лишает программиста возможностей писать самомодифицирующиеся программы, а также держать в ПЗУ таблицы констант (за исключением использования для этого непосредственной адресации - неуклюжий и неэкономный способ). "Модифицированная" гарвардская архитектура допускает обращение к памяти программ с использованием стандартных способов адресации (хотя бы некоторых) и тем самым позволяет держать в ПЗУ константы в виде таблиц (массивов).

Внешнюю память приходится подключать, когда не хватает объема накристальной памяти, либо последняя вовсе отсутствует, либо отсутствует необходимая разновидность памяти (например перепрограммируемое ПЗУ). Для подключения микросхем внешней дополнительной памяти используют обычно внешнюю магистраль, при этом приходится решать следующие вопросы:

1) обеспечивать сопряжение разрядностей процессора, магистрали и микросхем памяти,

2) принимать меры для выделения подключаемой памяти определенного участка адресного пространства (диапазона адресов), для чего необходимы дешифраторы адресов. В некоторых контроллерах имеется встроенный подобный блок дешифраторов (см. далее "блок выбора кристаллов").

3) обеспечивать сопряжение скоростей работы подключаемой памяти и магистрали микропроцессора (иногда это позволяет делать внутрикристальная аппаратура управления памятью, блок выбора кристаллов).