Аналізуючи адресні простори програм і даних, визначають МП з архітектурою фон Неймана (пам'ять програм і пам'ять даних знаходяться в єдиному просторі і немає ніяких ознак, що вказують на тип інформації в елементі пам'яті) і МП з архітектурою Гарвардської лабораторії(пам'ять програм і пам'ять даних розділені, мають свої адресні простори і способи доступу до них).
Ми розглянемо детальніше основні типи архітектурних рішень, виділяючи зв'язок із способами адресації пам'яті.
1. Регістрова архітектура визначається наявністю досить великого регістрового файлу усередині МП. Команди дістають можливість звернутися до операндів, розташованих в одному з двох запам'ятовуючих середовищ: оперативній пам'яті або регістрах.
Розмір регістра зазвичай фіксований і співпадає з розміром слова, фізично реалізованого в оперативній пам'яті. До будь-якого регістра можна звернутися безпосередньо, оскільки регістри представлені у вигляді масиву запам'ятовуючих елементів - регістрового файлу.
Типовим є виконання арифметичних операцій тільки в регістрі, при цьому команда містить два операнди(обидва операнди в регістрі або один операнд в регістрі, а другий в оперативній пам'яті).
2. Стекова архітектура дає можливість створити поле пам'яті з впорядкованою послідовністю запису і вибірки інформації. У загальному випадку команди неявно адресуються до елементу стека, розташованого на його вершині, або до двох верхніх елементів стека.
3. Архітектура МП, орієнтована на оперативну пам'ять (типу "пам'ять-пам'ять"), забезпечує високу швидкість роботи і велику інформаційну місткість робочих регістрів і стека при їх організації в оперативній пам'яті.
МП можуть бути реалізовані на різній фізичній основі: на електронній, оптоелектронній, оптичній, біологічній і навіть на пневматичній або гідравлічній.
За призначенням розрізняють універсальні і спеціалізовані мікропроцесори.
Універсальні МП це — такі, в системі команд яких закладена алгоритмічна універсальність. Останнє означає, що виконуваний машиною склад команд дозволяє отримати перетворення інформації відповідно до будь-якого заданого алгоритму. До універсальним МП відносяться і секційні мікропроцесори, оскільки для них система команд може бути оптимізована в кожному приватному проекті створення секційного мікропроцесора.
Спеціалізовані мікропроцесори призначені для вирішення певного класу завдань, а іноді тільки для вирішення одного конкретного завдання. Їх істотними особливостями є простота управління, компактність апаратурних засобів, низька вартість і мала потужність споживання.
По виду оброблюваних вхідних сигналів розрізняють цифрові і аналогові мікропроцесори.
Самі мікропроцесори — цифрові пристрої, проте можуть мати вбудовані аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі. Тому вхідні аналогові сигнали передаються в МП через перетворювач в цифровій формі, обробляються і після зворотного перетворення в аналогову форму поступають на вихід.
З архітектурної точки зору такими мікропроцесорами є аналогові функціональні перетворювачі сигналів і називаються аналоговими мікропроцесорами. Вони виконують функції будь-якої аналогової схеми(наприклад, роблять генерацію коливань, модуляцію, зміщення, фільтрацію, кодування і декодування сигналів в реальному масштабі часу і т. д., замінюючи складні схеми, що складаються з операційних підсилювачів, котушок індуктивності, конденсаторів і так далі).
Відмінна риса аналогових мікропроцесорів — здатність до переробки великого об'єму числових даних, т. е. до виконання операцій складання і множення з великою швидкістю, при необхідності навіть за рахунок відмови від операцій переривань і переходів. Аналоговий сигнал, перетворений в цифрову форму, обробляється в реальному масштабі часу і передається на вихід зазвичай в аналоговій формі через цифро-аналоговий перетворювач.
При цьому згідно з теоремою Котельникова частота квантування аналогового сигналу повинна удвічі перевищувати верхню частоту сигналу. Порівняння цифрових мікропроцесорів робиться зіставленням часу виконання ними списків операцій.
По кількості виконуваних програм розрізняють одно- і багатопрограмні мікропроцесори.
У одинпрограмних мікропроцесорах виконується тільки одна програма. Перехід до виконання іншої програми відбувається після завершення поточної програми.
У много- або мультипрограмних мікропроцесорах одночасно виконується декілька(звичайні декілька десятків) програм. Організація мультипрограмної роботи мікропроцесорних систем, що управляють, дозволяє здійснити контроль за станом і управлінням великим числом джерел або приймачів інформації.
По числу ВІС в мікропроцесорному комплекті розрізняють мікропроцесори однокристальні, багатокристальні і багатокристальні секційні.
Однокристальні мікропроцесори виходять при реалізації усіх апаратурних засобів процесора у вигляді однієї ВІС або СБИС. У міру збільшення міри інтеграції елементів в кристалі і числа виведень корпусу параметри однокристальних мікропроцесорів покращуються. Проте можливості однокристальних мікропроцесорів обмежені апаратурними ресурсами кристала і корпусу. Тому ширше поширені багатокристальні мікропроцесори, а також багатокристальні секційні мікропроцесори. Для отримання багатокристального мікропроцесора необхідно провести розбиття його логічної структури на функціонально закінчені частини і реалізувати їх у вигляді ВІС(СБИС).
