Arquitectura de Harvard

Concepto.

En esta arquitectura se utilizan dispositivos separados para las instrucciones y los datos, para que haya mayor rapidez se utiliza la memoria cache dividida, para procesar los datos e instrucciones, es efectivo cuando la lectura de datos e instrucciones es la misma.

Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y la otra sólo almacena datos (Memoria de Datos).

Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la CPU pueda acceder de forma

independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones. Como los buses son independientes estos pueden tener distintos contenidos en la misma dirección y también distinta longitud.

También la longitud de los datos y las instrucciones puede ser distinta, lo que optimiza el uso de la memoria en general.

Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instrucción Set Computer), el set de instrucciones y el bus de memoria de programa pueden diseñarse de tal manera que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud.

Además, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar.

Ventajas de esta arquitectura:

* El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser

optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa,

logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa.

* El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una

mayor velocidad en cada operación.

En la arquitectura de von Neumann se producen en la CPU una cierta ralentización debido a que instrucciones desde la memoria junto con los datos deben pasar por un único canal (el bus de memoria). A este efecto se le conoce como "el cuello de botella de Von Neumann".

La arquitectura Harvard puede evitarlo en cierto modo, pero su mayor complejidad sólo compensa cuando el flujo de instrucciones y de datos es más o menos el mismo. Por eso no es ampliamente utilizada en ordenadores de propósito general. Sin embargo, sí se utiliza en algunos casos para construir procesadores de señal (DSP)... unos circuitos que realizan el tratamiento digital de una señal (por ejemplo, audio o vídeo), realizando cálculos una y otra vez sobre las muestras que componen la señal.

Arquitectura Harvard.