La arquitectura de Harvard del es una arquitectura de computadora con el almacenaje físicamente separado y los caminos de la señal para las instrucciones y los datos. El término originó de la computadora retransmitir-basada de la marca I de Harvard, que almacenó instrucciones en la cinta perforada (24 pedacitos de par en par) y datos en los contadores electromecánicos (23 dígitos de par en par). Éstos las máquinas tempranas habían limitado almacenaje de datos, lo contuvieron enteramente dentro de la unidad de proceso de datos, y con tal que ningún acceso al almacenaje de instrucción como datos, haciendo el cargamento y modificándose programe enteramente un fuera de línea de proceso.

Detalles de la memoria

En una arquitectura de Harvard, no hay necesidad de hacer las dos características de la parte de las memorias. Particularmente, la anchura de la palabra, la sincronización, la tecnología de la puesta en práctica, y la estructura de la dirección de memoria pueden diferenciar. La memoria de la instrucción es a menudo más ancha que memoria de los datos. En algunos sistemas, las instrucciones se pueden almacenar en la memoria de acceso único en la lectura mientras que la memoria de los datos requiere generalmente la memoria de lectura/grabación . En algunos sistemas, hay mucho más memoria de la instrucción que memoria de los datos así que las direcciones de instrucción son mucho más anchas que direcciones de datos.

Contraste con otras arquitecturas de computadora

En una computadora con la arquitectura contrasting de Von Neumann (y ningún escondrijo ), la CPU puede leer una instrucción o la lectura/de la escritura de datos desde/hasta la memoria. Ambos no pueden ocurrir al mismo tiempo puesto que las instrucciones y los datos utilizan el mismo sistema de autobuses. En una computadora usar la arquitectura de Harvard, la CPU puede leer una instrucción y realizar un acceso de memoria de los datos al mismo tiempo, incluso sin un escondrijo. Una computadora de la arquitectura de Harvard puede así ser más rápida para una complejidad de circuito dada porque las búsquedas de instrucciones y el acceso de datos no afirman para un solo camino de la memoria.

La arquitectura modificada de Harvard es mucho como la arquitectura de Harvard pero proporciona un camino entre la memoria de la instrucción y la CPU que permite que las palabras de la memoria de la instrucción sean tratadas como datos inalterables. Esto permite que los datos constantes, particularmente secuencias de texto, sean alcanzados sin primero tener que ser copiado en memoria de los datos, así preservando más memoria de los datos para las variables de lectura/grabación. Se proporcionan las instrucciones en lenguaje de máquina especiales de leer datos de la memoria de la instrucción. La mayoría de las computadoras modernas se documentan que pues la arquitectura de Harvard es, de hecho, arquitectura modificada de Harvard.

Velocidad

La velocidad de la CPU ha crecido estos últimos años muchas veces con respecto a la velocidad de acceso del de memoria principal. El cuidado necesita ser tomado para reducir el número de épocas de memoria principal está alcanzado para mantener funcionamiento. Si, por ejemplo, cada funcionamiento de instrucción en la CPU requiere un acceso a la memoria, la computadora no gana nada para el &mdash creciente de la velocidad de la CPU; un problema designado siendo limitado memoria.

Es posible hacer memoria extremadamente rápida pero esto es solamente práctico para las pequeñas cantidades de memoria por razones costado y de la señal de la encaminamiento. La solución es proporcionar una pequeña cantidad de memoria muy rápida conocida como escondrijo de la CPU que lleve a cabo datos recientemente alcanzados. Mientras la memoria que la CPU necesita esté en el escondrijo, el golpe del funcionamiento es mucho más pequeño que es cuando el escondrijo tiene que cambiar y conseguir los datos del de memoria principal. La adaptación del escondrijo es un aspecto importante del diseño de la computadora.

Los diseños de viruta modernos de la CPU del alto rendimiento incorporan aspectos de Harvard y de la arquitectura de von Neumann. el memoria ocult0 de la En-viruta se divide en un escondrijo de la instrucción y un escondrijo de los datos. Se utiliza la arquitectura de Harvard mientras que la CPU tiene acceso al escondrijo. En el caso de una falta de escondrijo, sin embargo, los datos se recuperan del de memoria principal, que no se divide en secciones separadas de la instrucción y de los datos. Así, mientras que una arquitectura de von Neumann se presenta al programador, la puesta en práctica de hardware gana las eficacias de la arquitectura de Harvard.

Aplicaciones

Las arquitecturas de Harvard también se utilizan con frecuencia en:
Procesadores de señal numérica especializados DSPs, de uso general en audio o el vídeo que procesa productos. Por ejemplo, los procesadores de Blackfin por el Analog Devices, Inc. utilizan una arquitectura de Harvard.
La mayoría de los pequeños microcontroladores de fines generales usados en muchos usos de la electrónica, tales como el PIC por el Microchip Technology, Inc., y el AVR por el Atmel Corp. estos procesadores son caracterizados teniendo pequeñas cantidades de memoria del programa y de los datos, y se aprovechan de la arquitectura y de los sistemas de instrucción reducidos (RISC) de Harvard para asegurarse de que la mayoría de las instrucciones se pueden ejecutar dentro de solamente un ciclo de máquina, que no es necesario un ciclo del reloj del . El almacenaje separado significa que las memorias del programa y de los datos pueden tener diversas profundidades de pedacito. Ejemplo: El PICs tiene una palabra de datos de 8 bits pero (dependiendo de la gama específica de PICs) una palabra de 16 bits de 12-, de 14-, o del programa. Esto permite una sola instrucción de contener un constante de datos del mismo tamaño. Otras arquitecturas del RISC, por ejemplo el BRAZO, deben utilizar típicamente por lo menos dos instrucciones de cargar un constante del mismo tamaño.

Ver también

Arquitectura de Von Neumann
Arquitectura modificada de Harvard

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Zenithic

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