Arquitectura HARVARD

ARQUITECTURA HARVARD

Introducción.- Hola en esta entrada hablaremos sobre la arquitectura harvard(esta arquitectura surgió en la universidad del mismo nombre) sus principales características y ventajas sobre otras arquitecturas.

La arquitectura harvard forma parte de los modelos clasicos en cuanto a la estructura de un computador. Sin embrago podemos resumir su funcionamiento en la siguiente imagen:

Segun Albert M & Manonellas G (2011):

La organizacion del modelo harvard se distingue por una division de memoria en una memoria de instrucciones y de datos. 

Como podemos ver la unidad de procesamiento se conecta con dos memorias diferente:

• Memoria de programa.- Contiene todas las instrucciones del programa desarrollado
• Memoria de datos.- Dispositivo que almacena datos permanente del usuario.

Esta arquitectura al utilizar diferentes buses permite que la unidad de procesamiento pueda acceder de forma simultanea tanto a datos como al set de instrucciones.

Otra de sus caracteristicas es el contar dos buses de diferente tamaño y distintos contenidos en la misma pocicion de memoria. Es decir la longitud de las lineas de direcciones de memoria es distinta tanto para datos y programa, de esta manera se optimiza el uso de la memoria.

Por ejemplo un procesador RISC(Set de instrucciones reducidos), con un bus de datos adecuado se puede diseñarlo de forma que las instrucciones del programa tengan una direccion unica o pocicion unica en la memoria.

Con este modelo la unidad de procesamiento puede ingresar a la memoria de datos y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción de la memoria de programa.

Debido a tener 2 lineas, una para datos y una para instrucciones se debe contar con un mapa de memoria separado tanto para direcciones como para instrucciones.

Un ejemplo de maquinas o dispositivos que utilizan esta aquitectura son:

Los DSP(Procesador de señales digitales):

 

Procesador de audio digital.

Otro tipo de dispositivos muy utilizados como los microcontroladores PIC:

¿Por que los PIC utilizan la arquitectura hardvard?

El principal motivo por el cual los pics usan esta arquitectura esta relacionado con el uso eficiente de la unidad de procesamiento. De esta forma puede estar ejecutando el programa y al mismo tiempo leyendo la memoria de datos.

Albert M & Manonellas G (2011) Mencionan que:La arquitectura Hardvard no se utiliza habitualmente en computadores de propósito general sino que se utilizan en computadores para aplicaciones especificas.

Una de las computadoras diseñadas con esta arquitectura fue la "Hardvard Mark 1(1994)" 

En el siguiente video podemos ver un poco mas de su historia de esta computadora.

Ventajas de esta arquitectura:

•  Se evita las formaciones de cuello de botella debido a utilizar diferente almacenamiento para datos y programa.
• El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el tamaño de datos.
• El diseño del bus de programa ayuda a determinar el tamaño maximo de una instruccion.
• Se mejora la velocidad y menor longitud del programa
• Se puede acceder a datos y programa al mismo tiempo.

La arquitectura Harvard cuenta con los mismos modulos o unidades que la arquitectura Von neuman es decir unidad de control, buses de comunicacion, ALU, E/S, memoria para datos y para programa.

Bibliografía:

Albert M. A. & Manonellas G. E. (2011). ESTRUCTURA DE UN COMPUTADOR. Barcelona. Eureca media.