Dentro de los microcontroladores podemos
encontrar 2 arquitecturas que son la Von Neumann y la Harvard, estas si
diferencian por tener distinta conexión con la memoria del procesador y también
por la cantidad de buses que cada una necesita
Arquitectura Von Neumann
En 1945
John Von Neumann trabajaba en el laboratorio nacional Los alamos, fue aquí
donde conoció a los constructores de la ENIAC (computador e integrador numérico
electrónico), Neumann se interesó en este proyecto por el problema de la
necesidad de reconfigurar la máquina para cada nueva tarea.
Esta
arquitectura consiste es que la unidad central de proceso (CPU) está conectada
a una memoria donde se encuentran la
memoria para los datos e instrucciones, el tamaño de la unidad de datos e
instrucciones está fijada por el ancho del bus (que es de 8 bits lo que
corresponde a 1 bytes) que comunica la memoria con la CPU, de esta manera un
microprocesador de 8 bits y un bus de 8 bits solo manejaran datos e
instrucciones de hasta 8 bits, esto quiere decir que cuando se tengan que tomar
de la memoria datos e instrucciones de más de 8 bits, el bus tendrá que ir más
de una vez a la memoria a tomar los datos e instrucciones lo cual llevara más
tiempo.
Limitaciones de la arquitectura Von Neumann
Las limitaciones de la arquitectura Von
Neumann son dos estas son
·
Limitaciones por el ancho del bus de dato
Al ser un bus con capacidad para 8 bits
hace que el microprocesador tenga que acceder en más de una ocasión a la
memoria para buscar los datos e instrucciones más tienen más de 8 bits que son
los más complejos
·
Limitación por su velocidad
Esto es a raíz de la arquitectura Von
Neumann que solo consta de un bus para transportar datos e instrucciones a una
memoria única, lo que no deja acceder simultáneamente a ambas memorias de forma
independiente lo cual impide superponer los tiempos de acceso.
Arquitectura Harvard
Esta
arquitectura se diferencia con la de Von Neumann por trabajar con dos buses,
uno para las instrucciones y otro para los datos, los cuales son guardados en
las memorias que estas conectadas cada una de manera independiente con la CPU.
Para u procesador RISC el set de instrucciones y el bus de memoria del programa
se pueden diseñar para que todas las instrucciones tengan una sola posición de
memoria de programa de longitud, como esta arquitectura tiene buses
independientes permite que la CPU pueda acceder a los datos terminar la
ejecución de una instrucción a las vez estar leyendo la instrucciones que viene
a continuación
Ventajas de la arquitectura Harvard
·
El tamaño de instrucciones no está relacionado
con el tamaño de los datos, esto permite que las instrucciones se adecuen para
que ocupen solo una posición de memoria de programa, esto permite una mayor
velocidad ocupando una menor longitud de programa
·
Con sus buses independientes el tiempo de acceso
a las instrucciones puede superponerse al de los datos, logrando una mayor
velocidad en cada operación.
Desventajas de la arquitectura Harvard
Una de las desventajas de la arquitectura
Harvard es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a las tablas
de valores constantes que puedan ser necesarios incluir en los programas, ya
que estas tablas se encuentran físicamente en la memoria del programa, como en
las EPROM de un microprocesador.
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