Elaborazione Numerica dei Segnali

6.2. Architettura Von Neumann e Harvard 125
CLK
STA ADR1
LDA ADR3
STA ADR2
fetch decode execute
fetch decode execute
fetch decode execute
Figura 6.3 Esecuzione di tre istruzioni in un’architettura Von Neumann.
Un’architettura alternativa che permette un aumento di velocità, come richiesto dalle
applicazioni concernenti l’elaborazione dei segnali, è l’architettura di Harvard, proposta
negli anni trenta da Howard Aiken all’università di Harvard e realizzata negli anni quaranta
(Mark IV ed Eniac). Questa architettura prevede due spazi di memoria, uno per i dati,
l’altro per i programmi, e corrispondentemente diversi bus dati e bus indirizzi per accedervi
(Figura 6.4).
BUS
Indirizzi
Memoria Memoria
CPU
Programmi
Dati
BUS
Dati
BUS
Indirizzi
BUS
Dati
Figura 6.4 Architettura Harvard.
Questa architettura permette di accedere contemporaneamente sia ai dati che alle
istruzioni, ottenendo migliori prestazioni in velocità. Infatti la fase di fetch dell’istruzione
seguente è effettuabile in parallelo all’esecuzione dell’istruzione corrente, come mostrato
in Figura 6.5.
L’architettura Harvard aumenta la velocità di esecuzione, ma introduce alcuni svantaggi:
• Le componenti h/w necessarie alla realizzazione di una architettura Harvard sono
più complesse che per l’architettura Von Neumann, e questo comporta aumento di
prezzo.
• Le due distinte aree di memoria per dati e programmi tipiche dell’architettura Harvard
non possono essere riallocate con la flessibilità usuale nell’architettura Von
Neumann.