CISC обычно использует архитектуру фон-Неймана.

В Гарвардской архитектуре принципиально различаются два вида памяти микропроцессора:

● Память программ (для хранения инструкций микропроцессора)

● Память данных (для временного хранения и обработки переменных)

В гарвардской архитектуре принципиально невозможно осуществить операцию записи в память программ, что исключает возможность случайного разрушения управляющей программы в случае ошибки программы при работе с данными или атаки третьих лиц. Кроме того, для работы с памятью программ и с памятью данных организуются отдельные шины обмена данными (системные шины), как это показано на рисунке 1.

 

Эти особенности определили области применения гарвардской архитектуры. Гарвардская архитектура применяется в микроконтроллерах и в сигнальных процессорах, где требуется обеспечить высокую надёжность работы аппаратуры.

В Гарвардской архитектуре характеристики устройств памяти программ и памяти данных не всегда выполняются одинаковыми. В памяти данных и команд могут различаться разрядность шины данных и распределение адресов памяти. Часто адресные пространства памяти программ и памяти данных выполняют различными. Это приводит к различию разрядности шины адреса для этих видов памяти. В микроконтроллерах память программ обычно реализуется в виде постоянного запоминающего устройства, а память данных — в виде ОЗУ. В сигнальных процессорах память программ вынуждены выполнять в виде ОЗУ. Это связано с более высоким быстродействием оперативного запоминающего устройства, однако при этом в процессе работы осуществляется защита от записи в эту область памяти.

RISC использует только гарвардскую архитектуру.

 

Архитектура AVR содержит два основных вида памяти:

● Память данных;

● Память программ.

Кроме того, микросхема ATtiny2313 имеет EEPROM-память для долговременного хранения данных. Все три вида памяти представляют собой непрерывные области с линейно возрастающими адресами.

Системная перепрограммируемая Flash-память программ.

Микросхема содержит 2 Кбайт встроенной перепрограммируемой памяти для хранения программ. Так как все команды, используемые в AVR, имеют размер 16 или 32 бита, память организована как 1Kx16.

Память данных SRAM.

Всего адресное пространство ОЗУ содержит 224 ячейки, которые заняты:

➢ Файлом регистров общего назначения;

➢ Дополнительными регистрами ввода-вывода;

➢ Внутренней памятью данных.

Первые 32 ячейкисовмещены с файлом РОН. Следующие 64 ячейки – стандартная область, где располагаются все регистры ввода-вывода. И лишь оставшиеся 128 ячеек составляют внутреннюю память данных.

Регистры R26-R31 (X, Y, Z) служат указателями адреса при всех операция с косвенной адресацией.

К регистры R0-R31 можно также обращаться непосредственно по адресу в адресном пространстве (0x00-0x31) R0==0x00,R20==0x20.

При прямой адресации указывается полный адрес байта данных.

При косвенной адресации со смещением можно охватить до 63 ячеек, начиная с текущего базового адреса, на который указывает содержимое регистра Y или Z.

При использовании косвенной адресации с автоматическим преддекрементом и автоматическим постдекрементом после каждой операции чтения (записи) памяти изменяется адрес, записанный в регистр X, Y или Z.

Для всех способов адресации доступны все 32 регистра общего назначения, 64 регистра ввода-вывода и 128 байтов памяти данных SRAM.

Память данных EEPROM.

Микросхема ATtiny2313 содержит 128 байтов EEPROM-памяти.Она организована как отдельное адресное пространство для хранения данных, в котором каждый байт может быть отдельно прочитан или записан.