MİKROİŞLEMCİLER. MİKROBİLGİSAYARLAR ve MİKROİŞLEMCİ MİMARİSİ. Doç.Dr. Mehmet Recep BOZKURT ADAPAZARI MESLEK YÜKSEKOKULU

Transkript

1 MİKROİŞLEMCİLER MİKROBİLGİSAYARLAR ve MİKROİŞLEMCİ MİMARİSİ Doç.Dr. Mehmet Recep BOZKURT ADAPAZARI MESLEK YÜKSEKOKULU

2 Öğrenme Hedefleri Bu konuyu çalıştıktan sonra: Mikrobilgisayar kavramını anlayacak, Mikrodenetleyici ve Tek-kart bilgisayarları karşılaştırabilecek, Mikroişlemci mimarisi kavramını açıklayabilecek, Mikroişlemcileri bellek yapılarına göre sınıflandırabilecek ve bu sınıfların avantaj / dezavantaj durumlarını açıklayabilecek, Mikroişlemcileri komut yapılarına göre sınıflandırabilecek ve bu sınıfların avantaj / dezavantaj durumlarını açıklayabileceksiniz. 2

3 İçindekiler MİKROBİLGİSAYARLAR ve MİKROİŞLEMCİ MİMARİLERİ Giriş Mikrobilgisayar Mikrodenetleyici Tek-kart bilgisayar Mikroişlemci mimarisi Komut yapısına göre bilgisayar mimarileri CISC (Karmaşık komut kümeli mikroişlemciler) RISC (İndirgenmiş komut kümeli mikroişlemciler) Bellek yapısına göre mikroişlemci mimarileri von Neuman mimarisi Harward mimarisi 3

4 Giriş Bu haftaki dersimizde iki farklı konu işlenecektir. Bunlardan bir tanesi mikrobilgisayar kavramının anlaşılmasına yöneliktir. Mikrobilgisayarın ne olduğu, hangi yapılara mikrobilgisayar dediğimiz ve bunların çeşitleri üzerinde durulacaktır. Bu haftaki ikinci konumuz ise mikroişlemci mimarisidir. Mikroişlemci mimarisi dendiğinde, aslında bir çok kritere göre farklı değerlendirme yapılabilir. Aslen bu konu başlı başına bir ders olacak kadar geniş bir konudur. Mikroişlemci kavramı yerine bilgisayar kavramını koyarak konuyu biraz daha genişletsek, başlı başına bir araştırma alanını tanımlamış oluruz. Mikroişlemci tasarımını bir çok farklı açıdan ele alabilir, ve bu bakış açılarının her birine göre farklı sınıflandırmalar yapabiliriz. Bu ders kapsamında en yaygın kullanılan iki sınıflandırma ele alınacaktır. Öncelikle mikroişlemciler komut setlerine göre sınıflandırılacak ve bu sınıfların yapıları, avantajları, (Şekil kaynak: wikipedia) dezavantajları anlatılacaktır. Sonrasında ise bellek organizasyonuna göre mikroişlemci mimarilerinden bahsedilecek ve bunların birbirlerine göre üstünlükleri anlatılacaktır. 4

5 Mikrobilgisayar Mikrobilgisayar kavramı, bilgisayar tarihinin farklı zamanlarında farklı anlamlarda kullanılmıştır. Bu terim bilgisayarların yaygınlaşmaya başladığı yıllarda, çok yer kaplamayan kompakt yapıdaki bilgisayarlar için kullanılmaktaydı. Örneğin yan üstte resmi görülen Commodore64, 80 li yılların popüler mikrobilgisayarlarından birisiydi. Klavye gibi görünen bu kutunun içinde işlemcisi, hafızası, giriş-çıkış portları da bulunmaktaydı. Bir monitöre bağlanarak bu haliyle kullanılabiliyor ve bağlantı noktaları sayesinde başka çevre birimleri de bağlanabiliyordu. İlk zamanlar bu şekilde kompakt yapıdaki bilgisayarlara mikrobilgisayar denirken, teknolojinin gelişmesi ve tüm bilgisayarların yapı olarak küçülmesi sayesinde bu tip bilgisayarlar için küçüklüğünü ifade eden mikro ön eki kullanılmamaya ve sadece bilgisayar denmeye başlandı. Buna karşılık bir süre sonra içinde mikroişlemci bulunduran tek entegrelik bilgisayarlar (mikrodenetleyiciler) için ve tek kartlık bilgisayarlar (sbc) için mikrobilgisayar terimi tekrar kullanılmaya başlandı. 5

6 Mikrobilgisayar Mikrodenetleyici Önceki haftalarda bahsedildiği gibi mikroişlemci tek başına kullanamayacağımız bir elektronik bileşendir. Tek başına kullanamayız, çünkü hem işlem yapabilmesi için hafıza birimlerine, hem de onun anladığı dil ile bizim aramızda iletişimi sağlayacak giriş-çıkış birimlerine ihtiyacı vardır. Yine daha önce bahsettiğimiz gibi, mikroişlemcinin çalışmak için ihtiyaç duyduğu temel bileşenleri aynı entegre devre yapısı içine topladığımızda mikrodenetleyici dediğimiz yapıyı elde ederiz. Mikrodenetleyiciler tek entegre içine yerleştirilmiş mikrobilgisayarlardır. Birkaç çevre biriminin bağlanması ile kolayca kullanılabilirler. Atmel, Microchip, TI, NI ve bunlar gibi bir çok farklı üreticinin, farklı ihtiyaçlara yönelik tasarladıkları bir çok farklı mikrodenetleyicileri bulunmaktadır. Bu mikrodenetleyiciler bağlantı pinlerine (bacaklarına) uygun bağlantılar yapılarak ve programlanarak kullanılabilirler. Ancak yine de bu bağlantıların yapılabilmesi için temel seviyede de olsa elektronik bilgisi, devre bilgisi gerekmektedir. Ayrıca el alışkanlığı da gerekmektedir. Bu tarz sistemlerin kurulması için günümüzde devre kurulumu ile daha az uğraştıran tek kartlık bilgisayarların kullanımı git gide yaygınlaşmaktadır. 6

7 Mikrobilgisayar Tek Kart Bilgisayar Mikrodenetleyici ile bir sistem tasarlamak, mikroişlemci ile tasarlamaktan çok daha kolaydı. Tek kart bilgisayarların (SBC : Single Board Computer) kullanımı da mikrodenetleyicilere göre çok daha kolaydır. Tek kart bilgisayarlar üzerinde temel eleman olarak yine bir mikroişlemci veya mikrodenetleyici bulunur. Ancak bu eleman bir elektronik devre kartı üzerine monte edilmiş ve diğer çevre elemanlar da devreye dahil edilmiştir. Ayrıca bağlantılar standart bağlantı noktaları ile, elektronik bilgisi olmadan da yapılabilecek kadar kolaylaştırılmıştır. Tek kart bilgisayarlar basit devrelerin kurulumunu sağlayacak düşük kapasiteli olanlarından, neredeyse masaüstü bilgisayarların yerini alabilecek, içine işletim sistemi kurulabilen yüksek kapasiteli modellerine kadar geniş bir yelpazede üretilirler. Günümüzde kullanılan en popüler tek kart bilgisayarlar Ardunio lar, Rasperry Pi, Beaglebone Black, Banana Pi gibi kartlardır. Bunların da çeşitleri ve farklı kapasitelerde modelleri bulunmaktadır. Bunların ayrıca çeşitli fonksiyonları yerine getirebilen eklenti kartları da bulunmaktadır. 7

8 Mikroişlemci Mimarisi Mikroişlemci mimarisi dediğimizde, mikroişlemcinin tasarım felsefesini, yani tasarlanırken kullanılan yöntemleri kastediyoruz. Bu açıdan bakınca mikroişlemcileri bir çok farklı özelliklerine göre kendi içinde gruplara ayırmak mümkündür. Bu ders kapsamında en çok sınıflandırılan iki özelliğine göre, bellek organizasyonu ve komut seti yapısına göre mikroişlemci çeşitleri anlatılacaktır. Bu sınıflandırmalar yapılırken en önde olan iki parametre, mikroişlemcinin bellek yapısı ve kapasitesidir. Kapasiteden kasıt, mikroişlemci içindeki birimlerin özellikleri, kaydedicilerinin sayısı ve boyutu, veri yolu genişliği, kullanılan bit sayısı vs gibi parametrelerin tümü tarafından belirlenen işlem yapabilme gücüdür. Bellek yapısı derken kastedilen ise, erişilebilecek bellek hücresi sayısı, her bir hücrede saklanabilecek veri boyutu, bunlara erişim hızı ve bellek bölgesine erişim şekli gibi özelliklerdir. 8

9 Mikroişlemci Mimarisi Mikroişlemci tarafından kullanılan komutların yapısı ve kullanılan komut sayısı bakımından iki tür mimari ön plana çıkmıştır: Karmaşık komut kümeli mikroişlemciler (Complex Instruction Set Computers CISC) İndirgenmiş (Azaltılmış) komut kümeli mikroişlemciler (Reduced Instruction Set Computers - RISC). Harward Veri Belleği 8 bit Mikroişlemci Mikroişlemcinin sistem belleğini kullanım şekli ve bu belleğin yapısı da iki farklı mimariye yön vermiştir: von Neuman Mimarisi (Tümleşik tek bellek) 14 bit Program Belleği Harvard Mimarisi (Yalıtılmış çift bellek) Mikroişlemciyi yukarıdaki kriterler dışında da sınıflamak mümkündür. Mesela bit sayısı, çekirdek sayısı, güvenirlilik, dayanıklılık, enerji verimliliği gibi bir çok parametre ile sınıflandırma yapılabilir. Ayrıca başka bir çok mimari türü mevcuttur. Ancak bir mikroişlemcinin performansını ve çalışma şeklini belirleyen en önemli kriterler bellek kullanımı ve komut yapısıdır. Von Neuman Mikroişlemci 8 bit Program ve Veri Belleği 9

10 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri CISC Mimarisi Bellek gereksiniminin en aza indirilmesini sağlayan temel CISC mimarisi mikroişlemcinin karmaşıklığını artırsa da ve mikroişlemci performansının düşmesine neden olsa da, programlama işlemlerini basit hale getirmektedir. Bu mimaride mikroişlemci çok sayıda komut içerir ve her eylem için bir komut tanımlanmıştır. CISC mimaride "donanım yazılımdan hızlıdır" prensibi geçerlidir. Böylece CISC işlemciler karmaşık kodları çözmek için daha yoğun donanım kullanırlar bu da çipin maliyetini artıran bir unsurdur. Ayrıca daha fazla güç de tüketirler. Karmaşık yapıda ve farklı uzunluktaki komutlara sahip olan CISC mimarisi, birden fazla işlem ile ilgili emirleri bir komut içerisine yerleştirmesi nedeni ile komut sayısında ve gerekli bellek gereksiniminde tasarruf sağlar larda geliştirilen ve ilk mimari yapı olan CISC mimarisi, az bellek kapasitesine gereksinim duyulan yerlerde yaygın olarak kullanılması yanında, bazı büyük sistemlerde de kullanılmaktadır. CISC tasarım felsefesi ile geliştirilen mikroişlemcili sistemlerde, kademeli komut işleme tekniği olarak adlandırılan ve aynı anda yalnızca bir komut üzerinde işlem yapılan komut işleme tekniği kullanılır. 10

11 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri Komut kodu bellekte ve işlenecek verilerin işlemcideki kaydedicilerde bulunduğu varsayılarak, kademeli komut işleme tekniğinde oluşacak işlem sırası aşağıdaki gibidir; 1. Kod Bellekten program kodunun getirilmesi (FI-Fetch Instruction) 2. Kodun Çözülmesi ve mikro-kodların elde edilmesi (DI-Decode Instruction) 3. Komutun ALU da çalıştırılması (EI-Execute Instruction) 4. Sonucun ilgili kaydediciye yüklenmesi (WB- Write back Result) Açıklanan bu işlemlere göre, bir komutun işlenebilmesi dört adımda gerçekleştirilir. Gerçekleştirilen adımlardan birisi bitmeden diğer adıma geçilmez. Dört adım sonucunda tek bir komutun işlemesi biter ve yeni bir komut işlenmeye başlar. 11

12 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri CISC mimarisinde oldukça çeşitli olan komutları çalıştırmak için mikro-kod kullanılmaktadır. Farklı uzunlukta olan bu komutların çözümünde oldukça karmaşık devrelere (kod çözücülere) ihtiyaç vardır. Özetle, CISC işlemciler derleyicilerin işini kolaylaştırır, makine dili üst seviye dile yaklaşır Daha kısa programlarla aynı işi yapmak mümkün olur Çok sayıda komut kullanılır Karmaşık komutlar ve karmaşık adresleme yöntemleri kullanır Mikrokomutlu denetim birimi vardır Komut uzunluklarının farklı olması dezavantajdır Çok az kullanılan komutlar yüzünden sistem karmaşıklaşır İşlemcinin iç yapısı çok daha karmaşıktır 12

13 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri RISC Mimarisi CISC mimarideki bazı komutların çok az kullanıldığını az önce ifade ettik. Günümüzde programcılar genelde assembly yerine yüksek-seviyeli dil derleyicilerini tercih etmektedirler. Bu yüksek-seviyeli diller ile yazılmış programların CISC işlemcili bilgisayarlarda derlenmesi ile oluşan makine kodları incelenmiş ve genel özellikleri çıkartılmıştır. Bu özellikler alt programların büyüklüğü, alt programlara aktarılan parametreler, erişilen veri tipleri vs gibi özelliklerdir. Çıkartılan bu özellikler dikkate alınarak işlemcinin performansını arttırmak amacıyla daha az bellek erişimi yapan ve daha az sayıda komut kullanan RISC mimarisi geliştirilmiştir. Yani CISC mimarilerde, işlemlerin belirli bir hızda yapılması gereksiniminin karşılanamaması, komutların basitleştirilmesine ve RISC işlemci mimarisinin doğmasına neden olmuştur. RISC işlemcilerde işlemler, az sayıda ve basit komutlar ile gerçekleştirilir. RISC mimariye sahip işlemcilerde, işlemci çekirdeğinin çalışma akışı yandaki şekilde görülmektedir. 13

14 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri İşlemcilerin kullandığı komutların basitleştirilmesi ve komutların sayısının azaltılması, komut işleme hızını artırır. Diğer bir deyişle, daha az sayıda ve basit yapıya sahip komutlar kullanan işlemci, karmaşık komut seti kullanan işlemciye göre daha hızlı çalışır. RISC işlemlerde işlemcinin performansını artıran önemli bir etken, Kanal Komut İşleme Tekniği (pipelining) olarak isimlendirilen ve aynı anda birden fazla komutun işlenmesini sağlayan teknolojidir. Bu teknolojinin kullanımı, daha fazla bellek ve daha gelişmiş derleme tekniği gereksinimlerini ortaya çıkarır. Bu gereksinimleri tam anlamıyla karşılayabilen çok geniş ölçekli entegre (VLSI) teknolojisinin 1990 larda geliştirilmesi ile RISC işlemciler büyük sistemlerin yanı sıra PC lerde kullanılmaya başlandı. RISC mimari, daha basit komutlar kullanarak tümdevre karmaşıklığını azaltmaktadır. Ancak RISC komutlarının daha kısa olması belirli bir görevin tamamlanabilmesi için daha fazla komuta gereksinim duyulmasına yol açabilir. Ayrıca RISC mimariler için üretilen derleyiciler daha önce CISC mimarisinde bulunan donanım birimlerinin görevini üstlenmek üzere ekstra komutlar kullanmaktadır. 14

15 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri Aşağıda kanal işleme tekniği ile komutların işletilmesi sonucunda 2 komut (8 evre) çevriminde toplam 5 komutun çalıştırılması bitmiştir. CISC mimaride ise aynı süre içinde sadece 2 komut işlenebilmektedir. Komut ne kadar fazla evreye bölünürse o kadar verimli çalışma ortaya çıkar. RISC mimarisinde her evre bağımsız bir donanım tarafından gerçekleştirilir. Ancak bu çalışma şeklinde de bazı sakıncalar vardır. Örneğin 1. komut bir dallanma komutu ise peşinden gelen komutların kanaldan silinip yeni gelen adresten itibaren komutların kanala getirilmesi gerekir. Bu da performans kaybına neden olur. 15

16 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri Özetle RISC mimarisinde, Az sayıda komut vardır ve komutlar basit fonksiyonludur Az sayıda ve basit adresleme kipi vardır Komutların uzunlukları sabittir Komutlar bellek üstünde değil, işlemci içindeki kaydedicilerde çalıştırılırlar Belleğe sadece okuma yazma işlemleri için erişim gerekir Kanal işleme (pipelinening) sayesinde tek çevrimde komut işlemek mümkündür Genellikle çok sayıda kaydedici kullanılır Günümüzde bir çok mobil cihazda, akıllı telefonlarda, oyun konsollarında (Wii, Xbox, PS) ve otomobil (BMW) kontrolörlerinde RISC işlemciler kullanılmaktadır. 16

17 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri CISC ile RISC karşılaştırması RISC ve CISC işlemciler birbirleri ile hızlarına, komut işleme tekniklerine, kullanılan transistor sayılarına, vb. kriterlere göre karşılaştırılabilirler. İki mimari arasındaki fark aşağıdaki şekilde özetlenebilir: 1- İki işlemci mimarisinin karşılaştırılmasından ilk önemli farkın; hızları olduğu bulunur. İki işlemci mimarisi arasındaki hız farkı, kullanılan komut işleme teknikleri sonucu oluşur. RISC mimari CISC mimariye göre daha hızlı çalışabilir ve aynı işlemleri 2-4 katı performans ile gerçekleştirebilir. 2- Mimariler arasındaki ikinci önemli fark; komut işleme tekniğidir. CISC işlemcilerde kademeli komut işleme tekniği kullanılırken, RISC işlemcilerde kanal komut işleme tekniği (pipeline) kullanılır. CISC tekniği ile aynı anda tek bir komut işlenebildiği ve komutun işlenmesi bitmeden yeni bir komut üzerinde çalışmaya başlanamayacağı görülür. RISC tekniğinde ise, aynı anda çok sayıda komut işlenmektedir. Komutların birbirini takip etmesi nedeni ile, her bir komut bir birim uzunluktadır ve her işlem adımında bir komuta ait işlemler bitirilir. RISC işlemcilerde komutların hızlı olarak çözülmesi gerekir ve bu gereksinim kaydedicilerin simetrik yapıda olması ile karşılanır. 17

18 Komut Yapısına Göre Mikroişlemci Mimarileri CISC ile RISC karşılaştırması (devam) 3- CISC ve RISC yapıları arasındaki üçüncü önemli fark; işlemcilerde kullanılan transistor sayısıdır. CISC işlemcilerde kullanılan transistor sayısı, RISC işlemcilere göre daha fazladır. Daha fazla sayıda transistor kullanılması, daha geniş alan gereksinimi ve daha fazla ısı ortaya çıkarır, Oluşan daha fazla ısı nedeniyle soğutma ihtiyacı ortaya çıkar ve soğutma işlemi, ısı dağıtıcısı veya fanlar kullanılarak gerçekleştirilir. 4- İki mimari arasındaki bir diğer fark; donanımsal yapıları ve tasarım şekilleridir. RISC işlemciler CISC işlemcilere göre daha kolay olarak tasarlanabilirler. RISC mimarisinin yukarıdaki üstünlükleri yanında bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Örneğin daha fazla bellek kapasitesine ihtiyaç duyması ve güçlü komutlara sahip olmaması dezavantajlardan sayılabilir. RISC mimarisi, CISC in güçlü komutlarından yoksundur ve aynı işlemi yapmak için daha fazla komuta ihtiyaç duyar. Diğer bir deyişle, RISC mimarisinin sakıncası, CISC mimariye göre daha karmaşık yazılımlara gereksinim duymasıdır. Sistemde güçlü komut eksikliği, ikinci bir yardımcı işlemci yada ayrı bir pipeline bölümü yardımı ile giderilebilir. Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler, CISC sisteminin az bellek gereksinimi ve basit program yazılımı gibi üstünlüklerin öneminin kaybolması sonucunu ortaya çıkarmakta ve RISC mimarisine önem kazandırmaktadır. 18

19 Bellek Kullanımına Göre Mikroişlemci Mimarileri Mikroişlemci ve mikrodenetleyiciler bellek kullanımı açısından von Neuman ve Harvard mimarileri olarak adlandırılan mimarilerde üretildiğini önceki slaytlarda söylemiştik. Bunlardan von Neuman mimarisi Princeton Üniversitesi nde von Neuman isimli bilim adamı tarafından geliştirilmiştir. Harward mimarisi ise adından da tahmin edilebileceği gibi Harvard Üniversitesinde bir grup tarafından tasarlanmıştır. İlk zamanlar o günkü teknolojiye uygun olan von Neuman mimarisi tercih edilse de sonraki yıllarda teknolojinin gelişmesi, elektronik elemanların daha yüksek kapasitelerde ve daha ucuza maledilebilmesi sonucu Harvard mimarisi aygın olarak kullanılmaya başlanmıştır li yılların sonlarından itibaren, özellikle mikrodenetleyici tasarımında Harward mimarisi standart hale gelmiştir diyebiliriz. Günümüzde her iki mimari yapının özelliklerini içeren hibrit yapıdaki mikrodenetleyiciler ve mikroişlemciler de bulunmaktadır. Bu mikrodenetleyiciler ve mikroişlemciler karma mimariye sahip olup iki mimarinin üstün olan özelliklerini kullanarak performans artışı elde ederler. Komut yapısına göre RISC yapısında olan işlemcilerin büyük bir çoğunluğu bellek yapısına göre Harward mimarisinda üretilirler. Özetle: von Neuman mimarisinde komutlar ve veriler aynı bellekte yer alır. Harward mimarisinda komutlar ve veriler ayrı belleklerde yer alır. 19

20 Bellek Kullanımına Göre Mikroişlemci Mimarileri von Neuman Mimarisi İşlem biriminin bellek biriminden ayrıştırılması bu mimarinin en önemli özelliğidir. Komut ve veri için aynı belleğin kullanıldığı Von Neuman Mimarisinde, komut ve veriler aynı yol kullanılarak iletilirler. Bu durum, komut ve verinin iletilmesinin gerektiği durumlarda veri ile ilgili iletişim sistemlerinin, komut ile ilgili iletişim işlemlerini beklemesini gerektirir. von Neuman Mimarisi kullanan mikroişlemcilerde de komutlar bellekten alındıktan sonra kodu çözülerek gerekli işlemler gerçekleştirilir ve elde edilen sonuçlar belleğe tekrar gönderilir. Bu işlemler sırasında, yolların hızının mikroişlemcinin hızına yetişememesi nedeni ile sistemde darboğaz (bottleneck) olarak isimlendirilen olay gerçekleşebilir. Bu sakıncanın yanında oluşabilecek diğer bir problem; veri ve komutların aynı bellekte sıralı olarak bulunması nedeni ile bu iki bilginin birbirine karışması ihtimalinin yüksek olmasıdır. Mikroişlemci 8 bit Program ve Veri Belleği 20

21 Bellek Kullanımına Göre Mikroişlemci Mimarileri von Neuman Mimarisi Bahsedilen iki problemi ortadan kaldırmaya ve von Neuman Mimarisi kullanan sistemlerin performansını artırmaya yönelik olarak önbellek (cache) sistemi geliştirilmiştir. Önbellekler, işlenecek komutların ve verilerin ana bellekten getirilerek işlem birimine yakın bir bellekte tutulması amacıyla kullanılırlar. Ana bellekten alınan komut ve veriler ayrı önbelleklere yerleştirilerek hem ayrıştırılması sağlanmakta, hem de oluşan darboğaz ortadan kaldırılmaktadır. Günümüz kişisel bilgisayarları da von Neuman mimarisinde çalışmaktadırlar sistemde sadece tek bellek (RAM) vardır. Tüm komutlar ve veriler aynı ortamda saklanır. Mikroişlemcili sistemlerin büyük çoğunluğu von Neuman mimarisinde çalışırken mikrodenetleyici sistemlerin çoğu Harvard mimarisinde çalışır. 21

22 Bellek Kullanımına Göre Mikroişlemci Mimarileri Harward Mimarisi Komutlar ve veri ile ilgili bilgilerin ayrı belleklerde saklandığı Harvard Mimarisi kullanan mikroişlemcili sistemlerde, veri ve komutları iletmek amacıyla kullanılan yollar birbirinden bağımsızdır. İletim için kullanılan yolların farklı olması, aynı anda veri ve komutun iletilmesini mümkün hale getirir. Diğer bir deyişle, komut kod bellekten okunurken, komutun gerçekleştirilmesi sırasında ihtiyaç duyulan veri, veri belleğinden okunabilir. Harvard Mimarisi, performansın önemli olduğu sistemlerde, güvenliğin önemsendiği mikrodenetleyicilerde ve günümüzde özellikle sayısal işaret işleme görevini yapan tümleşik devrelerde (DSP: Digital Signal Processor) tercih edilmektedir. Veri Belleği 8 bit Mikroişlemci 14 bit Program Belleği 22

23 Bellek Kullanımına Göre Mikroişlemci Mimarileri Şekilde Harward mimarisi blok diyagramı görülmektedir. 23