L' électron en mouvement   

Une Introduction aux DSP

2.3. Structures Von Neuman et Harvard

L’architecture d’un microprocesseur, et donc d’un DSP, est un élément important qui conditionne directement les performances d’un processeur. Il existe deux types fondamentaux de structures, dites « Von Neuman » et « Harvard », telles que présentées par la figure 5 :

2.3.1. Von Neuman

Un microprocesseur basé sur une structure Von Neuman (1) stocke les programmes et les données dans la même zone mémoire. Une instruction contient le code opératoire et l’adresse de l’opérande. Ce type de microprocesseur incorpore principalement deux unités logiques de base :

• l’Unité Arithmétique et Logique (ou ALU en anglais), chargé de réaliser les opérations centrales (de type multiplications, additions, soustractions, rotation, etc.),

• l’unité en charge des Entrées/Sorties, qui commande le flux de données entre le cœur du microprocesseur et les mémoires ou les ports.

2.3.2. Harvard

Cette structure se distingue de l’architecture Von Neuman uniquement par le fait que les mémoires programmes et données sont séparées. L’accès à chacune des deux mémoires se fait via un chemin distinct. Cette organisation permet de transférer une instruction et des données simultanément, ce qui améliore les performances.

2.3.3. Utilisation de ces structures dans les DSP

L’architecture généralement utilisée par les microprocesseurs est la structure Von Neuman (exemples : la famille Motorola 68XXX, la famille Intel 80X86). L’architecture Harvard est plutôt utilisée dans des microprocesseurs spécialisés pour des applications temps réels, comme les DSP.

Il existe cependant quelques rares DSP à structure Von Neuman. La raison de ceci est liée au coût supérieur de la structure de type Harvard. En effet, elle requiert deux fois plus de bus de données, d’adresses, et donc de broches sur la puce. Or un des éléments augmentant le coût de productions des puces est précisément le nombre de broches à implanter.

Pour réduire le coût de la structure Harvard, certains DSP utilisent l’architecture dite « Structure de Harvard modifiée ». À l’extérieur, le DSP ne propose qu’un bus de données et un bus d’adresse, comme la structure Von Neuman. Toutefois, à l’intérieur, la puce DSP dispose de deux bus distincts de données et de deux bus distincts d’adresses. Le transfert des données entre les bus externes et internes est effectué par multiplexage temporel.

NDR 1 : "Johannes Von Neumann", mathématicien américain (Budapest 1903 - Washington 1957). Connu pour être le concepteur de la structure du même nom, mais également pour s'être occupé entres autres de la théorie des jeux, de la théorie abstraite des ensembles, et de météorologie.

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