Arsitektur von-Neumann dan Harvard pada mikrokontroler

Dua model rancangan yang dinamakan Von-Neumann vs Harvard ini telah digunakan oleh mikrokontroller, yang mana salah satunya terdapat dalam mikrokontroler tersebut. Berikut ini akan kami jelaskan secara singkat tentang perbedaan keduanya jika dilihat dari pertukaran data antara CPU dan Memori.

Arsitektur von-Neumann

Mikrokontroler yang menggunakan arsitektur von-Neuman ini mempunyai satu blok memori dan mempunyai satu bus data 8-bit, Jika saat pertukran data menggunakan 8 jalur ini, makan bus data akan overload dan komunikasi akan sangat lambat dan tidak efisien. Begitu juga kalau CPU dapat membaca instruksi atau baca dan tulis data dari memori, keduanya tidak dapat terjadi secara bersama karena data dan instruksi menggunakan sistem bus yang sama.

Contohnya :

Jika baris program memerintahkan register memori RAM dengan menggunakan instruksi “SS” makah harus dinaikkan satu, maka mikrokomtroller akan melakukan :

a.      

1.   1. Baca bagian dari instruksi program yang menyatakan APA yang harus dilakukan ( dalam hal ini instruksi “inc” berfungsi untuk perintah kenaikkan).

b.      2. Baca lebih lanjut dari instruksi ini yang menyatakan data YANG MANA yang akan dinalikkan ( dalam hal ini adalah register “SS”).

c.      3. Setelah dinaikkan isi dari register harus dituliskan kembali ke register yang sebelumnya telah dibaca ( alamat rsgister “SS”

Arsitektur Harvard

Mikrokontroller yang mempunyai arsitektur ini memiliki dua bus yang berbeda. Dari CPU ke RAM  dihubungkan oleh satu bus 8-bit. CPU dapat membaca instruksi dan membaca memori data pada saat bersamaan. Karena semua register memori RAM lebarnya 8-bit, semua pertukaran data dalam mikrokontroller menggunakan format yang sama, sehingga selama eksekusi penulisan data hanya 8-bit yang diperhatikan. Yang perlu kalian perhatikan saat merancang program adalah lebar data yang bisa di pertukarkan atau diproses hanya selebar 8-bit saja.

Program yang kalian buat di beberapa mikrokontroler ini akan tersimpan kedalam Flash ROM setelah dikompilasi kedalam bahasa mesin. Lokasi memori ini dinyatakan dalam 12,14, atau 16-bit. Dan sebagian lainnya seperti 4, 6, atau 8-bit digunakan sebagai instruksi sendiri 

Keistimewaanya :

1. Didalam program semua datanya selebar 8-bit. semua instruksi dapat dieksekusi hanya dengan satu siklus instruksi, kecuali instruksi lompat (jump) yang dieksekusi dalam dua siklus.
2. ROM dan RAM terpisah, CPU dapat mengeksekusi dua intruksi sekaligus. setelah pembacaan dan penulisan di RAM instruksi berikutnya akan dibaca melalui bus yang lain.
3. jika menggunakan arsitektur Von-Neuman kita tidak bisa tahu seberapa banyak memory yang dibutuhkan oleh beberapa instruksi. karena masing-masing instruksi program pada dasarnya membutuhkan dua lokasi memori.
4. untuk mikrokontroller dengan arsitektur Harvard, pada bus program biasanya lebih dari 8-bit yang memperbolehkan masing-masing word mengandung instruksi dan data dengan kata lain satu word-satu instruksi