哈佛體系結構

數字信號處理一般需要較大的運算量和較高的運算速度，為了提高數據吞吐量，在數字信號處理器中大多采用哈佛結構。

為了克服CPU數據總線寬度的限制,尤其在處理器的情況下,進一步提高微處理器的處理速度,採用高度並行處理技術-(HarVard)哈佛結構已成為引人注目的趨勢.哈佛結構的基本特徵是:採用多個內部數據地址。

（1）程序存儲器與數據存儲器分開

（2）提供了較大的數存儲器帶寬

（3）適合於數字信號處理

（4）大多數DSP都是哈佛結構

（5）ARM9是哈佛結構。

使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據並存，以便實現並行處理；

具有一條獨立的地址總線和一條獨立的數據總線，利用公用地址總線訪問兩個存儲模塊（程序存儲模塊和數據存儲模塊），公用數據總線則被用來完成程序存儲模塊或數據存儲模塊與CPU之間的數據傳輸；

兩條總線由程序存儲器和數據存儲器分時共用。

在典型情況下，完成一條指令需要3個步驟，即：取指令、指令譯碼和執行指令。從指令流的定時關係也可看出馮.諾依曼結構與哈佛結構處理方式的差別。舉一個最簡單的對存儲器進行讀寫操作的指令，指令1至指令3均為存、取數指令，對馮.諾依曼結構處理器，由於取指令和存取數據要從同一個存儲空間存取，經由同一總線傳輸，因而它們無法重疊執行，只有一個完成後再進行下一個。

如果採用哈佛結構處理以上同樣的3條存取數指令，由於存取指令和存取數據分別經由不同的存儲空間和不同的總線，使得各條指令可以重疊執行，這樣，也就克服了數據流傳輸的瓶頸，提高了運算速度。

哈佛結構強調了總的系統速度以及通訊和處理器配置方面的靈活性。

TI 公司DSP採用的改進型哈佛結構其改進之處在於 在數據總線和程序總線之間進行局部的交叉連接。這一改進允許數據存放在程序存儲器中，並被算術運算指令直接使用，增強了芯片的靈活性。只要調度好兩個獨立的總線就可使處理能力達到最高，以實現全速運行。改進的哈佛結構還可使指令存儲在高速緩存器中(Cache)，省去了從存儲器中讀取指令的時間，大大提高了運行速度。

改進的哈佛結構，其結構特點為:使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據並存，以便實現並行處理；具有一條獨立的地址總線和一條獨立的數據總線，利用公用地址總線訪問兩個存儲模塊（程序存儲模塊和數據存儲模塊），公用數據總線則被用來完成程序存儲模塊或數據存儲模塊與CPU之間的數據傳輸；兩條總線由程序存儲器和數據存儲器分時共用。

處理器

與馮.諾依曼結構處理器比較，哈佛結構處理器有兩個明顯的特點：

使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數據，每個存儲模塊都不允許指令和數據並存；

使用獨立的兩條總線，分別作為CPU與每個存儲器之間的專用通信路徑，而這兩條總線之間毫無關聯。

後來，又提出了改進的哈佛結構.