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ハーバードアーキテクチャとは?はーばーどあーきてくちゃ

ハーバードアーキテクチャとは、命令用とデータ用でメモリ空間とバスを分離した構成。命令の取出しとデータの読み書きを同じサイクルで並行に行えるためスループットが高く、DSPやマイコンで広く採られる。命令とデータを同一空間・同一バスに置く構成はノイマン型(プリンストン型)と呼ばれ、こちらはバスの取り合いが避けられない。

最終更新:2026-10-06

試験情報

エンベデッドシステムスペシャリスト試験の頻出用語/午前II

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背景

1本のバスに命令とデータが相乗りすると、命令を読んでいる間はデータを読めない。この待ちが性能の上限を決める(ノイマンボトルネック)。バスを2本にすれば同時に動かせるが、配線と端子が増えて面積と価格に効く。どちらを選ぶかは処理の性質と許されるコストの交換で、毎サイクル係数とデータの両方を要する信号処理では分離が効いてくる。

具体例

MicrochipのPICやAVR系マイコンは、命令をフラッシュ、データをRAMという別空間に置く。実際の設計では厳密な分離ではなく、Armのように内部を複数バスで分けつつアドレス空間は一つに見せる折衷(変形ハーバード)が主流で、命令キャッシュとデータキャッシュを分ける構成もこの系譜にある。

試験での引っ掛け

純粋な分離では、命令空間に置いた定数テーブルをデータとして素直に読めない。定数をROMに置く場合は専用命令や領域指定が必要で、コンパイラの拡張キーワードに依存する。またハーバードは並列性の話であって、命令とデータが物理的に別チップという意味ではない。ノイマン型との対応は「ボトルネックがあるのはどちらか」で確認する。

関連用語

解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。

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試験での特徴
  • 分野:午前II
  • 純粋な分離では、命令空間に置いた定数テーブルをデータとして素直に読めない。