dsPIC30F 和 dsPIC33F 器件采用改進的哈佛架構內核，數據線寬度為 16 位，采用增強指令集，包含對 DSP 的支持。內核采用具有可變長度操作碼字段的 24 位指令字。程序計數器 （PC）為 23 位寬，可對最大為 4M x 24 位的用戶程序存儲空間進行尋址。單周期指令預取機制用來幫助維持吞吐量并提供可預測的執行。大多數指令都在單個周期內執行。使用 DO 和 REPEAT 指令支持無開銷的程序循環結構，這兩個指令在任何時候都可被中斷。 dsPIC30F 和 dsPIC33F 擁有 16 個 16 位工作寄存器。每個工作寄存器可作為數據、地址或偏移量寄存器。第 16 個工作寄存器 （W15）用作中斷和調用時的軟件堆棧指針。 dsPIC30F 和 dsPIC33F 架構具有相同的指令集。包括兩類指令：MCU 類指令和 DSP 類指令。該架構將這兩類指令進行了無縫集成，所有指令的執行均由同一個執行單元來實現。該指令集包括多種尋址模式，且設計為確保最佳的 C 編譯器效率。數據空間可尋址為 32K 字或 64KB，被分成兩塊，稱為 X 和 Y 數據存儲空間。每個存儲塊有各自獨立的地址發生單元（Address Generation Unit，AGU）。MCU 類指令只通過 X 數據空間 AGU 進行操作，可將整個存儲器映射作為一個線性數據空間訪問。那些具有兩個源操作數的 DSP 類指令通過 X 和 Y 的 AGU 進行操作，這將數據地址空間分成兩個部分，X 和 Y 數據空間的邊界視具體器件而定。可以選擇以 16K 程序字為邊界 （由 8 位程序空間可視性頁 （Program Space Visibility Page， PSVPAG）寄存器定義）將數據存儲空間的高 32KB 映射到程序存儲空間。程序存儲空間到數據存儲空間的映射功能讓任何指令都能象訪問數據存儲空間一樣訪問程序存儲空間，這對于數據常數的存放是非常有用的。 X 和 Y 地址空間都支持無開銷循環緩沖區 （模尋址）。模尋址省去了 DSP 算法的軟件邊界檢查開銷。此外， X AGU 的循環尋址可以與任何 MCU 類指令一起使用。 X AGU 還支持位反轉尋址，大幅簡化了基為 2 的 FFT 算法對輸入或輸出數據的重新排序。該款器件內核支持固有（無操作數）尋址、相對尋址、立即數尋址、存儲器直接尋址、寄存器直接尋址、寄存器間接尋址以及寄存器偏移量尋址模式。根據功能性要求的不同，每一條指令都與預先定義的尋址模式組相關聯。任何一條指令可支持多達 7 種尋址模式。對于大多數指令， dsPIC30F/33F 可在每一指令周期內執行數據 （或程序數據）存儲器讀、工作寄存器（數據）讀、數據存儲器寫以及程序（指令）存儲器讀操作。因此可支持 3 操作數指令 ， 即允許在單個周期內執行 A + B = C 操作 。 DSP 引擎具備一個高速17位×17位乘法器、一個40 位ALU、兩個40 位飽和累加器和一個40位雙向桶形移位寄存器。該桶形移位寄存器在單個周期內至多可將一個 40 位的值右移 16 位或左移 16 位。 DSP 類指令可以無縫地與所有其他指令一起操作，設計為可實現最佳的實時性能。 MAC 類指令和其他相關指令可以同時從存儲器中取出兩個數據操作數并將兩個工作寄存器相乘。這要求數據空間對于這些指令拆分為兩塊，但對所有其他指令保持線性。這是通過為每個地址空間指定某些工作寄存器，以透明和 靈活的方式實現的。 dsPIC30F 具有向量異常機制，可支持最多 8 個不可屏蔽陷阱源和最多 54 個中斷源。 dsPIC33F 具有相似的向量異常機制，不同的是可支持最多 118 個中斷源。兩個系列都可為每個中斷源分配 7 個優先級之一。