機(jī)器周期
機(jī)器周期是計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令的過(guò)程可以分為幾個(gè)階段,每個(gè)階段完成一定的功能這段具有特定功能的時(shí)間稱(chēng)為機(jī)器周期,也稱(chēng)為CPU周期。機(jī)器周期的時(shí)間寬度取決于完成周期功能所需的時(shí)間。不同的機(jī)器周期所需的時(shí)間是不同的。每個(gè)機(jī)器周期中各種操作的時(shí)間順序是由節(jié)拍勢(shì)指定的,不同機(jī)器周期所需的節(jié)拍數(shù)不同,因此機(jī)器周期的寬度也不同。
簡(jiǎn)介定義 編輯本段
時(shí)間序列以時(shí)間單位描述。MCS-51有四個(gè)計(jì)時(shí)單位,從小到大:節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。以下分別解釋。
節(jié)拍與狀態(tài):振蕩脈沖的周期被定義為拍(用p表示)振蕩脈沖被定義為除以2后的狀態(tài)。一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)節(jié)拍。
指令周期(指令周期)獲取和執(zhí)行指令的時(shí)間。
總線周期(總線周期)也就是說(shuō),訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/港口作業(yè)時(shí)間。
時(shí)鐘周期(時(shí)鐘周期)也稱(chēng)振蕩周期,是加工操作的最基本單位。晶振頻率的倒數(shù))
指令周期、總線周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系:一個(gè)指令周期由幾個(gè)總線周期組成,一個(gè)總線周期時(shí)間包括幾個(gè)時(shí)鐘周期。
一個(gè)總線周期包含一個(gè)(只有取址周期)或多個(gè)機(jī)器周期。
指令周期 編輯本段
CPU每次拿出一條指令執(zhí)行,都要完成一系列操作這一系列操作所需的時(shí)間通常稱(chēng)為一個(gè)指令周期。換句話說(shuō),指令周期是獲取并執(zhí)行指令的時(shí)間。因?yàn)槊織l指令的運(yùn)算功能不同,所以每條指令的指令周期也不同。例如,加法指令的指令周期不同于乘法指令的指令周期。
指令周期通常用幾個(gè)CPU周期來(lái)表示,也稱(chēng)為機(jī)器周期。因?yàn)镃PU內(nèi)部的運(yùn)算速度快,而且CPU一次訪問(wèn)內(nèi)存需要很長(zhǎng)時(shí)間,所以CPU周期通常以讀取內(nèi)存中一個(gè)指令字的最短時(shí)間來(lái)指定。也就是說(shuō),指令的提取階段(通常稱(chēng)為取指)這需要一個(gè)CPU周期時(shí)間。并且CPU周期時(shí)間包含幾個(gè)時(shí)鐘周期(通常稱(chēng)為拍脈沖或T周期,它是處理操作的最基本單位)這些時(shí)鐘周期的總和決定了一個(gè)CPU周期的時(shí)間寬度。因此,獲取和執(zhí)行任何指令所需的最短時(shí)間是兩個(gè)CPU周期。對(duì)于更復(fù)雜的指令,需要更多的CPU周期。
總線周期 編輯本段
1.微處理器受時(shí)鐘信號(hào)CLK的控制,按照節(jié)拍工作。8086/8088系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為4.77MHz,每個(gè)時(shí)鐘周期約200ns。
2.由于存貯器和I/o口鉤在總線上,CPU連接內(nèi)存和I/O接口的訪問(wèn)通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)。通常,CPU通過(guò)總線連接到微處理器的外部(存貯器或I/O接口)進(jìn)行訪問(wèn)所需的時(shí)間稱(chēng)為總線周期。一個(gè)總線周期一般包括四個(gè)時(shí)鐘周期,稱(chēng)為四種狀態(tài),即T1狀態(tài)、T2狀態(tài)、T3狀態(tài)和T4狀態(tài)。
時(shí)鐘周期 編輯本段
一個(gè)CPU周期時(shí)間包括幾個(gè)時(shí)鐘周期。時(shí)鐘周期定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù)(可以理解為時(shí)鐘周期是單片機(jī)外部晶振的倒數(shù),例如12M的晶振,其時(shí)間周期為1/12μs),是電腦里最基礎(chǔ)的、最小的時(shí)間單位。
在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),CPU只完成一個(gè)基本動(dòng)作。因?yàn)闀r(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的基本工作脈沖,控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏(讓電腦的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào))顯然,對(duì)于同類(lèi)型的計(jì)算機(jī),時(shí)鐘頻率越高,計(jì)算機(jī)的工作速度就越快。但是,由于不同的計(jì)算機(jī)硬件電路和器件不完全相同,所需的時(shí)鐘周期頻率范圍也不一定相同。我們研究的8051單片機(jī)的時(shí)鐘范圍是1.2MHz-12MHz。
一個(gè)機(jī)器周期包含六個(gè)狀態(tài)周期(用S表示)一個(gè)狀態(tài)周期有兩個(gè)節(jié)拍(用P1、P2表示)
8051系列單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期相當(dāng)于6 S周期(狀態(tài)周期)組成。也就是說(shuō),一個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期=12個(gè)振蕩周期(即時(shí)鐘周期)
概念辨析 編輯本段
總結(jié)起來(lái),它們之間的關(guān)系是指令周期由幾個(gè)機(jī)器周期組成,總線周期一般由四個(gè)時(shí)鐘周期組成。
機(jī)器周期和總線周期之間沒(méi)有明確的關(guān)系。機(jī)器周期是指完成一個(gè)基本操作的時(shí)間,有時(shí)可能包括總線讀寫(xiě),因而包括總線周期,但有時(shí)可能與總線讀寫(xiě)無(wú)關(guān)。
指令周期:是CPU的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),指的是取指令和執(zhí)行指令的時(shí)間。一般以機(jī)器周期為單位,劃分單條指令的執(zhí)行周期、雙指令執(zhí)行周期等。處理器的大多數(shù)指令(ARM、DSP)采用單指令執(zhí)行周期。
機(jī)器周期:完成一個(gè)基本操作的時(shí)間單位,如一個(gè)提取周期、取數(shù)周期。
時(shí)鐘周期:CPU晶振頻率的倒數(shù)。fantaxy:晶體振蕩器所需的時(shí)間)
一個(gè)機(jī)器周期一般是一條指令所用的時(shí)間,有些有兩個(gè)機(jī)器周期的指令,DJNZ,就是雙周期指令。
周期:是時(shí)間,完成任務(wù)的時(shí)間
時(shí)鐘周期:這個(gè)名字的英文clockcycle;時(shí)鐘周期;鐘是用來(lái)計(jì)量時(shí)間的,是一個(gè)基本單位;在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中,cpu的晶振時(shí)間是最基本的單位,所以時(shí)鐘周期是非?;镜模渌芷诙家源藶閰⒖?!
相互關(guān)系 編輯本段
1、指令周期由幾個(gè)機(jī)器周期組成,機(jī)器周期包含幾個(gè)時(shí)鐘周期,基本總線周期由四個(gè)時(shí)鐘周期組成。
2、機(jī)器周期與總線周期的關(guān)系:機(jī)器周期是指完成一個(gè)基本操作的時(shí)間,有時(shí)可能包括總線讀取/寫(xiě),因此包括總線周期,但有時(shí)也可能用總線讀/文字與之無(wú)關(guān),所以沒(méi)有明確的相互包含關(guān)系。
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