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MCS-51 週期的概念

  計算機系統有一系列的“週期”概念,區別、聯絡地理解這些概念至關重要。以下對時鐘週期、振盪週期、機器週期、CPU週期、狀態週期、指令週期、匯流排週期、任務週期進行簡單介紹。

週期

       在電子技術中,脈衝訊號是一個按一定電壓幅度,一定時間間隔連續發出的脈衝訊號。脈衝訊號之間的時間間隔稱為週期;而將在單位時間(如1秒)內所產生的脈衝個數稱為頻率。頻率是描述週期性迴圈訊號(包括脈衝訊號)在單位時間內所出現的脈衝數量多少的計量名稱;頻率的標準計量單位是Hz(赫)。電腦中的系統時鐘就是一個典型的頻率相當精確和穩定的脈衝訊號發生器。

時鐘週期

    時鐘週期,一般也稱振盪週期(如果晶振的輸出沒有經過分頻就直接作為cpu的工作時鐘,則時鐘週期就等於振盪週期),即CPU的晶振的工作頻率的倒數,是計算機中最基本的、最小的時間單位。通常成為節拍脈衝或者T週期。對於微控制器時鐘週期,時鐘週期是微控制器的基本時間單位,兩個振盪週期(時鐘週期)組成一個狀態週期。


振盪週期(oscillating period)

  在衰減振盪中,兩個相鄰同方向峰值之間的時間稱為振盪週期Tp,振盪頻率2π/Tp。在相同衰減比下,振盪週期越短或振盪頻率越高,則回覆時間越短,因此振盪週期(頻率)反映系統響應快慢的指標


機器週期

    機器週期,一般也叫CPU週期。在計算機中,為了便於管理,常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段(如,取指令、儲存器讀、儲存器寫等),每一階段完成一項工作(稱為一個基本操作)。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器週期。一般情況下,一個機器週期由若干個S週期(狀態週期)組成。


CPU週期

  又稱機器週期,CPU週期定義為從記憶體讀取一條指令字的最短時間。一個指令週期常由若干CPU週期構成。

狀態週期


    在8051微控制器中把一個時鐘週期定義為一個節拍(用P表示),二個節拍定義為一個狀態週期(用S表示)。



8051系列微控制器的一個機器週期同6個S週期(狀態週期)組成。一個機器週期包含6個狀態週期(S1-S6),而一個狀態週期又包含兩個時鐘振盪週期(簡稱時鐘週期)。例:8051微控制器的機器週期由6個狀態週期組成,也就是說一個機器週期=6個狀態週期=12個時鐘週期。

指令週期


  指令週期是執行一條指令所需要的時間,即CPU從記憶體取出一條指令並執行這條指令的時間總和。一般由若干個機器週期組成,從取指令、分析指令到執行完所需的全部時間。指令不同,所需的機器週期數也不同。對於一些簡單的的單位元組指令,在取指令週期中,指令取出到指令暫存器後,立即譯碼執行,不再需要其它的機器週期。對於一些比較複雜的指令,例如轉移指令、乘法指令,則需要兩個或者兩個以上的機器週期。通常含一個機器週期的指令稱為單週期指令,包含兩個機器週期的指令稱為雙週期指令。


匯流排週期


    匯流排週期通常指的使通過匯流排完成一次記憶體讀寫操作或完成一次輸入輸出裝置的讀寫操作所必須的時間。由於儲存器和I/O埠是掛接在總線上的,CPU對儲存器和I/O介面的訪問,是通過匯流排實現的。通常把CPU通過匯流排對微處理器外部(儲存器或I/O介面)進行一次訪問所需時間稱為一個匯流排週期。一個匯流排週期一般包含4個時鐘週期,這4個時鐘週期分別稱4個狀態即T1狀態、T2狀態、T3狀態和T4狀態。

任務週期

       週期任務是指計算機系統按一定週期達到並請求執行,每次請求稱為任務的一個任務例項,任務例項所屬任務的起始時刻稱為該任務例項的到達時刻,任務例項被置為就緒態的時刻稱為該任務例項的釋放時刻。
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作者:yangtalent1206
來源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/yangtalent1206/article/details/5853017?utm_source=copy
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