IC基础知识(十一)时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期和总线周期的定义及关系

article/2025/9/11 23:51:29

目录

​1.时钟周期、振荡周期、节拍周期

2.状态周期

3.机器周期、CPU周期

4.指令周期

5.总线周期

总结

微信公众号


 

​1.时钟周期、振荡周期、节拍周期

  时钟周期又叫做振荡周期、节拍周期,定义为时钟晶振频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。例如晶振为12M,则时钟周期为1/12us。又可以被定义为节拍。

2.状态周期

    状态周期是时钟周期的2倍,由时钟周期二分频得到。

    在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

    8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。一个机器周期包含6个状态周期(S1-S6),而一个状态周期又包含两个时钟振荡周期(简称时钟周期)。例:8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

3.机器周期、CPU周期

  在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。比如,取值周期,取数周期。在80C51内部,机器周期一般包括于6个状态周期,12个时钟周期。例如24M的晶振,机器周期为12/24M秒。

4.指令周期

  指令周期是指取出并完成一条指令所需的时间,一般由若干个机器周期组成,分为单周期指令,双周期指令和多周期指令。

  对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。  

5.总线周期

  由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。通常把CPU通过总线对微处理器外部(存贮器或 I/O接口)进行一次访问所需时间称为一个总线周期。一个总线周期一般包含4个时钟周期,这4个时钟周期分别称4个状态即T1状态、T2状态、T3状态和 T4状态。

总结

时钟周期=T

状态周期=2*T

总线周期=4*T

机器周期=若干状态周期

指令周期=若干机器周期

 

微信公众号

     建立了一个微信公众号“Andy的ICer之路”,此公众号主要分享数字IC相关的学习经验,文章主要在公众号上发,csdn会尽量同步更新,有兴趣的朋友可以关注一下!


http://chatgpt.dhexx.cn/article/CRls5Ips.shtml

相关文章

CPU时钟周期和时钟频率

就工作方式而言,CPU 分两种:同步 CPU 和异步 CPU。异步 CPU并不常见,用途广泛的是同步 CPU 。 既然是同步 CPU,当然就需要有一个同步机制,或者说要有个“主管”来维护同步状态,不然你做一样,我…

CPU中的指令周期、CPU周期和时钟周期

https://zhuanlan.zhihu.com/p/90829922 1,指令周期 指令周期:是指计算机从取值到执行执行完毕的时间 计算机执行指令的过程可以分为以下三个步骤: Fetch(取指),也就是从 PC 寄存器里找到对应的指令地址…

时钟周期和机器周期之间的关系

时钟周期和机器周期之间的关系 时钟周期(小)机器周期(中)指令周期 (大)作用 时钟周期(小) 时钟周期:单片机时钟控制的基本时间单位。以微秒(μs)作单位。 时钟周期受时…

凸包和凸集

凸集:在欧氏空间中,凸集是对于集合内的每一对点,连接该对点的直线段上的每个点也在该集合内。 凸包:点集Q的凸包(convex hull)是指一个最小凸多边形,满足Q中的点或者在多边形边上或者在其内。 凸…

凸优化理论(一)深入理解仿射集,凸集,锥等定义及相关证明

文章目录 1:仿射集相关定义与证明2:相关子空间与性质证明3:线性方程组的解集与化零空间4:任意集合构建最小仿射集-仿射包5:凸集相关:凸包-凸组合6:锥 Cone与凸锥 Convex Cone7:概念比…

泛函分析笔记(八) 凸集和凸函数

文章目录 1. 凸集2. 凸函数 1. 凸集 线段: 给定向量空间的两点 a 和 b ,集合 [ a , b ] : { x ∈ X ; x λ a ( 1 − λ ) b , 0 ≤ λ ≤ 1 } [a,b]: \{ x\in X; x \lambda a (1-\lambda)b,0\le \lambda \le 1\} [a,b]:{x∈X;xλa(1−λ)b,0≤λ…

【第1章】凸集——几种重要的凸集

凸集——几种重要的凸集 2.几种重要的凸集2.1 超平面与半空间2.2 球和椭球2.3 多面体(关注单纯形)2.4 半正定锥2.5参考 Date: 2020/04/11 Editor:萧潇子(Jesse) Contact: 1223167600qq.com 2.几种重要的凸集 本节讲述一些重要凸集的概念,首先介绍一些简…

凸集、凸函数及其充分必要条件

凸集的定义: 设集合 D⊂Rn D ⊂ R n ,若对于任意点 x,y∈D x , y ∈ D 及实数 α∈[0,1] α ∈ [ 0 , 1 ] ,都有 αx(1−α)y∈D α x ( 1 − α ) y ∈ D 则称集合 D D 为凸集。 由凸集的定义可以看出凸集的几何意义,对于非空集合D"…

凸函数与凸集

文章目录 1、凸集2、凸函数 对于《欠定线性系统与正则化》一节中的优化问题: ( P J ) : min ⁡ x J ( x ) s . t . b A x (P_J):\min \limits_{\bf x} J({\bf x})\quad {\rm s.t.} \quad{\bf bAx} (PJ​):xmin​J(x)s.t.bAx 只要 J ( ⋅ ) J(\cdot) J(⋅)为严格凸的…

凸集与凸函数

凸集的定义为: 其几何意义表示为:如果集合C中任意2个元素连线上的点也在集合C中,则C为凸集。其示意图如下所示: 常见的凸集有: n维实数空间;一些范数约束形式的集合;仿射子空间;凸集…

凸组合和凸集

前言 对无人机进行轨迹规划时,需要对可行空间进行数学表示,可行空间通常被表示为凸组合的形式。 结论 在 R n R^n Rn中的m个向量 a 1 , a 2 , a 3 , . . . . . , a m a_1,a_2,a_3,.....,a_m a1​,a2​,a3​,.....,am​的凸组合是它们在n维空间的最小凸…

凸集、凸函数与凸规划

文章目录 1 凸集2 凸函数2.1 凸函数性质2.2 一阶判别公式2.3 二阶判别公式 3 凸规划 1 凸集 设集合 S ⊂ R n S\subset \R^n S⊂Rn,若 S S S中任意两点连线仍属于 S S S,则 S S S称为凸集,即 x 1 λ ( x 2 − x 1 ) ∈ S \bm x_1 \lambda…

凸优化学习(二)——凸集

注意,本文内容来自于吴恩达老师cs229课堂笔记的中文翻译项目:https://github.com/Kivy-CN/Stanford-CS-229-CN 中的凸优化部分的内容进行翻译学习。 2. 凸集 我们从凸集的概念开始研究凸优化问题。 定义2.1 我们定义一个集合是凸的,当且仅当任意 x , y…

凸优化第一【凸集与凸优化简介】

【本文仅供学习记录,概无其他用处,一些图片资源来自网络,侵删】 凸优化是一个简单的优化问题,优化-数学规划概念相同,本课程主要学习的内容包括:凸集、凸函数、凸优化和有关凸优化的一些算法。 优化&…

凸优化笔记(一):仿射集,凸集与锥

一.直线和线段 设为空间中的两个点。 直线: 线段: 二.仿射集(Affine Set)凸集(Convex Set)和锥(Cones) 仿射集 仿射集:通过集合中任意两个不同点的直线仍然在集合C中…

【机器学习】凸集、凸函数、凸优化、凸优化问题、非凸优化问题概念详解

目录 1 基本概念2 凸优化问题3 非凸优化问题4 总结 1 基本概念 (1)凸集和非凸集 凸集是一个点集, 这个点集有一个性质, 就是在这个集合中任取不同的两个点x和y, 他们之间的线段(包括端点)上的点…

凸优化学习(一)凸集与凸函数、凸优化问题

4.1 凸集 convex sets 仿射集(Affine Sets):如果一个集合 C ∈ R n C\in\mathbb{R}^n C∈Rn 是仿射的,则在C中两点的直线也在C中,若 x 1 ∈ C , x 2 ∈ C , 则 x θ x 1 ( 1 − θ ) x 2 ∈ C , θ ∈ R x_1\in C,x…

【凸优化笔记二】凸函数基本性质和例子

【凸优化笔记二】凸函数基本性质和例子 凸函数的四个定义定义一定义二定义三定义四 一些栗子 凸函数的四个定义 定义一 其中 dom f f f 是函数 f f f 的 定义域(前域),为凸集——这个很重要,后面的一些定义中也会用到&#xff…

凸函数

凸函数有一个很好的性质,即只要能证明我们求解的问题是凸函数,最终得到的解一定是全局最优解 首先得注意一下: 中国大陆数学界某些机构关于函数凹凸性定义和国外的定义是相反的。Convex Function在中国大陆某些的数学书中,比如说…

最优化理论基础与方法学习笔记——凸集与凸函数以及手写定理证明

文章目录 凸集的定义凸集的几何意义有关凸集的定理 定理1.4.2内点、边界点和闭包的定义定义1.4.3 超平面的定义定理1.4.3 投影定理定理1.4.4 点与凸集的分离定理定理1.4.5 支撑超平面定理定义1.4.4 凸函数的定义定义1.4.5 水平集定理1.4.6 凸函数的水平集还是凸集定理1.4.7 函数…