指令周期
指令周期指从取出到执行完一条机器指令所需要的全部时间。
因为每一条指令的操作复杂度不同,所以每一条指令的指令周期也一般不同。
机器周期
又称CPU周期。通常把一个指令周期划分成若干个机器周期,每个机器周期完成一个基本操作(微指令)。
一般机器的机器周期有:取指周期、取数周期、执行周期、中断周期。
节拍
一个机器周期内要完成若干微操作,因此把一个机器周期分成若干个相等的节拍电位。
选取方法有:
- 统一节拍法:用最复杂的机器周期决定节拍数,用最繁重的微操作决定节拍时间。统一节拍法的所有机器周期长度相等,这样的CPU周期被称为定长CPU周期。
- 分散节拍法:根据机器周期的实际需要决定节拍数,可以提高时间利用率,这样的CPU周期被称为不定长CPU周期。
- 延长节拍法:在满足大多数机器周期的情况下,选取适当的节拍数作为基本节拍。如果基本节拍内无法完成全部微操作,就可以延长一两个节拍。
- 时钟周期插入法:
工作脉冲
处于节拍的末尾,一个节拍内会有一个或多个工作脉冲。
控制方式
同步控制方式
又称固定时序控制方式,各个微操作由统一的时序信号控制,每个机器周期中包含统一的节拍电位和工作脉冲。同步控制方式以最复杂指令的操作时间作为统一的时间间隔标准。
优点:设计简单,容易实现。
缺点:空闲时间多,产生时间浪费。