时序周期概念

  1. 指令周期: 一条指令从取指、分析到执行完成所需的全部时间。
    • 这是一个 定性描述,不同指令的周期长短不一。 重点
  2. 机器周期 (CPU 周期): 完成一个基本操作(如取指)的时间。通常由若干个时钟周期组成。
  3. 时钟周期 (节拍/T): CPU 的最小时间单位,对应石英振荡器的一个震荡频率周期。

机器周期设计方案

  1. 定长机器周期: 以最长操作为基准。设计简单但浪费资源。
  2. 不定长机器周期: 按需分配时钟周期。设计繁琐,影响高速性能。
  3. 时钟周期插入法 (现代方案): 重点
    • 20/80 原则: 20% 的简单指令占 80% 的使用率。
    • 设定一个能满足 80% 需求的基础周期(如两个 T),对于剩下的复杂操作通过插入 T 来延长。