CPU 週期訊號 節拍週期訊號 節拍脈衝訊號三者之間的關係是什麼?

時間 2021-05-30 21:31:45

1樓:李進偉

時鐘週期是由CPU時鐘定義的定長時刻距離,是CPU作業的最小時刻單位,也稱節拍脈衝或T週期。通常為節拍脈衝或T週期,既主頻的倒數,它是處理操作的最基本的單位。  在微程式控制器中,時序訊號比較簡單,一般選用節拍電位——節拍脈衝二級體系。

就是說它只需乙個節拍電位,在節拍電位又包括若干個節拍脈衝(時鐘週期)。節拍電位表明乙個CPU週期的時刻,而節拍脈衝把乙個CPU週期劃分為幾個叫較小的時刻距離。根據需要這些時刻距離能夠持平,也能夠不等。

所以說時鐘週期跟外頻是沒啥聯絡的。另外你說的時鐘頻率,這個一般都是指主頻了,這個沒錯。時鐘頻率,是供給電腦定時訊號的乙個源,這個源發生不同頻率的基準訊號,用來同步CPU的每一步操作,通常簡稱其為頻率。

CPU的主頻,是其中心內部的作業頻率(中心時鐘頻率),它是鑑定CPU效能的重要指標。通常為節拍脈衝或T週期,既主頻的倒數,它是處理操作的最基本的單位。   在微程式控制器中,時序訊號比較簡單,一般選用節拍電位——節拍脈衝二級體系。

就是說它只需乙個節拍電位,在節拍電位又包括若干個節拍脈衝(時鐘週期)。節拍電位表明乙個CPU週期的時刻,而節拍脈衝把乙個CPU週期劃分為幾個叫較小的時刻距離。根據需要這些時刻距離能夠持平,也能夠不等。

2樓:

一小塊石英晶體加電後產生壓電反應,在固定頻率振動,產生出電壓按照固定週期變化的脈衝訊號。這個高頻率的訊號通向分頻器(frequency divider),轉化為比較低頻的訊號。

)以上圖為例,分頻器分出來的訊號有四個頻率。題目中所說 CPU週期訊號、節拍週期訊號、節拍脈衝訊號本質上都是時鐘脈衝的不同分頻,主要區別在於用途上。

通常來說,CPU 週期訊號最「慢」,它決定 CPU 所處的狀態。CPU 執行一條指令的週期叫做指令週期(instruction cycle),指令週期可以劃分為 fetch、decode、和 execute 三個部分,所以也叫 fetch-decode-execute cycle。假設上圖與 QD 頻率相同的訊號有三個,QD1、QD2、QD3,它們分別依次處於高電位,那麼就可以用它們來控制 CPU 處於 fetch、decode、還是 execute 狀態,這就是 CPU 週期訊號。

節拍週期訊號是控制訊號,調整電路的功能。比如,現在 CPU 處於 fetch 狀態,仍舊以上圖為例,假設 QC 這個比 QD 「快」的訊號有 QC1、QC2、QC3……QCi 個,分別對應電路的不同功能(比如,應該將從記憶體中取來的數字作為指令解釋,還是送給暫存器存起來),誰處於高電位,CPU 就能執行誰決定的功能。

節拍脈衝訊號則是觸發訊號,決定電路的實際工作起點。以上圖的 QB 為例,假設 QD1 決定 CPU 處於 fetch 階段,QC1 決定 CPU 的功能是去記憶體取乙個數字,那麼 QB 的上公升沿會觸發整個電路切實地執行這個功能。

可以這樣模擬:

某診所周一二三門診,周四五看複診病人,週六日不辦公

——對應三個 CPU 週期

診所星期一二三 8:00 開始門診,12:00 午休,13:00 繼續門診,17:00 關門

——對應節拍週期

某個病人星期二 9:00 去看了病

——對應脈衝訊號

(注意上面的說法極度簡化,實際的實現要複雜很多,比如振動源不一定是石英,每個 CPU 週期未必等長,CPU 也並不是在某一時刻只能處於單獨一種週期狀態裡(詳見 pipelining),乃至週期層級也未必就是三層等等。)

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