执行指令时,CPU首先到程序存储器中取出需要执行的指令操作码,然后译码,并由时序电路产生一系列控制信号完成指令所规定的操作。
(1)时序:CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序称为时序。
时序是用定时单位来描述的,时序单位有四个,分别是时钟周期(节拍)、状态、机器周期和指令周期。
(2)机器周期、指令周期与指令时序
各种指令时序与时钟周期相关。
1时钟周期
时钟控制信号的基本时间单位。若晶振频率为fosc,则时钟周期
2机器周期
CPU完成一个基本操作所需时间为机器周期。执行一条指令分为几个机器周期。每个机器周期完成一个基本操作,如取指令、读或写数据等。每12个时钟周期为1个机器周期。
若晶振为6MHz,则机器周期为2μs,若晶振为12MHz,则机器周期为1μs。
1个机器周期包括12个时钟周期,分6个状态:S1~S6。每个状态又分两拍:P1和P2。因此,一个机器周期中的12个时钟周期表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2,
指令周期
执行一条指令所需的时间。简单的单字节指令,取出指令立即执行,只需一个机器周期的时间。而有些复杂的指令,如转移、乘、除指令则需两个或多个机器周期。
从指令执行时间看:
单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期;
三字节指令都是双机器周期;
乘、除指令占用4个机器周期。
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