7.1.8. Время выполнения команд

Время выполнения команды можно определить, умножая число тактов синхронизации, необходимых для выполнения команды, на период синхронизации. Это время можно выразить в виде суммы базового времени выполнения (которое зависит от команды и режима адресации) и времени вычисления эффективного адреса, если привлекается операнд из памяти. Базовое время выполнения предполагает, что выполняемая команда уже выбрана и находится в очереди команд; в противном случае требуется учесть дополнительные такты синхронизации, необходимые для выборки команды. Базовые времена выполнения некоторых типичных команд микропроцессоров 8086/8088 приведены на Рис. 7.24, а полная информация содержится в приложении. Время вычисления эффективного адреса зависит от режима адресации, что показано на рис.2.22.

Третий столбец на Рис. 7.24 показывает число обращений к памяти, необходимых для выполнения команд. Чтобы определить время выполнения команды, в которой осуществляется обращение к полному слову памяти, следует учесть выравнивание операнда. Если слово имеет нечетный адрес, микропроцессор 8086 считывает его за два цикла шины, длящихся по 4 такта синхронизации. Следовательно, каждое обращение к слову с нечетным адресом требует 4 дополнительных такта синхронизации. В микропроцессоре 8088 на передачу каждого слова необходимо прибавить 4 такта синхронизации, так как в цикле шины передается только один байт.

Рис. 7.24. Времена выполнений некоторых команд

Рис. 7.25. Время, необходимое для вычисления эффективного адреса

Отметим, что некоторые команды имеют несколько отличающихся базовых времен выполнения в зависимости от режимов адресации. Примеры на Рис. 7.24 показывают, что для данной двухоперандной команды операция регистр-— регистр выполняется быстрее, чем с остальными режимами адресации, а операция регистр - память выполняется медленнее операции память — регистр из-за дополнительного времени на запоминание результата в памяти. Базовое время выполнения некоторых команд зависит также от данных. Типичными примерами служат команды умножения, деления, сдвига и циклического сдвига. Для команд условного перехода приведено два времени — меньшее соответствует случаю, когда условие не удовлетворяется и переход не производится, а большее соответствует реализации перехода. Во втором случае учитывается нарушение очереди команд и выборка следующей команды.

Пусть частота синхронизации равна 5 МГц (период 0,2 мкс). Тогда времена выполнения различных форм команды ADD вычисляются следующим образом.

Сложение регистр — регистр (результат в регистре) требует трех тактов синхронизации (0,6 мкс) для операнда байта или слова.

Сложение память - регистр (результат в регистре) с использованием относительной базовой индексной адресации требует

9 (базовое) + 12 (вычисление адреса) =21 такт синхронизации (4,2 мкс)

для операции над байтами или словами, причем слово находится по четному адресу, или

9 + 12 + 4 (дополнительные такты) = 25 тактов (5,0 мкс).

если слово находится по нечетному адресу.

Сложение регистр - память (результат в памяти) с использованием базо- ' вой индексной адресации требует

16 (базовое) + 8 (вычисление адреса) = 24 такта синхронизации (4,8 мкс)

для операции над байтами или словами, причем слово находится по четному адресу, или

16 + 8 + 4 (считывание слова) + 4 (запоминание слова) = 32 такта синхронизации (6,4 мкс),

если слово находится по нечетному адресу.

.