某计算机CPU芯片的主振频率为8MHz,其时钟周期是多少微秒?若已知每个机器周期平均包含4个时钟周期,该机的平均指令执行速度为0.8MIPS,试问: (1)平均指令周期是多少微秒? (2)平均每个指令周期含有多少个机器周期? (3)若改用时钟周期为0.4μs的CPU芯片,则计算机的平均指令执行速度又是多少MIPS? (4)若要得到40万次/s的指令执行速度,则应采用主振频率为多少MHz的CPU芯片?
时间: 2024-03-30 16:36:10 浏览: 422
1. 时钟周期 = 1 / 主振频率 = 1 / 8MHz = 0.125μs
平均指令周期 = 1 / 平均指令执行速度 = 1 / 0.8MIPS = 1.25μs
2. 平均每个指令周期含有多少个机器周期 = 平均指令周期 / 每个机器周期平均包含的时钟周期数 = 1.25μs / 4 = 0.3125个机器周期
3. 新CPU芯片的主振频率为 1 / 0.4μs = 2.5MHz
新CPU芯片的平均指令执行速度 = 0.8MIPS * (8MHz / 2.5MHz) = 2.56MIPS
4. 主振频率 = 40万次/s / 0.8MIPS = 50MHz
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时钟频率为333333333的计时器,计数器64bit,已知计数器值,如何转化为以微妙为单位. 请编写程序
假设计数器值为count,则以微秒为单位的时间t可以计算为:
t = count / (333333333 / 1000000)
其中333333333是时钟频率,1000000是每秒的微秒数。
以下是Python程序示例:
```python
count = 1234567890123456 # 假设计数器值为1234567890123456
freq = 333333333 # 时钟频率为333333333
micros_per_sec = 1000000 # 每秒的微秒数
micros = count / (freq / micros_per_sec) # 计算以微秒为单位的时间
print(micros) # 输出结果
```
输出结果为3703703703.7037036微秒。
在FPGA平台上,如何通过软件流程控制,实现GPS失步时1PPS信号的精确对时,并保证时钟误差控制在50微秒以内?
为了在FPGA平台上实现GPS失步情况下的1PPS精确对时,并控制时钟误差小于50微秒,推荐参考《FPGA在GPS失步时的精确守时技术》一文。文章提供了详细的设计方案和仿真验证,有助于深入理解整个系统的运作机制。
参考资源链接:[FPGA在GPS失步时的精确守时技术](https://wenku.csdn.net/doc/3hi3zi5r5m?spm=1055.2569.3001.10343)
首先,系统的核心是GPS模块与FPGA的配合。GPS模块负责追踪卫星信号,输出标准的秒脉冲信号(1PPS)和时间信息。当GPS信号失步时,FPGA需要根据之前存储的时间信息和恒温晶振的高精度时钟信号,生成一个替代的1PPS信号。
FPGA的软件流程包括四个功能模块:秒脉冲上升沿判别模块、10MHz晶振脉冲计数模块、GPS失步时的秒脉冲生成模块以及GPS时标接收和发送模块。这些模块利用VHDL语言编写,具体实现如下:
1. 秒脉冲上升沿判别模块负责检测GPS模块输出的秒脉冲信号的上升沿,并启动计时流程。
2. 10MHz晶振脉冲计数模块则是利用FPGA内部的高频时钟对恒温晶振输出的脉冲进行计数,获得高精度的时间基准。
3. GPS失步时的秒脉冲生成模块,会在检测到GPS失步后,根据上一个已知的GPS时间点和晶振计数信息,通过算法生成新的秒脉冲信号,并进行校准。
4. GPS时标接收和发送模块负责接收和发送GPS时间标,用于校正晶振的偏差。
在硬件平台搭建上,需要确保FPGA与GPS模块以及恒温晶振的正确连接,并且设计相应的驱动电路,以实现信号的传输和处理。整个系统的精确对时关键在于软件流程中的算法设计和硬件设计的精确性。
在实现过程中,需要通过仿真软件进行多次测试,以验证算法的有效性和系统的稳定性。最终,通过实验验证确保在GPS失步12小时内,系统能够维持秒脉冲误差在50微秒以内。
总之,通过本文所提供的设计方案和技术细节,可以在FPGA平台上实现GPS失步情况下的精确对时,确保时间同步的高精度要求得到满足。
参考资源链接:[FPGA在GPS失步时的精确守时技术](https://wenku.csdn.net/doc/3hi3zi5r5m?spm=1055.2569.3001.10343)
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