时钟周期

时钟周期也称为震荡周期, 定义为时钟脉冲的倒数, 是计算机中最基本, 最小的时间单位.

在一个时钟周期内, CPU只完成最基本的动作. 对同一种机型而言, 时钟频率越高, 计算机工作速度越快.

机器周期

在计算机中, 为了便于管理, 通常把一条指令执行划分为若干个阶段, 每一个阶段完成一项任务. 

如: 取指令, 存储器读, 存储器写等, 这每一项工作称为一个基本操作. 

完成一个基本操作所需要的时间为机器周期, 一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成.

指令周期

执行一条指令所需要的时间, 一般由若干个机器周期组成. 指令不同,所需要的机器周期也不同.

对于一些简单的单字节指令, 在取指令周期中, 指令取出到指令寄存器后, 立即译码执行, 不再需要其他的机器周期.

对一些比较复杂的指令, 例如:转移指令, 乘法指令, 则需要两个或两个以上的机器周期. 

通常含一个机器周期的指令称为单周期指令, 包含两个机器周期的指令称为双周期指令.

总线周期

由于存储器和I/O是挂接在总线上的, CPU对存储器和I/O的访问是通过总线进行的.

通常把CPU通过总线对微处理器外部(存储器或I/O端口)进行一次访问所需要时间称为一个总线周期.

总结

时钟周期是最小单位

机器周期需要1个或多个时钟周期 

指令周期需要1个或多个机器周期

机器周期因涉及一个基本操作时间, 可能操作总线, 因此可能会包含总线周期,也可能不包含.

指令周期: 是CPU关键指标, 指取出并执行一条指令的时间. 一般以机器周期为单位, 

分单指令执行周期和多指令执行周期等. 现在处理器大部分指令(ARM/DSP)均采用单指令执行周期.

机器周期: 完成一个基本操作的时间单元, 如取指周期, 取数周期

时钟周期: CPU晶振的工作频率的倒数