【RTOS】指令时间
对比300Mhz与400Mhz单板
一、固定前提:计算时钟周期
时钟周期 T=1/300 MHz =1/300×106 Hz1≈3.333 ns这是固定值
300 MHz 单板的每一个时钟滴答约为 3.33 纳秒。
时钟周期 T=1/400 MHz=2.5 ns(固定)
400 MHz 单板的每一个时钟滴答约为 2.5 纳秒。
二、关键变量:CPI(每条指令的时钟周期数)
单指令的实际耗时 = CPI * T
理想流水线 RISC(无阻塞) | 1 | ≈ 3.33 ns | 如 ARM Cortex-M0/M4 的简单算术指令(add、mov),流水线无阻塞 |
典型 RISC 访存指令(缓存命中) | 2~3 | ≈ 6.67~10 ns | 寄存器→内存读写(如 LDR/STR),缓存命中时无额外延时 |
分支指令(预测失败) | 5~10 | ≈ 16.67~33.33 ns | 如 if-else 跳转失败,流水线需清空重填(Cortex-M 系列典型值) |
复杂指令(乘法 / 除法) | 10~50 | ≈ 33.33~166.67 ns | 无硬件乘法器时,除法指令 CPI 可能达 50+;有硬件加速器则 CPI 可降至 5~10 |
缓存未命中(访存) | 30~100 | ≈ 100~333.33 ns | 需访问外部 DDR/Flash,延时取决于存储芯片速度 |
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