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時鐘周期英文解釋翻譯、時鐘周期的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 clock cycle; clock period

相關詞條:

1.clocktick  2.clockperiod  

分詞翻譯:

時的英語翻譯:

days; hour; occasionally; opportunity; seanson; time
【醫】 chron-; chrono-

鐘的英語翻譯:

bell; chime; clock
【醫】 bell

周期的英語翻譯:

cycle; period; wheel
【計】 C; cycle time; loop cycle; periods
【化】 period
【醫】 cycle
【經】 cycle; period

專業解析

在電子工程與計算機體系結構中,時鐘周期(Clock Cycle) 是數字系統中最基本的時間度量單位,指數字電路主時鐘信號相鄰兩個上升沿(或下降沿)之間的時間間隔。它直接決定了同步數字系統執行操作的最小時間步長,是系統運行速度和性能的核心參數。

一、核心定義與技術内涵

  1. 基礎概念

    時鐘周期是時鐘信號完成一個完整振蕩周期(如從低電平到高電平再回到低電平)所需的時間。所有同步邏輯單元(如寄存器、狀态機)的操作均嚴格按此時序基準對齊,确保數據在電路中的穩定傳輸與處理 。

  2. 數學表達與物理意義

    時鐘周期 ( T ) 與時鐘頻率 ( f ) 互為倒數關系:

    $$ T = frac{1}{f} $$

    例如,1 GHz 時鐘頻率對應的時鐘周期為 1 納秒(ns)。該公式體現了系統速度提升的本質是縮短單個操作的時間窗口 。

二、在數字系統中的關鍵作用

  1. 同步操作的控制核心

    時鐘信號作為全局同步源,其周期定義了寄存器采樣數據的時刻(通常在上升沿)和組合邏輯計算的最大允許延遲。任何違反時序約束(如建立時間/保持時間)的操作均會導緻系統失效 。

  2. 性能指标的量化基礎

    • 指令執行速度:處理器性能常以“每周期指令數(IPC)”衡量,時鐘頻率與IPC共同決定實際吞吐量。
    • 功耗管理:動态功耗與時鐘頻率(即周期倒數)成正比,低功耗設計需優化周期利用率或動态調整頻率 。

三、工程應用與設計考量

  1. 時序收斂挑戰

    在超大規模集成電路(VLSI)設計中,工程師需通過靜态時序分析(STA)确保所有路徑延遲小于一個時鐘周期,否則需降低頻率或修改電路結構 。

  2. 多時鐘域與異步處理

    複雜系統常包含多個不同頻率的時鐘域。跨時鐘域通信需采用同步器(如雙觸發器)避免亞穩态,此時時鐘周期的穩定性直接影響錯誤概率 。


權威參考來源:

  1. 《數字設計與計算機體系結構》(David Harris, Sarah Harris) - 機械工業出版社,ISBN 978-7111638854(定義與同步設計原理)
  2. Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual - Chapter 2: Performance Analysis(時鐘周期與性能指标關聯)
  3. IEEE Standard 1149.1 (JTAG) - IEEE Xplore Document(多時鐘域測試标準)

網絡擴展解釋

時鐘周期是計算機系統中一個基礎且重要的概念,其核心含義如下:

1. 定義 時鐘周期(Clock Cycle)是計算機主時鐘信號完成一次完整振蕩所需的時間,它是CPU執行操作的最小時間單位。所有硬件操作均以此時鐘為基準進行同步,類似于音樂節拍器協調樂隊演奏的節奏。

2. 數學表達 時鐘周期與時鐘頻率互為倒數關系: $$ T = frac{1}{f} $$ 其中:

例如:

3. 系統作用

4. 相關概念對比

5. 性能影響 縮短時鐘周期可提升理論運算速度,但實際性能還受架構設計(如超标量、超流水線)、散熱能力、工藝制程等因素制約。現代處理器通過多核并行、緩存優化等技術突破單純提升頻率的局限。

分類

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