19、基于总线的计算机系统与闹钟设计解析

基于总线的计算机系统与闹钟设计解析

在计算机系统的设计与优化中，总线、内存以及系统各组件的性能和协作至关重要。同时，通过一个具体的设计实例，如闹钟系统的设计，可以更深入地理解系统设计的流程和方法。本文将围绕总线和内存的性能分析，以及闹钟系统的设计展开详细探讨。

1. 总线与内存性能分析

在评估系统性能时，总线和内存的传输速度是关键因素。通过计算传输一定数量帧所需的时间，可以判断总线和内存是否满足应用需求。

1.1 总线性能评估

假设传输一秒钟的帧所需的总时间计算公式为：
[t = T_{basic} \cdot P = 1,224,000 \cdot 1 \times 10^{-6} = 1.224 \text{ sec}]
由于这个时间超过了 1 秒，说明总线的速度对于当前应用来说不够快。

1.2 内存性能评估

内存提供了突发模式（burst mode），参数 (B = 4)，但数据宽度仅为 4 位，即 (W = 0.5)。对于该内存，(D = 1)，(O = 4)，时钟周期为 (10^{-7}) 秒。计算传输所需的周期数 (T_{mem}) 和时间 (t)：
[T_{mem} = \frac{(4 \cdot 1 + 4)612,000}{4 \cdot 0.5} = 2,448,000 \text{ 周期}]
[t = T_{mem} \cdot P = 2,448,000 \cdot 1 \times 10^{-7} = 0.2448 \text{ sec}]
内存传输 1 秒内必须发送的 30 帧所需时间小于 1 秒，因此内存速度足够。