Расчёт точного времени выполнения команд различными процессорами архитектуры PDP-11.

**Patron** · 29.10.2012, 14:30

Тесты продолжительности (в тактах) двухоперандных команд процессора 1801ВМ1 дали на ДВК-1 5.3 МГц следующие результаты:

1801VM1 MOV Timings Test v1.1

Код:

Scale: 256
Retry: 256
               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

Mov     R1     14   37    41      49      41      50    49     49      64
Mov    (R1)    30   45    49      59      49      59    59     59      72
Mov    (R1)+   30   46    49      59      49      59    59     59      72
Mov   @(R1)+   43   59    62      72      62      73    73     73      84
Mov   -(R1)    30   47    49      59      49      60    59     59      73
Mov  @-(R1)    44   60    63      73      63      73    73     73      86
Mov    Addr    43   59    62      73      62      73    73     73      85
Mov  @Tab(R1)  56   73    73      85      73      86    85     85      98

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

MovB    R1     14   37    41      49      41      51    49     49      64
MovB   (R1)    30   46    49      59      49      60    59     59      73
MovB   (R1)+   30   46    49      59      49      60    59     59      73
MovB  @(R1)+   43   59    62      73      62      73    73     73      85
MovB  -(R1)    30   47    49      59      49      60    59     59      73
MovB @-(R1)    44   60    63      73      63      73    73     73      86
MovB   Addr    43   59    62      73      62      73    73     73      85
MovB @Tab(R1)  56   73    73      85      73      86    85     85      98

1801VM1 ADD & SUB Timings Test v1.0

Код:

Scale: 256
Retry: 400
               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

Add     R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
Add    (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
Add    (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
Add   @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
Add   -(R1)    30   56    56      69      56      70    69     69      82
Add  @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
Add    Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
Add  @Tab(R1)  56   81    81      95      82      95    95     95      108

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

Sub     R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
Sub    (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
Sub    (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
Sub   @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
Sub   -(R1)    30   56    56      69      56      70    69     69      82
Sub  @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
Sub    Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
Sub  @Tab(R1)  56   81    81      95      82      95    95     95      108

1801VM1 CMP & BIT Timings Test v1.0

Код:

Scale: 256
Retry: 400
               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiT     R1     14   35    35      49      36      49    49     49      61
BiT    (R1)    30   43    43      56      44      58    57     57      70
BiT    (R1)+   30   43    43      57      44      58    57     57      70
BiT   @(R1)+   43   57    57      70      58      71    70     70      83
BiT   -(R1)    31   44    44      57      45      58    57     57      71
BiT  @-(R1)    44   57    57      71      58      72    71     71      84
BiT    Addr    43   57    57      70      58      71    70     70      83
BiT  @Tab(R1)  56   70    70      83      71      84    83     83      96

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiTB    R1     14   35    35      49      36      49    49     49      61
BiTB   (R1)    30   43    43      57      44      58    57     57      70
BiTB   (R1)+   30   43    43      57      44      58    57     57      70
BiTB  @(R1)+   43   57    57      70      58      71    70     70      83
BiTB  -(R1)    31   44    44      57      45      58    57     57      71
BiTB @-(R1)    44   57    57      70      58      72    70     71      84
BiTB   Addr    43   57    57      70      58      71    70     70      83
BiTB @Tab(R1)  56   70    70      83      71      84    83     83      96

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

Cmp     R1     14   35    35      49      36      49    49     49      61
Cmp    (R1)    30   43    43      57      44      58    57     57      70
Cmp    (R1)+   30   43    43      57      44      58    57     57      70
Cmp   @(R1)+   43   57    57      70      58      71    70     70      83
Cmp   -(R1)    31   44    44      57      45      58    57     57      71
Cmp  @-(R1)    44   57    57      71      58      72    71     71      84
Cmp    Addr    43   57    57      70      57      71    70     70      83
Cmp  @Tab(R1)  56   70    70      83      71      84    83     83      96

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

CmpB    R1     14   35    35      49      36      49    49     49      61
CmpB   (R1)    30   43    43      56      44      58    56     56      70
CmpB   (R1)+   30   43    43      56      44      58    57     57      70
CmpB  @(R1)+   43   57    57      70      58      71    70     70      83
CmpB  -(R1)    30   44    44      57      45      58    57     57      71
CmpB @-(R1)    44   57    57      70      58      72    70     70      84
CmpB   Addr    43   56    56      70      58      71    70     70      83
CmpB @Tab(R1)  56   70    70      83      71      84    83     83      96

1801VM1 BIS & BIC Timings Test v1.0

Код:

Scale: 256
Retry: 400
               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiC     R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
BiC    (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiC    (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiC   @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiC   -(R1)    30   55    55      69      57      70    69     69      82
BiC  @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
BiC    Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiC  @Tab(R1)  56   82    82      95      82      95    95     95      109

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiCB    R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
BiCB   (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiCB   (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiCB  @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiCB  -(R1)    31   55    55      69      57      70    69     69      82
BiCB @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
BiCB   Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiCB @Tab(R1)  56   82    82      95      82      96    95     95      109

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiS     R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
BiS    (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiS    (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiS   @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiS   -(R1)    31   55    55      69      57      70    69     69      82
BiS  @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
BiS    Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiS  @Tab(R1)  56   82    82      95      82      96    95     95      109

               R0  (R0)  (R0)+  @(R0)+  -(R0)  @-(R0)  Addr  @#Addr  @Tab(R0)

BiSB    R1     14   47    47      60      49      61    60     60      73
BiSB   (R1)    30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiSB   (R1)+   30   55    55      69      56      70    69     69      82
BiSB  @(R1)+   43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiSB  -(R1)    31   55    55      69      57      70    69     69      82
BiSB @-(R1)    44   69    69      82      70      83    82     82      96
BiSB   Addr    43   68    68      82      70      83    82     82      95
BiSB @Tab(R1)  56   82    82      95      82      96    95     95      109

**Advertiser** · 29.10.2012, 14:30

**Patron** · 29.10.2012, 17:00

Если взять исправленную "официальную таблицу" таймингов команд процессора 1801ВМ1 для двухоперандных команд типа ADD и добавить туда измеренные значения - получится так:

Код:

Времена выполнения команд:

     двухадресных	предсказанное	измеренное	
метод адресации		время		время		разница	
источн.	приемн.		выполнения	выполнения
   0	   0		8T+tn		8T+tn		 0
   1	   0		18T+2tn		18T+2tn		 0
   2	   0		18T+2tn		18T+2tn		 0
   3	   0		25T+3tn		25T+3tn		 0
   4	   0		19T+2tn		19T+2tn		 0
   5	   0		26T+3tn		26T+3tn		 0
   6	   0		25T+3tn		25T+3tn		 0
   7	   0		32T+4tn		32T+4tn		 0
   0	   1		26T+3tn		29T+3tn		+3
   0	   2		28T+3tn		29T+3tn		+1
   0	   3		31T+4tn		36T+4tn		+5
   0	   4		28T+3tn		31T+3tn		+3
   0	   5		32T+4tn		37T+4tn		+5
   0	   6		31T+4tn		36T+4tn		+5
   0	   7		40T+5tn		43T+5tn		+3
   1	   1		28T+4tn		31T+4tn		+3
   2	   2		30T+4tn		31T+4tn		+1
   3	   3		40T+6tn		46T+6tn		+6
   4	   4		31T+4tn		32T+4tn		+1
   5	   5		42T+6tn		47T+6tn		+5
   6	   6		40T+6tn		46T+6tn		+6
   7	   7		56T+8tn		60T+8tn		+4

Для команд, не пишущих результат в память - совпадение предсказанных и измеренных результатов идеальное.
При выполнении завершающего команду цикла ЧТЕНИЕ-МОДИФИКАЦИЯ-ЗАПИСЬ ( цикл DATIO ) - реально команда выполняется немного медленнее, чем предсказано.

...
P.S.
В процессе изучения "официальной таблицы таймингов" из описания 1801ВМ1 - выяснилось, что её исходный вариант имеет ошибки с указанием числа ожиданий сигнала RPLY ( tn ) - практически в каждой строке.

Для сравнения - исходный и исправленный варианты таблицы:

Скрытый текст

Код:

Времена выполнения команд:

     одноадресных			     двухадресных
метод		время		метод адресации		время
адресации	выполнения	источн.	приемн.		выполнения
    0		8T+tn		0	0		8T+tn
    1		21T+3tn		1	0		18T+2tn
    2		20T+3tn		2	0		18T+2tn
    3		27T+3tn		3	0		25T+3tn
    4		21T+3tn		4	0		20T+2tn
    5		28T+4tn		5	0		26T+3tn
    6		27T+4tn		6	0		25T+3tn
    7		34T+5tn		7	0		32T+3tn
				0	1		26T+2tn
Время выполнения команд		0	2		28T+2tn
управления HALT=54T+7tn		0	3		31T+3tn
команд IOT,BPT,EMT,TRAP		0	4		28T+2tn
42T+5tn; команд устано-		0	5		32T+3tn
вки и очистки признаков		0	6		31T+3tn
8T+tn;     максимальное		0	7		40T+4tn
время ожидания ПДП  8T+		1	1		28T+3tn
+2tn для цикла ввод-па-		2	2		30T+3tn
уза-вывод; максимальное		3	3		40T+5tn
время от момента запро-		4	4		31T+3tn
са прерывания до выбор-		5	5		42T+5tn
ки первой команды ново-		6	6		40T+5tn
го  процесса   98T+12tn		7	7		56T+7tn
(время выполнения самой
длинной команды  + IOT)

Код:

Времена выполнения команд:

     одноадресных			     двухадресных
метод		время		метод адресации		время
адресации	выполнения	источн.	приемн.		выполнения
    0		8T+tn		0	0		8T+tn
    1		20T+3tn	<Испр.	1	0		18T+2tn
    2		20T+3tn		2	0		18T+2tn
    3		27T+4tn	<Испр.	3	0		25T+3tn
    4		21T+3tn		4	0		19T+2tn <Испр.
    5		28T+4tn		5	0		26T+3tn
    6		27T+4tn		6	0		25T+3tn
    7		34T+5tn		7	0		32T+4tn <Испр.
				0	1		26T+3tn <Испр.
Время выполнения команд		0	2		28T+3tn <Испр.
управления HALT=54T+7tn		0	3		31T+4tn <Испр.
команд IOT,BPT,EMT,TRAP		0	4		28T+3tn <Испр.
42T+5tn; команд устано-		0	5		32T+4tn <Испр.
вки и очистки признаков		0	6		31T+4tn <Испр.
8T+tn;     максимальное		0	7		40T+5tn <Испр.
время ожидания ПДП  8T+		1	1		28T+4tn <Испр.
+2tn для цикла ввод-па-		2	2		30T+4tn <Испр.
уза-вывод; максимальное		3	3		40T+6tn <Испр.
время от момента запро-		4	4		31T+4tn <Испр.
са прерывания до выбор-		5	5		42T+6tn <Испр.
ки первой команды ново-		6	6		40T+6tn <Испр.
го  процесса   98T+12tn		7	7		56T+8tn <Испр.
(время выполнения самой
длинной команды  + IOT)

[свернуть]

Так ( например ) авторы "официальной таблицы" ошибочно указали, что в ходе выполнения команды ADD @Tab(R1), @Tab(R0) процессор 1801ВМ1 ожидает сигнал RPLY - 7 раз, тогда как на самом деле - 8, чтобы:

1 - прочитать код команды;
2 - прочитать смещение первого аргумента
3 - прочитать адрес первого аргумента
4 - прочитать первый аргумент
5 - прочитать смещение второго аргумента
6 - прочитать адрес второго аргумента
7 - прочитать второй аргумент
8 - записать результат

ZXPRESS •	ZXART •
ZXTUNES •	ZX Spectrum Old Demos •
Virtual TR-DOS •	World of Spectrum •

User Tag List

Тема: Расчёт точного времени выполнения команд различными процессорами архитектуры PDP-11.

Опции темы

Отображение

Комбинированный просмотр

Скрытый текст

Информация о теме

Пользователи, просматривающие эту тему

Похожие темы

ПК8000 - Быстродействие архитектуры. Исследование.

Время выполнения команд CPI/CPD/CPIR/CPDR

Ваши права