Эмуляция процессора и привязка к определенной тактовой частоте - PullRequest
25 голосов
/ 22 сентября 2008

Если бы вы прочитали мой другой вопрос , вы поймете, что я провел эти выходные, собирая эмулятор процессора 6502 в качестве упражнения на программирование.

Эмулятор ЦП в основном завершен, и, по-моему, он довольно точен после моего ограниченного тестирования, однако он работает невероятно быстро, и я хочу снизить его до фактической тактовой частоты машины.

Мой текущий тестовый цикл такой:

    // Just loop infinitely.
    while (1 == 1)
    {                
        CPU.ClockCyclesBeforeNext--;

        if (CPU.ClockCyclesBeforeNext <= 0)
        {
            // Find out how many clock cycles this instruction will take
            CPU.ClockCyclesBeforeNext = CPU.OpcodeMapper.Map[CPU.Memory[CPU.PC]].CpuCycles;

            // Run the instruction
            CPU.ExecuteInstruction(CPU.Memory[CPU.PC]);

            // Debugging Info
            CPU.DumpDebug();
            Console.WriteLine(CPU.OpcodeMapper.Map[CPU.Memory[CPU.PC]].ArgumentLength);

            // Move to next instruction
            CPU.PC += 1 + CPU.OpcodeMapper.Map[CPU.Memory[CPU.PC]].ArgumentLength;                                        
        }
    }

Как вы можете сказать, каждый код операции занимает определенное количество времени для завершения, поэтому я не выполняю следующую инструкцию, пока не начну отсчитывать время цикла ЦП. Это обеспечивает правильную синхронизацию между кодами операций, просто все работает быстро.

Целевая частота процессора составляет 1,79 МГц, однако я бы хотел, чтобы решение проблемы с часами поддерживало скорость 1,79 МГц даже при увеличении сложности, поэтому мне не нужно ее настраивать.

Есть идеи?

Ответы [ 7 ]

13 голосов
/ 06 мая 2009

Я написал эмулятор Z80 много лет назад, и для точного выполнения циклов я разделил тактовую частоту на несколько маленьких блоков и сделал так, чтобы ядро ​​выполняло столько тактов. В моем случае я привязал его к частоте кадров игровой системы, которую я эмулировал. Каждый код операции знал, сколько циклов потребовалось для выполнения, и ядро ​​продолжало выполнять коды операций, пока не было выполнено указанное количество циклов. У меня был внешний цикл выполнения, который запускал ядро ​​процессора, запускал другие части эмулируемой системы и затем спал до времени начала следующей итерации.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Добавление примера цикла выполнения.

int execute_run_loop( int cycles )
{
    int n = 0;
    while( n < cycles )
    {
        /* Returns number of cycles executed */
        n += execute_next_opcode();
    }

    return n;
}

Надеюсь, это поможет.

8 голосов
/ 22 сентября 2008

Взгляните на оригинальную документацию по QuickTime для вдохновения.

Это было написано давно, когда показ видео означал просто замену кадров на достаточно высокой скорости, но ребята из Apple решили, что им нужна полная структура управления временем. Конструкция на первый взгляд выглядит излишне прочной, но она позволяет им справляться с различными требованиями к скорости и обеспечивать их жесткую синхронизацию.

вам повезло, что 6502 имеет детерминированное временное поведение, точное время, которое занимает каждая инструкция, хорошо задокументировано; но это не постоянно. некоторые инструкции занимают 2 цикла, другие 3. Так же, как кадры в QuickTime, у видео нет параметра «число кадров в секунду», каждый кадр указывает, сколько времени он хочет находиться на экране.

Поскольку современные процессоры настолько недетерминированы, а многозадачные ОС могут даже зависнуть на несколько миллисекунд (виртуальная память!), Вам следует держать вкладку, если вы отстаете от графика, или если вы можете вздремнуть на несколько микросекунд.

4 голосов
/ 08 сентября 2009

Как говорит jfk, самый распространенный способ сделать это - привязать скорость процессора к вертикальному обновлению (эмулированного) видеовыхода .

Выберите количество циклов для каждого видеокадра. Это часто зависит от конкретной машины, но вы можете рассчитать ее следующим образом:

cycles = clock speed in Hz / required frames-per-second

Затем вы также можете поспать, пока не произойдет обновление видео, после чего вы начнете следующие n циклов эмуляции процессора.

Если вы эмулируете что-то конкретное, тогда вам просто нужно посмотреть частоту кадров в секунду и скорость процессора, чтобы получить это примерно правильно.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Если у вас нет каких-либо внешних требований к синхронизации, то нормально, что эмулятор работает так быстро, как только возможно. Иногда это желаемый эффект, а иногда нет :)

3 голосов
/ 22 сентября 2008

Я бы использовал тактовые циклы для расчета времени, а они спали разницу во времени. Конечно, для этого вам нужны часы с высоким разрешением. То, как вы это делаете, будет приводить к скачкообразному увеличению скорости процессора.

2 голосов
/ 20 февраля 2014

Да, как говорилось ранее, в большинстве случаев вам не нужен эмулятор процессора, чтобы эмулировать инструкции с той же скоростью, что и в реальной жизни. Что пользователь воспринимает как вывод вычислений (т. Е. Аудио и видео выходы), так что вам нужно только синхронизироваться с такими выходами, что не означает, что вы обязательно должны иметь точную скорость эмуляции процессора.

Другими словами, если частота кадров видеовхода, скажем, 50 Гц, то пусть эмулятор ЦП будет работать так быстро, как он может рисовать экран, но обязательно выводить кадры экрана с правильной частотой ( 50 Гц). С внешней точки зрения ваш эмулятор эмулирует с правильной скоростью.

Попытка быть точной в цикле даже во время выполнения не имеет смысла в многозадачных ОС, таких как Windows или Linux, потому что время инструкций эмулятора (обычно 1 мкс для старых процессоров 80-х) и временной интервал планирования современной ОС сопоставимы.

Попытка вывести что-то с частотой 50 Гц - намного более простая задача, которую вы можете сделать очень хорошо на любой современной машине

0 голосов
/ 07 августа 2015

Я нахожусь в процессе создания чего-то более общего, основанного на сценариях использования, такого как возможность преобразования времени в предполагаемое количество инструкций и наоборот.

Домашняя страница проекта: @ http://net7mma.codeplex.com

Код начинается так: (я думаю)

    #region Copyright
/*
This file came from Managed Media Aggregation, You can always find the latest version @ https://net7mma.codeplex.com/

 Julius.Friedman@gmail.com / (SR. Software Engineer ASTI Transportation Inc. http://www.asti-trans.com)

Permission is hereby granted, free of charge, 
 * to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"), 
 * to deal in the Software without restriction, 
 * including without limitation the rights to :
 * use, 
 * copy, 
 * modify, 
 * merge, 
 * publish, 
 * distribute, 
 * sublicense, 
 * and/or sell copies of the Software, 
 * and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 * 
 * 
 * JuliusFriedman@gmail.com should be contacted for further details.

The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.

THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. 
 * 
 * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, 
 * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, 
 * TORT OR OTHERWISE, 
 * ARISING FROM, 
 * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 * 
 * v//
 */
#endregion
namespace Media.Concepts.Classes
{
    //Windows.Media.Clock has a fairly complex but complete API

    /// <summary>
    /// Provides a clock with a given offset and calendar.
    /// </summary>
    public class Clock : Media.Common.BaseDisposable
    {
        static bool GC = false;

        #region Fields

        /// <summary>
        /// Indicates when the clock was created
        /// </summary>
        public readonly System.DateTimeOffset Created;

        /// <summary>
        /// The calendar system of the clock
        /// </summary>
        public readonly System.Globalization.Calendar Calendar;

        /// <summary>
        /// The amount of ticks which occur per update of the <see cref="System.Environment.TickCount"/> member.
        /// </summary>
        public readonly long TicksPerUpdate;

        /// <summary>
        /// The amount of instructions which occured when synchronizing with the system clock.
        /// </summary>
        public readonly long InstructionsPerClockUpdate;

        #endregion

        #region Properties

        /// <summary>
        /// The TimeZone offset of the clock from UTC
        /// </summary>
        public System.TimeSpan Offset { get { return Created.Offset; } }

        /// <summary>
        /// The average amount of operations per tick.
        /// </summary>
        public long AverageOperationsPerTick { get { return InstructionsPerClockUpdate / TicksPerUpdate; } }

        /// <summary>
        /// The <see cref="System.TimeSpan"/> which represents <see cref="TicksPerUpdate"/> as an amount of time.
        /// </summary>
        public System.TimeSpan SystemClockResolution { get { return System.TimeSpan.FromTicks(TicksPerUpdate); } }

        /// <summary>
        /// Return the current system time in the TimeZone offset of this clock
        /// </summary>
        public System.DateTimeOffset Now { get { return System.DateTimeOffset.Now.ToOffset(Offset).Add(new System.TimeSpan((long)(AverageOperationsPerTick / System.TimeSpan.TicksPerMillisecond))); } }

        /// <summary>
        /// Return the current system time in the TimeZone offset of this clock converter to UniversalTime.
        /// </summary>
        public System.DateTimeOffset UtcNow { get { return Now.ToUniversalTime(); } }

        //public bool IsUtc { get { return Offset == System.TimeSpan.Zero; } }

        //public bool IsDaylightSavingTime { get { return Created.LocalDateTime.IsDaylightSavingTime(); } }

        #endregion

        #region Constructor

        /// <summary>
        /// Creates a clock using the system's current timezone and calendar.
        /// The system clock is profiled to determine it's accuracy
        /// <see cref="System.DateTimeOffset.Now.Offset"/>
        /// <see cref="System.Globalization.CultureInfo.CurrentCulture.Calendar"/>
        /// </summary>
        public Clock(bool shouldDispose = true)
            : this(System.DateTimeOffset.Now.Offset, System.Globalization.CultureInfo.CurrentCulture.Calendar, shouldDispose)
        {
            try { if (false == GC && System.Runtime.GCSettings.LatencyMode != System.Runtime.GCLatencyMode.NoGCRegion) GC = System.GC.TryStartNoGCRegion(0); }
            catch { }
            finally
            {

                System.Threading.Thread.BeginCriticalRegion();

                //Sample the TickCount
                long ticksStart = System.Environment.TickCount,
                    ticksEnd;

                //Continually sample the TickCount. while the value has not changed increment InstructionsPerClockUpdate
                while ((ticksEnd = System.Environment.TickCount) == ticksStart) ++InstructionsPerClockUpdate; //+= 4; Read,Assign,Compare,Increment

                //How many ticks occur per update of TickCount
                TicksPerUpdate = ticksEnd - ticksStart;

                System.Threading.Thread.EndCriticalRegion();
            }
        }

        /// <summary>
        /// Constructs a new clock using the given TimeZone offset and Calendar system
        /// </summary>
        /// <param name="timeZoneOffset"></param>
        /// <param name="calendar"></param>
        /// <param name="shouldDispose">Indicates if the instace should be diposed when Dispose is called.</param>
        public Clock(System.TimeSpan timeZoneOffset, System.Globalization.Calendar calendar, bool shouldDispose = true)
        {
            //Allow disposal
            ShouldDispose = shouldDispose;

            Calendar = System.Globalization.CultureInfo.CurrentCulture.Calendar;

            Created = new System.DateTimeOffset(System.DateTime.Now, timeZoneOffset);
        }

        #endregion

        #region Overrides

        public override void Dispose()
        {

            if (false == ShouldDispose) return;

            base.Dispose();

            try
            {
                if (System.Runtime.GCSettings.LatencyMode == System.Runtime.GCLatencyMode.NoGCRegion)
                {
                    System.GC.EndNoGCRegion();

                    GC = false;
                }
            }
            catch { }
        }

        #endregion

        //Methods or statics for OperationCountToTimeSpan? (Estimate)
        public void NanoSleep(int nanos)
        {
            Clock.NanoSleep((long)nanos);
        }

        public static void NanoSleep(long nanos)
        {
            System.Threading.Thread.BeginCriticalRegion(); 

            NanoSleep(ref nanos); 

            System.Threading.Thread.EndCriticalRegion();
        }

        static void NanoSleep(ref long nanos)
        {
            try
            {
                unchecked
                {
                    while (Common.Binary.Clamp(--nanos, 0, 1) >= 2)
                    { 
                        /* if(--nanos % 2 == 0) */
                            NanoSleep(long.MinValue); //nanos -= 1 + (ops / (ulong)AverageOperationsPerTick);// *10;
                    }
                }
            }
            catch
            {
                return;
            }
        }
    }
}

Как только у вас появится какая-то реализация часов для неспециалистов, вы переходите к чему-то вроде Timer

/// <summary>
/// Provides a Timer implementation which can be used across all platforms and does not rely on the existing Timer implementation.
/// </summary>
public class Timer : Common.BaseDisposable
{
    readonly System.Threading.Thread m_Counter; // m_Consumer, m_Producer

    internal System.TimeSpan m_Frequency;

    internal ulong m_Ops = 0, m_Ticks = 0;

    bool m_Enabled;

    internal System.DateTimeOffset m_Started;

    public delegate void TickEvent(ref long ticks);

    public event TickEvent Tick;

    public bool Enabled { get { return m_Enabled; } set { m_Enabled = value; } }

    public System.TimeSpan Frequency { get { return m_Frequency; } }

    internal ulong m_Bias;

    //

    //Could just use a single int, 32 bits is more than enough.

    //uint m_Flags;

    //

    readonly internal Clock m_Clock = new Clock();

    readonly internal System.Collections.Generic.Queue<long> Producer;

    void Count()
    {

        System.Threading.Thread Event = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(() =>
        {
            System.Threading.Thread.BeginCriticalRegion();
            long sample;
        AfterSample:
            try
            {
            Top:
                System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Highest;

                while (m_Enabled && Producer.Count >= 1)
                {
                    sample = Producer.Dequeue();

                    Tick(ref sample);
                }

                System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Lowest;

                if (false == m_Enabled) return;

                while (m_Enabled && Producer.Count == 0) if(m_Counter.IsAlive) m_Counter.Join(0);  //++m_Ops;

                goto Top;
            }
            catch { if (false == m_Enabled) return; goto AfterSample; }
            finally { System.Threading.Thread.EndCriticalRegion(); }
        }))
        {
            IsBackground = false,
            Priority = System.Threading.ThreadPriority.AboveNormal
        };

        Event.TrySetApartmentState(System.Threading.ApartmentState.MTA);

        Event.Start();

        Approximate:

        ulong approximate = (ulong)Common.Binary.Clamp((m_Clock.AverageOperationsPerTick / (Frequency.Ticks + 1)), 1, ulong.MaxValue);

        try
        {
            m_Started = m_Clock.Now;

            System.Threading.Thread.BeginCriticalRegion();

            unchecked
            {
            Start:

                if (IsDisposed) return;

                switch (++m_Ops)
                {
                    default:
                        {
                            if (m_Bias + ++m_Ops >= approximate)
                            {
                                System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Highest;

                                Producer.Enqueue((long)m_Ticks++);

                                ulong x = ++m_Ops / approximate;

                                while (1 > --x /*&& Producer.Count <= m_Frequency.Ticks*/) Producer.Enqueue((long)++m_Ticks);

                                m_Ops = (++m_Ops * m_Ticks) - (m_Bias = ++m_Ops / approximate);

                                System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Lowest;
                            }

                            if(Event != null) Event.Join(m_Frequency);

                            goto Start;
                        }
                }
            }
        }
        catch (System.Threading.ThreadAbortException) { if (m_Enabled) goto Approximate; System.Threading.Thread.ResetAbort(); }
        catch (System.OutOfMemoryException) { if ((ulong)Producer.Count > approximate) Producer.Clear(); if (m_Enabled) goto Approximate; }
        catch { if (m_Enabled) goto Approximate; }
        finally
        {
            Event = null;

            System.Threading.Thread.EndCriticalRegion();
        }
    }

    public Timer(System.TimeSpan frequency)
    {
        Producer = new System.Collections.Generic.Queue<long>((int)(m_Frequency = frequency).Ticks * 10);

        m_Counter = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(Count))
        {
            IsBackground = false,
            Priority = System.Threading.ThreadPriority.AboveNormal
        };

        m_Counter.TrySetApartmentState(System.Threading.ApartmentState.MTA);

        Tick = delegate { m_Ops += 1 + m_Bias; };
    }

    public void Start()
    {
        if (m_Enabled) return;

        m_Enabled = true;

        m_Counter.Start();

        var p = System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority;

        System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Lowest;

        while (m_Ops == 0) m_Counter.Join(0); //m_Clock.NanoSleep(0);

        System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = p;

    }

    public void Stop()
    {
        m_Enabled = false;
    }

    void Change(System.TimeSpan interval, System.TimeSpan dueTime)
    {
        m_Enabled = false;

        m_Frequency = interval;

        m_Enabled = true;
    }

    delegate void ElapsedEvent(object sender, object args);

    public override void Dispose()
    {
        if (IsDisposed) return;            

        base.Dispose();

        Stop();

        try { m_Counter.Abort(m_Frequency); }
        catch (System.Threading.ThreadAbortException) { System.Threading.Thread.ResetAbort(); }
        catch { }

        Tick = null;

        //Producer.Clear();
    }

}

Тогда вы действительно можете воспроизвести некоторую логику, используя что-то вроде

 /// <summary>
/// Provides a completely managed implementation of <see cref="System.Diagnostics.Stopwatch"/> which expresses time in the same units as <see cref="System.TimeSpan"/>.
/// </summary>
public class Stopwatch : Common.BaseDisposable
{
    internal Timer Timer;

    long Units;

    public bool Enabled { get { return Timer != null && Timer.Enabled; } }

    public double ElapsedMicroseconds { get { return Units * Media.Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.TotalMicroseconds(Timer.Frequency); } }

    public double ElapsedMilliseconds { get { return Units * Timer.Frequency.TotalMilliseconds; } }

    public double ElapsedSeconds { get { return Units * Timer.Frequency.TotalSeconds; } }

    //public System.TimeSpan Elapsed { get { return System.TimeSpan.FromMilliseconds(ElapsedMilliseconds / System.TimeSpan.TicksPerMillisecond); } }

    public System.TimeSpan Elapsed
    {
        get
        {
            switch (Units)
            {
                case 0: return System.TimeSpan.Zero;
                default:
                    {
                        System.TimeSpan taken = System.DateTime.UtcNow - Timer.m_Started;

                        return taken.Add(new System.TimeSpan(Units * Timer.Frequency.Ticks));

                        //System.TimeSpan additional = new System.TimeSpan(Media.Common.Extensions.Math.MathExtensions.Clamp(Units, 0, Timer.Frequency.Ticks));

                        //return taken.Add(additional);
                    }
            }



            //////The maximum amount of times the timer can elapse in the given frequency
            ////double maxCount = (taken.TotalMilliseconds / Timer.Frequency.TotalMilliseconds) / ElapsedMilliseconds;

            ////if (Units > maxCount)
            ////{
            ////    //How many more times the event was fired than needed
            ////    double overage = (maxCount - Units);

            ////    additional = new System.TimeSpan(System.Convert.ToInt64(Media.Common.Extensions.Math.MathExtensions.Clamp(Units, overage, maxCount)));

            ////    //return taken.Add(new System.TimeSpan((long)Media.Common.Extensions.Math.MathExtensions.Clamp(Units, overage, maxCount)));
            ////}
            //////return taken.Add(new System.TimeSpan(Units));


        }
    }

    public void Start()
    {
        if (Enabled) return;

        Units = 0;

        //Create a Timer that will elapse every OneTick //`OneMicrosecond`
        Timer = new Timer(Media.Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.OneTick);

        //Handle the event by incrementing count
        Timer.Tick += Count;

        Timer.Start();
    }

    public void Stop()
    {
        if (false == Enabled) return;

        Timer.Stop();

        Timer.Dispose();           
    }

    void Count(ref long count) { ++Units; }
}

Наконец, создайте что-то наполовину полезное, например, шина, а затем, возможно, виртуальный экран для передачи данных на шину ...

public abstract class Bus : Common.CommonDisposable
    {
        public readonly Timer Clock = new Timer(Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.OneTick);

        public Bus() : base(false) { Clock.Start(); }
    }

    public class ClockedBus : Bus
    {
        long FrequencyHz, Maximum, End;

        readonly Queue<byte[]> Input = new Queue<byte[]>(), Output = new Queue<byte[]>();

        readonly double m_Bias;

        public ClockedBus(long frequencyHz, double bias = 1.5)
        {
            m_Bias = bias;

            cache = Clock.m_Clock.InstructionsPerClockUpdate / 1000;

            SetFrequency(frequencyHz);

            Clock.Tick += Clock_Tick;

            Clock.Start();
        }

        public void SetFrequency(long frequencyHz)
        {
            FrequencyHz = frequencyHz;

            //Clock.m_Frequency = new TimeSpan(Clock.m_Clock.InstructionsPerClockUpdate / 1000); 

            //Maximum = System.TimeSpan.TicksPerSecond / Clock.m_Clock.InstructionsPerClockUpdate;

            //Maximum = Clock.m_Clock.InstructionsPerClockUpdate / System.TimeSpan.TicksPerSecond;

            Maximum = cache / (cache / FrequencyHz);

            Maximum *= System.TimeSpan.TicksPerSecond;

            Maximum = (cache / FrequencyHz);

            End = Maximum * 2;

            Clock.m_Frequency = new TimeSpan(Maximum);

            if (cache < frequencyHz * m_Bias) throw new Exception("Cannot obtain stable clock");

            Clock.Producer.Clear();
        }

        public override void Dispose()
        {
            ShouldDispose = true;

            Clock.Tick -= Clock_Tick;

            Clock.Stop();

            Clock.Dispose();

            base.Dispose();
        }

        ~ClockedBus() { Dispose(); }

        long sample = 0, steps = 0, count = 0, avg = 0, cache = 1;

        void Clock_Tick(ref long ticks)
        {
            if (ShouldDispose == false && false == IsDisposed)
            {
                //Console.WriteLine("@ops=>" + Clock.m_Ops + " @ticks=>" + Clock.m_Ticks + " @Lticks=>" + ticks + "@=>" + Clock.m_Clock.Now.TimeOfDay + "@=>" + (Clock.m_Clock.Now - Clock.m_Clock.Created));

                steps = sample;

                sample = ticks;

                ++count;

                System.ConsoleColor f = System.Console.ForegroundColor;

                if (count <= Maximum)
                {
                    System.Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Yellow;

                    System.Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;

                    Console.WriteLine("count=> " + count + "@=>" + Clock.m_Clock.Now.TimeOfDay + "@=>" + (Clock.m_Clock.Now - Clock.m_Clock.Created) + " - " + DateTime.UtcNow.ToString("MM/dd/yyyy hh:mm:ss.ffffff tt"));

                    avg = Maximum / count;

                    if (Clock.m_Clock.InstructionsPerClockUpdate / count > Maximum)
                    {
                        System.Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;

                        Console.WriteLine("---- Over InstructionsPerClockUpdate ----" + FrequencyHz);
                    }
                }
                else if (count >= End)
                {
                    System.Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Black;

                    System.Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Blue;

                    avg = Maximum / count;

                    Console.WriteLine("avg=> " + avg + "@=>" + FrequencyHz);

                    count = 0;
                }
            }
        }

        //Read, Write at Frequency

    }
public class VirtualScreen
    {
        TimeSpan RefreshRate;    
        bool VerticalSync;    
        int Width, Height;            
        Common.MemorySegment DisplayMemory, BackBuffer, DisplayBuffer;
    }

Вот как я тестировал StopWatch

internal class StopWatchTests
    {
        public void TestForOneMicrosecond()
        {
            System.Collections.Generic.List<System.Tuple<bool, System.TimeSpan, System.TimeSpan>> l = new System.Collections.Generic.List<System.Tuple<bool, System.TimeSpan, System.TimeSpan>>();

            //Create a Timer that will elapse every `OneMicrosecond`
            for (int i = 0; i <= 250; ++i) using (Media.Concepts.Classes.Stopwatch sw = new Media.Concepts.Classes.Stopwatch())
            {
                var started = System.DateTime.UtcNow;

                System.Console.WriteLine("Started: " + started.ToString("MM/dd/yyyy hh:mm:ss.ffffff tt"));

                //Define some amount of time
                System.TimeSpan sleepTime = Media.Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.OneMicrosecond;

                System.Diagnostics.Stopwatch testSw = new System.Diagnostics.Stopwatch();

                //Start
                testSw.Start();

                //Start
                sw.Start();

                while (testSw.Elapsed.Ticks < sleepTime.Ticks - (Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.OneTick + Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.OneTick).Ticks)
                    sw.Timer.m_Clock.NanoSleep(0); //System.Threading.Thread.SpinWait(0);

                //Sleep the desired amount
                //System.Threading.Thread.Sleep(sleepTime);

                //Stop
                testSw.Stop();

                //Stop
                sw.Stop();

                var finished = System.DateTime.UtcNow;

                var taken = finished - started;

                var cc = System.Console.ForegroundColor;

                System.Console.WriteLine("Finished: " + finished.ToString("MM/dd/yyyy hh:mm:ss.ffffff tt"));

                System.Console.WriteLine("Sleep Time: " + sleepTime.ToString());

                System.Console.WriteLine("Real Taken Total: " + taken.ToString());

                if (taken > sleepTime) 
                {
                    System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Red;
                    System.Console.WriteLine("Missed by: " + (taken - sleepTime));
                }
                else
                {
                    System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Green;
                    System.Console.WriteLine("Still have: " + (sleepTime - taken));
                }

                System.Console.ForegroundColor = cc;

                System.Console.WriteLine("Real Taken msec Total: " + taken.TotalMilliseconds.ToString());

                System.Console.WriteLine("Real Taken sec Total: " + taken.TotalSeconds.ToString());

                System.Console.WriteLine("Real Taken μs Total: " + Media.Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.TotalMicroseconds(taken).ToString());

                System.Console.WriteLine("Managed Taken Total: " + sw.Elapsed.ToString());

                System.Console.WriteLine("Diagnostic Taken Total: " + testSw.Elapsed.ToString());

                System.Console.WriteLine("Diagnostic Elapsed Seconds  Total: " + ((testSw.ElapsedTicks / (double)System.Diagnostics.Stopwatch.Frequency)));

                //Write the rough amount of time taken in  micro seconds
                System.Console.WriteLine("Managed Time Estimated Taken: " + sw.ElapsedMicroseconds + "μs");

                //Write the rough amount of time taken in  micro seconds
                System.Console.WriteLine("Diagnostic Time Estimated Taken: " + Media.Common.Extensions.TimeSpan.TimeSpanExtensions.TotalMicroseconds(testSw.Elapsed) + "μs");

                System.Console.WriteLine("Managed Time Estimated Taken: " + sw.ElapsedMilliseconds);

                System.Console.WriteLine("Diagnostic Time Estimated Taken: " + testSw.ElapsedMilliseconds);

                System.Console.WriteLine("Managed Time Estimated Taken: " + sw.ElapsedSeconds);

                System.Console.WriteLine("Diagnostic Time Estimated Taken: " + testSw.Elapsed.TotalSeconds);

                if (sw.Elapsed < testSw.Elapsed)
                {
                    System.Console.WriteLine("Faster than Diagnostic StopWatch");
                    l.Add(new System.Tuple<bool, System.TimeSpan, System.TimeSpan>(true, sw.Elapsed, testSw.Elapsed));
                }
                else if (sw.Elapsed > testSw.Elapsed)
                {
                    System.Console.WriteLine("Slower than Diagnostic StopWatch");
                    l.Add(new System.Tuple<bool, System.TimeSpan, System.TimeSpan>(false, sw.Elapsed, testSw.Elapsed));
                }
                else
                {
                    System.Console.WriteLine("Equal to Diagnostic StopWatch");
                    l.Add(new System.Tuple<bool, System.TimeSpan, System.TimeSpan>(true, sw.Elapsed, testSw.Elapsed));
                }
            }

            int w = 0, f = 0;

            var cc2 = System.Console.ForegroundColor;

            foreach (var t in l)
            {
                if (t.Item1)
                {
                    System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Green;
                    ++w; System.Console.WriteLine("Faster than Diagnostic StopWatch by: " + (t.Item3 - t.Item2));
                }
                else
                {
                    System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Red;
                    ++f; System.Console.WriteLine("Slower than Diagnostic StopWatch by: " + (t.Item2 - t.Item3));
                }
            }

            System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Green;
            System.Console.WriteLine("Wins = " + w);

            System.Console.ForegroundColor = System.ConsoleColor.Red;
            System.Console.WriteLine("Loss = " + f);

            System.Console.ForegroundColor = cc2;
        }
    }
0 голосов
/ 07 ноября 2012

Другая опция доступна, если реализована эмуляция звука и если аудиовыход привязан к системным / процессорным часам. В частности, я знаю, что это относится к 8-битным Apple] [компьютерам.

Обычно звук генерируется в буферах фиксированного размера (который является фиксированным временем), поэтому работа (генерация данных и т. Д.) Этих буферов может быть привязана к пропускной способности ЦП через примитивы синхронизации.

...