¿Cuál es el reloj, por qué las necesidades de reloj de la CPU, cómo se genera la señal de reloj?
En primer lugar, saber lo que es el pulso
En un gráfico llamado un pulso de onda cuadrada, el pulso latía similar a la humana. Para cada impulso cuadrado, un voltaje o pasa de 0 a un valor máximo que línea se llama en aumento, por el contrario, disminuye gradualmente la tensión o corriente de esa línea se llama el flanco de bajada. Llamado un impulso de una CPU 时钟信号, o 时钟脉冲. período de pulso se llama un ciclo de reloj de la CPU, un ciclo de reloj de una oscilación de la señal de reloj.
por pulso
El intervalo entre dos impulsos sucesivos se producen, el período de pulso es, es la inversa de la frecuencia, y el número de impulsos por unidad de tiempo (1 seg) producido se llama frecuencia.
Unidad de frecuencia son: Hz (hercios), kHz (kilohercios), MHz (megahercios), GHz (gigahercios).
- En el que de 1 GHz = 1000MHz, 1 MHz = 1.000 kHz, 1 kHz = 1000Hz.
Calculado en unidades de tiempo y la relación de conversión de ciclo de señal de pulso correspondiente: s (segundos), ms (milisegundos), mu s (microsegundos), ns (nanosegundos)
- En donde: 1s = 1000 ms, 1 ms = 1000μs (microsegundos), 1μs = 1000 ns.
reloj de la CPU necesariamente tienen que hacer?
reloj de la CPU puede tener, o no tener un reloj. Uso del reloj de la CPU que se llama una CPU síncrono (CPU síncrono), sin usar el reloj de la CPU se llama CPU asíncrono (CPU asíncrono). Actualmente en el mercado una amplia gama de ventas de CPU CPU son síncronas. Más rápido que la CPU CPU asíncrono síncrono, ya que la CPU de forma asíncrona en respuesta a la entrada y salida de inmediato, la sincronización no está obligado a esperar a otra señal, con menos tiempo, por lo que la CPU más rápida que la CPU asíncrono síncrono. Así que por qué la mayoría de la CPU con una forma de reloj? Debido a que es el diseño de la CPU asincrónica es muy complejo, aunque el tiempo puede haber algunas ventajas, pero si el nivel de nanosegundos, 100ns rápida 1000 ns incluso para las personas que son casi imperceptibles, pero aumenta la complejidad del diseño del circuito, a sabemos que el circuito lógico de la CPU Bunsen es una proeza de la humanidad, si con el fin de reducir el tiempo de nanosegundos sí ha aumentado su circuito lógico complejo, ya sea de tiempo o costes laborales será mucho mayor. Por lo tanto, los ingenieros de diseño de la CPU, sin duda más de lo que saben qué tipo de diseño, la CPU simultánea es la mejor opción.
¿Por qué necesita reloj de la CPU?
Más temprano que sabemos actualmente en el mercado son la necesidad de sincronizar el reloj del procesador de la CPU, el reloj de la CPU ¿Por qué lo necesita?
Aquí está un artículo hablando de lo bueno, las necesidades de CPU para explicar por qué el reloj: ¿Por qué reloj de la CPU necesidades concepto
La siguiente cita del artículo anterior
En primer lugar, considere la siguiente lógica:
Cuando A = B = 1, Q = 0. Cuando la señal de entrada cambia, el elemento lógico no reaccionará inmediatamente a los cambios en la entrada, habrá un retardo de propagación (retardo de propagación). B es 0 cuando la variación, ya que el XOR B sirve también como entrada directa de la puerta XOR XOR, por tanto, percibe entrar inmediatamente un cambio de estado se convierte en 0, la salida se convierte en el XOR 1. Sin embargo, debido al retardo de propagación, la salida de la puerta AND será solamente durante un corto tiempo se convierte en 0, la salida de la XOR puede reproducir un intervalo de tiempo corto después se convierte en 0 a 1. La cifra se expresa como tal:
El fenómeno anterior se denomina flip (condición de carrera), lo que significa que la salida no es una señal de pulso no es un poco de esperanza.
Una forma sencilla es colocar un borde en la salida del flip-flop:
el papel de un disparo por flanco se introduce solamente cuando el CLK cambios terminales de 0 a 1, la entrada de datos D de terminal afectará a la salida del borde activan flip flop. Por lo tanto, todo el retardo de propagación se esconderá de distancia del borde del flip-flop, entonces la salida Q del terminal se vuelve estable. Por ejemplo:
en el que el terminal Q cuando las porciones grises representan ningún estado de salida de disparo por flanco. Podemos ver que, cuando el gatillo con el borde, la salida del terminal Q se vuelve estable, elimina sustancialmente el retardo de propagación.
En el ejemplo anterior, podemos ver por qué el reloj de la CPU: gran mayoría de los microprocesadores existentes están siendo impulsados circuito secuencial síncrono, un circuito de temporización y varias puertas lógicas. Como se dijo anteriormente, la puerta lógica toma poca tiempo para reaccionar (retardo de propagación) los cambios de entrada. Es necesario para acomodar el retardo de propagación de ciclos de reloj, y el periodo de reloj debe ser grande para acomodar todo el retardo de propagación en la puerta lógica requerida.
Por supuesto, hay lógica secuencial asíncrona, es decir, no es necesario sincronizar la señal de reloj. Pero a pesar de este circuito de lógica asincrónica más rápido que el circuito secuencial síncrono, pero es más complejo que el circuito secuencial síncrono de diseño, y se reunirá con el encima de dicho fenómeno flip (condición de carrera), por lo que ahora la gran mayoría de reloj de la CPU todavía necesidad hacer la sincronización de la señal.
¿Cómo se genera el reloj de la CPU?
Para saber lo que es el oscilador
señal de reloj de la CPU es un pulso, lo que puede producir pulsos que oscilador. En el circuito lógico, una puerta NOT conectado extremo con extremo para formar un oscilador. Recuerde que el siguiente símbolo puerta NAND de esta figura.
Mientras la puerta NAND conectado a la salida y la entrada puede constituir un oscilador.
Lo anterior es un diagrama de circuito lógico del oscilador, el oscilador es de la siguiente manera.
Esa es la forma en que esto funcione? En la comprensión de cómo este trabajo oscilador antes, hay una necesidad de saber lo que es normalmente cerrados los contactos del relé. ¿Por qué se debe saber relé de contacto normalmente cerrado? Debido a la puerta NAND se implementa mediante un normalmente cerrados los contactos de relé de lograr. La figura es una normalmente cerrados los contactos de relé electromagnéticas.
Sabíamos que en la física de la escuela secundaria, el magnetismo de electricidad, alrededor de la corriente genera un campo magnético, para poder ser capaz de hacer que la electricidad generada CRC de hierro magnético, que es un electroimán. bobina de la figura tiene una gran, siempre que ambos extremos de la bobina, con una determinada tensión, la bobina fluye a través de la corriente constante para producir un efecto electromagnético, la armadura va a superar el resorte de la fuerza electromagnética que actúa para atraer tensión Volver es atraído hacia el núcleo, a fin de conducir el contacto móvil y la separación de los contactos normalmente cerrado, el contacto normalmente abierto conectado. Cuando la potencia de la bobina, la succión electromagnética desapareció, la armadura vuelve a la posición original bajo la fuerza de reacción elástica, por lo que el contacto móvil y el contacto normalmente cerrado de nuevo, la separación de los contactos normalmente abiertos. un relé de este tipo es una puerta NAND contacto normalmente cerrado. 1, ya que es de entrada, 0 es la salida.
La situación es ahora el interruptor de encendido, la separación de la armadura; el interruptor de alimentación, se cierra el émbolo, de manera que la oscilación puede sólo una vez, para pensar si su salida como la entrada, que puede ser aislado, cerrado, separado, ... está cerrada, siempre y cuando la fuente de alimentación , siempre puede ir oscilación. Nos referimos a esto como la salida de los contactos normalmente cerrados del relé al lado de entrada se llama el oscilador.
Por lo tanto, cuando la ruta de suministro de energía, son atraídos título Tiebi, el circuito es desconectado. Cuando el circuito está roto, perdido su atractivo, la posición de recuperación Tiebi título, el circuito se conecta de nuevo. Por lo tanto, la salida de los suplentes oscilador entre 0 y 1 cambios, por lo que producirá una un impulso, como se muestra a continuación.
Usted podría preguntarse, esto es lento y grande, la forma en que puede ser utilizado como parte de la CPU?
De hecho, esta cosa no se puede poner en la CPU. Dijo que el tipo grande, pero con el fin de entender mejor lo que es el oscilador, que ayuda a la comprensión de los contenidos de la parte posterior.
Es decir que depender de la CPU para generar un pulso de reloj de un do? Generación de un oscilador de pulso debe ser, pero en la CPU, el oscilador no depende de electroimanes para lograr. CPU es un IC (circuito integrado), que se genera por el oscilador de impulsos de reloj.
cristal
Este artículo es muy bueno: explicar y utilizar de cristal
