Какова функция компьютерного тактового генератора

Обновлено: 30.06.2024

Все тактовые генераторы и синтезаторы частоты Renesas — это продукты на основе тактовой частоты PLL, которые генерируют один или несколько тактовых сигналов в приложении. Продукты на основе PLL могут генерировать разные выходные частоты из общей входной частоты. Обычно в системе каждому периферийному устройству для работы требуется своя частота.

Продукты Renesas обеспечивают выходную тактовую частоту в пределах строгих допусков для приложения, для которого они тактируются. В большинстве случаев они используют простой, недорогой кварцевый резонатор основной моды в качестве эталона или другие часы в качестве эталона частоты, из которых они генерируют выходные часы с низким джиттером. Несколько копий некоторых частот могут быть предоставлены для управления несколькими нагрузками. Они также допускают преобразование частоты — либо умножение, либо деление. Renesas предлагает решения для несимметричных и дифференциальных тактовых выходов. Также доступны устройства с внешним каналом обратной связи для более точного управления.

Избранные генераторы часов

Ключевые факторы выбора генератора тактовых импульсов

При выборе правильного тактового генератора или синтезатора частоты может учитываться несколько соображений. Следует принять во внимание следующие высокоуровневые спецификации:

  • Дрожание тактового сигнала. Это мера величины ошибки тактового сигнала по отношению к идеальному сигналу во временной или частотной областях. В большинстве приложений джиттер тактовых импульсов является одним из основных критериев, обычно определяемых потребностями процессора, FPGA или ASIC. Кроме того, качество тактового сигнала также может зависеть от самого приложения. Например, чтобы удовлетворить требованиям 10-гигабитного Ethernet, поставщик может разработать собственный бюджет джиттера для тракта передачи или приема; или для соответствия стандартам PCIe Gen 1, 2 или 3 может быть другой набор требований. Renesas соответствует требованиям по джиттеру практически для любого приложения.
  • Диапазон частот. Различные синтезаторы тактовых импульсов оптимизированы для разных частот. Некоторые устройства обеспечивают очень хорошую производительность в широком диапазоне частот, в то время как другие предлагают беспрецедентную производительность, предназначенную для узкой полосы частот, характерной для конкретного приложения. Если точные требования к частоте неизвестны, клиенты могут воспользоваться широким выбором Renesas.
  • Тип входной и выходной сигнализации: для каждого тактового сигнала необходимо определенное высокое/низкое напряжение и время нарастания/спада. Они классифицируются как «типы сигнализации», соответствующие отраслевым стандартам, таким как LVCMOS, LVDS, LVPECL, HCSL и многие другие. Некоторые генераторы тактовых импульсов предлагают поддержку фиксированных типов сигнализации, в то время как другие более гибкие и поддерживают несколько типов. Некоторые типы являются несимметричными, в то время как другие представляют собой дифференциальные часы; У Ренесаса есть все.
  • Напряжение питания: это напряжение, необходимое для работы устройства. Как правило, напряжение питания генератора тактовых сигналов определяется шинами питания, доступными в системе. Более низкие напряжения питания, как правило, обеспечивают более низкое рассеивание мощности. Renesas постоянно предлагает инновационные решения для низкого напряжения, позволяющие экономить электроэнергию без ущерба для производительности.
  • Уровень интеграции. Как правило, рекомендуется выбирать устройство генерации тактовых импульсов, которое может удовлетворить системные требования с наименьшим количеством компонентов и сложностью схемы. Меньшее количество компонентов упрощает процесс проектирования и закупок для более быстрого выхода на рынок и может даже повысить надежность для повышения производительности. Renesas предлагает одни из самых интегрированных в отрасли решений для очень сложных систем, а также оптимальные решения для промежуточных систем.

О тактовых генераторах и синтезаторах частоты (Clock Synthesizers)

Генератор тактового сигнала — это схема, которая вырабатывает тактовый сигнал для синхронизации работы системы. На самом базовом уровне тактовый генератор состоит из резонансного контура и усилителя. Результирующий синхронизирующий сигнал (или тактовый сигнал) может варьироваться от простой прямоугольной волны с рабочим циклом 50% до более сложных устройств. Резонансный контур обычно представляет собой кварцевый пьезоэлектрический генератор, хотя в некоторых случаях могут использоваться более простые колебательные контуры и даже RC-цепи. По мере того, как выходные сигналы синхронизации генерирования тактовых импульсов становятся более сложными, мы обычно называем эти устройства синтезаторами частоты или синтезаторами тактовых импульсов. Синтезатор частоты может сочетать операции умножителя частоты, делителя частоты и смесителя частоты для получения желаемого выходного сигнала. Умножители частоты генерируют выходной сигнал, выходная частота которого является гармоникой (кратной) его входной частоты, а смеситель генерирует суммарную и разностную частоты. Многие синтезаторы часов или синтезаторы частоты известны как часы с фазовой автоподстройкой частоты (тактовые генераторы PLL), которые содержат PLL, используемые для сравнения фазы входного сигнала и регулировки частоты его генератора для обеспечения совпадения фаз. Программируемые тактовые генераторы позволяют изменять число, используемое в умножителе или делителе, что позволяет выбирать широкий спектр выходных частот без модификации оборудования.

Генераторы тактовых импульсов или синтезаторы тактовых сигналов Renesas поддерживают несколько различных типов дифференциальных выходных уровней тактового сигнала, таких как LVPECL, LVDS, HCSL и т. д.

Каждый компьютер содержит внутренние часы: тактовый генератор.

Он генерирует системный тактовый сигнал (такт), который синхронизирует различные компоненты компьютера (устройство?).

Часто компьютерные энтузиасты меняют тактовый генератор, чтобы контролировать скорость своих:

Статьи по теме

Управление

Местоположение

Тактовый генератор представляет собой схему на материнской плате.

Обычно программируемый тактовый генератор устанавливается BIOS во время загрузки на значение, выбранное энтузиастом, хотя некоторые системы имеют динамическое масштабирование частоты, которое часто перепрограммирует тактовый генератор.

Документация/Справочник

Рекомендуемые страницы

Временная серия — порядок событий

Временная серия — Порядок проведения мероприятия О порядке проведения мероприятия. Инструкция выполняется менее чем за наносекунду. В распределенной системе кластер быстрых компьютеров часто превышает одну световую наносекунду в секунду.

< бр />

ЦП — (ЦП|Процессор) счетчик времени

Время ЦП Количество циклов, также известное как тактовые импульсы, формирует основу для измерения того, сколько времени требуется для выполнения программы. См.: Статьи по теме Определение Как вы измеряете время выполнения? ЦП ".


Компьютер — Центральный процессор (ЦП)

Компьютер — центральный процессор (ЦП) О ЦП — это просто имя устройства, которое указывает на устройство, управляющее компьютерной системой. ЦП также известен как: * a * или основная операция ".

Часы компьютера – Часы (Частота|Скорость) – Гц

ЦП движется вперед с некоторой частотой, называемой тактовой частотой. Она также известна как тактовая частота. Тактовая частота — это скорость, с которой микропроцессор выполняет инструкции. Каждый компьютер co ".

< бр />

Компьютерные часы — такт часов (тактовый цикл)

ЦП продвигается вперед с некоторой частотой, и период этой частоты называется тактовым импульсом или тактовым циклом. Процессор с частотой 100 МГц будет получать 100 000 000 тактовых импульсов каждую секунду. Статьи Рела».

Время — Часы

Современный хронометраж основан на атомных часах. Статьи по теме См. также:

Время – системное время (Sysdate)/текущее время

Системное время, системная дата, текущее время или текущее время — это фактическое значение часов компьютера. Статьи, связанные с реализацией Часы обычно реализуются как простой подсчет количества тиков ".

Время – настенные часы

Время настенных часов — это продолжительность, измеряющая время от начала до завершения задачи. Синоним: прошедшее в реальном времени прошедшее в реальном времени время Время настенных часов — это время, которое cl ".

Заголовок Last-Modified является частью условного запроса на получение, чтобы получить ресурс только в том случае, если он изменился с момента последней выборки


  • Частоты от 1 мкГц до 2,05 ГГц.
  • Случайный джиттер менее 1 пс (среднеквадратичное значение)
  • 16 разрядов частотного разрешения
  • Время нарастания и спада 80 пс
  • CMOS, PECL, ECL, LVDS и RS-485
  • Управление фазой и временная модуляция
  • PRBS для проверки картины глаз
  • OCXO и рубидиевая база времени
  • Частоты от 1 мкГц до 2,05 ГГц.
  • Случайный джиттер менее 1 пс (среднеквадратичное значение)
  • 16 разрядов частотного разрешения
  • Время нарастания и спада 80 пс
  • CMOS, PECL, ECL, LVDS,
  • Управление фазой и временная модуляция
  • PRBS для проверки картины глаз
  • OCXO и рубидиевая база времени
  • Частоты от 1 мкГц до 2,05 ГГц.
  • Случайный джиттер менее 1 пс (среднеквадратичное значение)
  • 16 разрядов частотного разрешения
  • Время нарастания и спада 80 пс
  • CMOS, PECL, ECL, LVDS и RS485
  • Управление фазой и временная модуляция
  • PRBS для проверки картины глаз
  • OCXO и рубидиевая база времени


Генератор часов CG635




Генератор часов CG635



Генератор часов CG635


. щелкните для CG635 Техническая поддержка

Система CG635 генерирует исключительно стабильные прямоугольные сигналы в диапазоне частот от 1 мкГц до 2,05 ГГц. Высокое разрешение прибора, низкий уровень джиттера, быстрое время перехода и гибкие выходные уровни делают его идеальным для использования при разработке и тестировании практически любых цифровых компонентов, систем или сетей.

Сигналы часов и PRBS

Сигналы синхронизации и PRBS на частоте 622,08 МГц


Генератор часов CG635

Чистые часы имеют решающее значение в системах, использующих высокоскоростные АЦП или ЦАП. Ложная модуляция тактового сигнала и джиттер создают артефакты и шум в полученных сигналах и в реконструированных сигналах. Чистые часы также важны в системах связи и сетях. Джиттер, дрейф или смещения частоты могут привести к высокой частоте битовых ошибок или к полной потере синхронизации. CG635 может обеспечить чистые и стабильные часы, необходимые для наиболее важных приложений.

Выход CMOS на передней панели обеспечивает прямоугольные сигналы со стандартными логическими уровнями. Выход также может быть настроен на любую амплитуду от 0,5 В до 6,0 В. Выход CMOS имеет время перехода менее 1 нс и работает до 250 МГц. Он имеет импеданс источника 50 Ом и предназначен для управления нагрузками с высоким импедансом на концах коаксиального кабеля 50 Ом любой длины.

Фазовый шум

Фазовый шум для выходных сигналов 622,08 МГц и 10 МГц

Генератор часов CG635

Разъем на задней панели обеспечивает дифференциальную прямоугольную синхронизацию по витой паре на уровнях (до 105 МГц) и уровнях LVDS (до 2,05 ГГц). Этот выход также обеспечивает питание ±5 В постоянного тока для дополнительных линейных приемников (от CG640 до CG649). Выходы тактовых импульсов имеют импеданс источника 100 Ом и предназначены для экранирования с 100-омными нагрузками. Дифференциальные часы могут использоваться непосредственно целевой системой или с дополнительными линейными приемниками, которые обеспечивают дополнительные логические выходы на разъемах SMA.

Выбор базы времени

Стандартная временная развертка кристалла имеет стабильность лучше 5 частей на миллион. Вход временной развертки CG635 10 МГц позволяет прибору синхронизироваться по фазе с внешним опорным сигналом 10 МГц. Выход 10 МГц можно использовать для синхронизации двух CG635 вместе.

Есть две необязательные временные базы. кварцевый генератор (OCXO) обеспечивает примерно в 100 раз лучшую стабильность частоты, чем стандартный кварцевый генератор. Рубидиевый источник частоты обеспечивает примерно в 10 000 раз лучшую стабильность. Любая дополнительная временная развертка существенно уменьшит низкочастотный фазовый шум синтезированного вывода.

Фазовая и временная модуляция

Фазу часов можно настроить с высокой точностью. Разрешение по фазе составляет один градус для частот выше 200 МГц и увеличивается в десять раз для каждой декады ниже 200 МГц с максимальным разрешением . Это позволяет позиционировать фронты тактовых импульсов с разрешением лучше 14 пс на любой частоте от 0,2 Гц до 2,05 ГГц.

ВЧ-спектр тактового генератора 100 МГц

ВЧ-спектр тактового генератора 100 МГц


Генератор часов CG635

Время фронтов тактового сигнала можно модулировать в течение ±5 нс с помощью файла . Вход имеет чувствительность 1 нс/В и полосу пропускания от постоянного тока до более 10 кГц, что позволяет аналоговому сигналу управлять фазой выходного тактового сигнала. Эта функция очень полезна для характеристики восприимчивости системы к тактовой модуляции и джиттеру.

Для каждого приложения

Система CG635 может обеспечить широкий спектр чистых и точных часов для самых критичных требований к синхронизации. Прибор является важным инструментом для демонстрации производительности системы с почти идеальными часами и для понимания восприимчивости системы к скомпрометированным часам. CG635 обладает частотным диапазоном, точностью, стабильностью и производительностью без джиттера, необходимыми для удовлетворения всех ваших требований к тактовой частоте.

Часы необходимы для создания цифровых цепей, поскольку они позволяют различным блокам синхронизироваться друг с другом.

Свойства часов

Ключевыми свойствами цифровых часов являются их частота, которая определяет период часов, их рабочий цикл и фазу часов. относительно других часов.

Часовой период

Частота указывает, сколько циклов можно найти за определенный период времени. Следовательно, тактовый период — это время, необходимое для завершения 1 цикла.


Рабочий цикл часов

Количество времени, в течение которого часы находятся на высоком уровне по сравнению с их периодом времени, определяет рабочий цикл.


Фаза часов

Если один цикл часов можно рассматривать как полный круг с 360 градусами, другие часы можно относительно разместить в другом месте круга, которые занимают другую фазу. Например, можно сказать, что другие часы того же периода времени, сдвинутые вправо на 1/4 своего периода, имеют разность фаз 90 градусов.


Генератор часов Verilog

Моделирование должно работать в заданной шкале времени с ограниченной точностью, как указано в директиве шкалы времени. Следовательно, важно, чтобы точность шкалы времени была достаточно хорошей для представления периода часов. Например, если частота часов установлена ​​на 640000 кГц, то их период синхронизации будет 1,5625 нс, для которого точности шкалы времени в 1 пс будет недостаточно, поскольку необходимо представить дополнительную точку. Следовательно, симуляция будет округлять последнюю цифру, чтобы соответствовать 3-точечной точности шкалы времени. Это увеличит тактовый период до 1,563, что фактически соответствует 639795 кГц!

Следующий модуль генератора тактовых импульсов Verilog имеет три параметра для настройки трех различных свойств, как обсуждалось выше. Модуль имеет вход разрешения, который позволяет отключать и включать часы по мере необходимости. Когда несколько часов управляются общим разрешающим сигналом, их можно относительно легко синхронизировать по фазе.

Тестбенч с разными тактовыми частотами


Журнал моделирования

Тестовый стенд с разными фазами синхронизации


Журнал моделирования

Тестовый стенд с различными рабочими циклами


Журнал моделирования

Включить или отключить запуск/остановку часов

Графика ниже показывает, что часы останавливаются при низком уровне разрешения и запускаются при высоком уровне разрешения.

Читайте также:

Товар Описание Рекомендуемые Документ Заказ
5L1503 Программируемый генератор тактовых импульсов MicroClock™ в маленьком корпусе размером 2,0x2,0 мм Купить сейчас
5P35023 Программируемые часы VersaClock® 3S Генератор поддерживает частоту 32,768 кГц Купить сейчас
5P49V6965 Гибкий программируемый тактовый генератор VersaClock® 6E со среднеквадратичным дрожанием 500 фс Купить сейчас
9FGV1006 Программируемые часы PCIe Gen5 PhiClock™ Купить сейчас
RC22504A Генератор часов FemtoClock ® 2 Купить сейчас