Làm thế nào để bộ xử lý kiểm soát tốc độ đồng hồ của họ?

Gần đây tôi đã bắt gặp một bộ xử lý STM với 2 bộ dao động trên mạch - tôi cho rằng một bộ cho hoạt động tốc độ cao và bộ kia cho công suất thấp.

Đối với một cái gì đó giống như bộ xử lý máy tính để bàn, nơi tốc độ đồng hồ có thể được thay đổi thành bất kỳ tần số mong muốn (theo lý do) - làm thế nào để nó thực hiện điều này?

Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một thiết bị được gọi là vòng khóa pha hoặc PLL. Đây là sơ đồ khối của PLL cơ bản:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Bộ tạo dao động trên bo mạch chủ không chạy ở tần số xung nhịp CPU, thay vào đó nó chạy ở tần số theo thứ tự 100 MHz. Bộ tạo dao động này chỉ phục vụ như một tần số tham chiếu ổn định đã biết. Bên trong CPU, tần số xung nhịp thực tế sẽ được tạo bởi bộ dao động điều khiển bằng điện áp , hoặc VCO. VCO có thể được điều chỉnh để tạo ra tần số trên một phạm vi tương đối rộng, nhưng bản thân nó không đặc biệt ổn định hoặc chính xác - đối với một điện áp điều khiển nhất định, tần số sẽ thay đổi theo từng phần và với điện áp và nhiệt độ cung cấp. Sau đó, một vòng khóa pha phục vụ để khóa tần số đầu ra VCO thành một mối quan hệ cụ thể với tần số tham chiếu.

$f_{PFD} = f_{ref}/D = f_{out}/M$$f_{out} = f_{ref} * M/D$

Ví dụ: giả sử tần số tham chiếu là 100 MHz, tham chiếu được chia cho 1 (D) và VCO được chia cho 30 (M). Điều này sẽ dẫn đến tần số đầu ra là 100 MHz * 30/1 = 3 GHz. Mối quan hệ này có thể được thay đổi bằng cách thay đổi cài đặt bộ chia, có thể được thực hiện trong phần mềm thông qua các thanh ghi điều khiển. Lưu ý rằng việc thay đổi tần số khi đang bay có thể không đơn giản như chỉ thay đổi các giá trị chia, tần số phải được thay đổi theo cách để đảm bảo CPU không thấy bất kỳ 'trục trặc' hoặc xung đồng hồ nào quá ngắn. Có thể cần phải sử dụng 2 PLL và chuyển đổi giữa chúng hoặc tạm thời dừng đồng hồ hoặc chuyển sang nguồn đồng hồ khác cho đến khi PLL ổn định ở tần số mới.

PLL được sử dụng ở mọi nơi để tạo ra các tần số chính xác, dễ điều chỉnh từ các tham chiếu ổn định, cố định. Thẻ Wi-Fi và bộ định tuyến Wi-Fi của bạn sử dụng chúng để chọn kênh thích hợp bằng cách tạo ra tần số được gọi là tần số dao động cục bộ, tín hiệu được sử dụng bên trong radio để đảo ngược và chuyển đổi dữ liệu đã điều chế. Đài FM của bạn rất có thể sử dụng một để kích hoạt kiểm soát phần mềm theo tần số nhận, cho phép dễ dàng gọi lại các trạm khác nhau. PLL cũng được sử dụng để tạo tín hiệu đồng hồ tần số cao được sử dụng để điều khiển các bộ nối tiếp và bộ giải mã cho Ethernet, PCI express, ATA nối tiếp, Firewire, USB, DVI, HDMI, DisplayPort và nhiều giao thức nối tiếp hiện đại khác.

Ngoài những câu trả lời trước ...

Micro STM của bạn gần như chắc chắn có bộ dao động thứ hai cho đồng hồ thời gian thực. Điều này cho phép đồng hồ tiếp tục chạy (tiêu thụ năng lượng tối thiểu) trong khi phần còn lại của chip và phần còn lại của mạch bị tắt nguồn. Sau đó, thiết bị có thể giữ đồng hồ và lịch hoạt động, và thông thường nó cũng có thể khởi động lại bộ xử lý chính trên bộ hẹn giờ - tất cả những thứ hữu ích cho các thiết bị nhúng.

rất cẩn thận !

CPU có các bộ tổng hợp lập trình nhị phân và PLL với VCO để điều khiển bộ đếm để nó nhân lên xung nhịp bus phía trước, đồng hồ FSB (giả sử 100 MHz).
Chế độ tiết kiệm năng lượng động này được chọn tự động khi mức sử dụng CPU thấp với trình điều khiển CPU, CPU, HĐH và BIOS phù hợp.

I7 (8cpu) của tôi tăng từ 3101 MHz lên 800 MHz và ngay lập tức bước 1100, 1300,1500 ... vv

Nếu Bios chọn x31 như trong trường hợp của tôi, thì CPU chạy ở tốc độ 100 MHz x 3100 MHz và với bộ đếm nhị phân trong CPU chọn từ x8 đến x15 để giảm công suất CPU cùng lúc vì nó điều chỉnh điện áp chip CPU trong 0,9V khu vực tất cả để bảo tồn quyền lực.

Tôi có thể hiển thị với con trỏ ở góc trên bên phải trên Win8.1 cùng với %% CPU và bộ nhớ