Làm thế nào để một MCU ARM chạy nhanh hơn tinh thể bên ngoài?

Vì vậy, trước đây tôi chỉ làm việc với các MCU 8 bit đơn giản và tôi nhận ra trên sơ đồ bảng phát triển của mình, nó chỉ có một tinh thể 12Mhz, nhưng MCU hoạt động ở tốc độ lên đến 100 MHz. (Tôi nghĩ mặc định là 80 MHz. Tôi chỉ làm cho nó cao hơn một lần cho vui. Nó chỉ là một dòng đơn giản trong mã.)

sao làm được vậy? Tại sao một Atmega328, ví dụ, chạy ở tốc độ tinh thể được sử dụng?

Điều này không liên quan gì đến lõi là bộ xử lý ARM; đó là về cách thức hoạt động của mạch xung nhịp:

Trong nhiều hệ thống như vi điều khiển, chip RF, chip âm thanh, bạn cần tạo ra đồng hồ nhanh hơn là bội số chính xác của một số đồng hồ tham chiếu (ví dụ: tinh thể ngoài).

Bạn làm điều đó bằng cách có một bộ dao động điều khiển điện áp (VCO) mà bạn có thể điều chỉnh tần số bằng cách giảm hoặc giảm điện áp điều khiển.

Bây giờ, bằng cách chỉ cần đặt bất kỳ điện áp điều khiển nào, bạn có thể mang nó đến dao động với tần số gần đúng trong "sân bóng", nhưng không phải là bội số chính xác của tần số đầu vào. Đặc biệt, VCO có thể hơi khô hạn, do đó tần suất cũng sẽ liên tục "đi lang thang" khắp nơi. Bạn cần điều khiển bộ dao động đó bằng cách so sánh nó với bộ dao động tham chiếu.

Cách để làm điều đó là sử dụng Vòng khóa bị khóa . Ý tưởng rất đơn giản:

1. Chia tần số phát ra từ VCO cho hệ số $N$ ; đó là yếu tố mà chúng tôi muốn VCO nhanh hơn tham chiếu. Làm điều đó thật dễ dàng: Chẳng hạn, bạn có thể chỉ cần sử dụng bộ đếm kỹ thuật số đếm đến N và chỉ sau đó thay đổi đầu ra.
2. $f_\text{VCO}/N$$f_\text{ref}$

Trên đây là một vòng điều khiển, được khóa với pha của - do đó là tên.

Đối với các bộ vi điều khiển "giàu", có nhiều thiết bị ngoại vi và do đó được hưởng lợi từ việc có nhiều đồng hồ bên trong, thông thường có ít nhất 1 PLL. ATMega328 có một chút kỳ lạ ở khía cạnh đó: Đó là một bộ vi điều khiển tương đối giàu năng lượng, tương đối giàu thiết bị ngoại vi mà vẫn không có PLL.

Một số thiết bị có PLL trong đó có thể nhân tần số tinh thể lên tần số cao hơn. ATMega328 không có PLL, nó sử dụng pha lê trực tiếp.