Частота шины usb является опорной для генератора тактовых импульсов

Частота шины usb является опорной для генератора тактовых импульсов

Ответы на тесты по предмету «Архитектура информационных систем» бесплатно

Правильные ответы отмечены зеленым цветом

16-разрядный процессор может одновременно обрабатывать … информации

4 бита

32 бита

адресное пространство эвм с 32-разрядной шиной адреса составляют … адресов

• 224
• 3232

322

асимметричная пропускная способность цифровых модемов означает, что …

потоки данных в обоих направлениях одинаковы

объем потока данных зависит от направления

данные могут передаваться только в одном направлении

батарея питания на материнской плате необходима …

для «прошивки» BIOSа

для генерации тактовых импульсов

для поддержки работы CMOS и RTC при отключении питания системного блока

для стабилизации напряжения

в процессоре pentium обработка инструкций осуществляется параллельно на двух пятиступенчатых конвейерах, а выполнение одной инструкции занимает …

2 такта

4 такта

вычислительные машины дискретного действия, работающие с информацией, представленной в дискретной, цифровой форме, – это … вычислительные машины

аналоговые

гибридные

вычислительные машины комбинированного действия, работающие с информацией, представленной и в дискретной, и в непрерывной форме, – это … вычислительные машины

• аналоговые
• цифровые

вычислительные машины непрерывного действия, работающие с информацией, представленной в непрерывной форме, – это … вычислительные машины

гибридные

вычислительные системы (вс), в которых компоненты (компьютеры/процессоры) равноправны и каждый может брать управление на себя, называются …

• неоперативными ВС
• ВС с централизованным управлением

ВС с децентрализованным управлением

распределенными ВС

вычислительные системы (вс), в которых управление выполняет выделенный компьютер или процессор, называются …

• неоперативными ВС
• ВС с децентрализованным управлением
• распределенными ВС

ВС с централизованным управлением

вычислительные системы (вс), допускающие режим «отложенного ответа», когда результаты выполнения запроса можно получить с некоторой задержкой, называются …

ВС с децентрализованным управлением

распределенными ВС

ВС с централизованным управлением

вычислительные системы (вс), компоненты которых могут располагаться на значительном расстоянии, называются …

• неоперативными ВС
• ВС с децентрализованным управлением

ВС с централизованным управлением

в ячейке оперативной памяти содержится … информации

слово

двойное слово

для подключения устройств к интерфейсу centronics используется …

COM-порт

USB-порт

для подключения устройств к интерфейсу rs-232c используется …

LPT-порт

COM-порт

для установки современных видеоадаптеров используется слот …

• ISA
• AGP

DDR

компьютеры подключаются к локальной сети через …

• аналоговый модем
• цифровой модем

COM-порт

мощность блока питания измеряется …

в килограммах

в амперах

в омах

неверно, что … находиться внутри системного блока

микропроцессор может

блок питания может

накопители на дисках могут

неверно, что … является устройством ввода информации

клавиатура

сканер

джойстик

объем одного современного модуля оперативной памяти для ibm-совместимых персональных компьютеров составляет …

• от 64 МБ до 128 МБ
• от 128 МБ до 256 МБ

от 512 МБ до 4 ГБ

объем памяти, который занимает один символ ascii, – …

• одно слово
• один бит

оперативное запоминающее устройство (озу) предназначено …

• только для считывания информации и ее сохранения после выключения питания машины
• для считывания, записи и сохранения информации после выключения питания машины

для считывания и записи информации, и после выключения питания машины эта информация пропадает

только для считывания информации, после выключения питания машины эта информация пропадает

организация структуры эвм в виде функционально и конструктивно законченных устройств (процессор, модуль памяти, накопитель на жестком или гибком магнитном диске) называется …

магистральностью

иерархией управления

основным назначением интерфейса centronics является подключение …

игровых устройств

манипуляторов

клавиатуры

основным принципом построения эвм является …

кодирование информации двоичными числами

открытость архитектуры

иерархия управления

перезагрузка системного блока, в котором кнопки reset и power совмещены, …

• происходит, если нажать кнопку POWER и удерживать ее в течение 30 сек.
• происходит, если быстро нажать кнопку POWER два раза подряд

происходит, если слегка нажать кнопку POWER один раз

не предусмотрена, возможно лишь полное выключение питания

полнота функций, выполняемых информационно-вычислительной сетью, означает …

количество данных, передаваемых через сеть за единицу времени

обеспечение выполнения всех предусмотренных функций и по доступу ко всем ресурсам, и по совместной работе узлов, и по реализации всех протоколов и стандартов работы

среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени

понятия «адаптер» и «контроллер» …

имеют соподчиненное значение: адаптер – это контроллер, способный к самостоятельным действиям после получения команд от обслуживающей его программы

являются синонимами

имеют соподчиненное значение: контроллер – это адаптер, способный к самостоятельным действиям после получения команд от обслуживающей его программы

понятия «многомашинные вычислительные системы» и «информационно-вычислительные сети» …

• имеют совершенно различное значение
• являются синонимами

являются соподчиненными: информационно-вычислительная сеть – это многомашинная вычислительная система, в которой компьютеры связанны между собой через устройства обмена информацией по каналам связи

последовательность выполнения инструкций процессором …

не может быть нарушена

может быть нарушена вследствие воздействия как внутренних, так и внешних причин

может быть нарушена вследствие воздействия внешних причин

может быть нарушена вследствие воздействия внутренних причин

при прокладке внутри одного здания наибольшее распространение получили локальные сети, использующие …

телефонный кабель

при прокладке кабеля внутри одного здания наиболее высокую скорость передачи данных обеспечивают локальные сети, использующие …

• коаксиальный кабель
• витую пару

телефонный кабель

программно-видимые свойства процессора называются …

производительностью процессора

микроархитектурой процессора

регуляторы напряжения на материнской плате используются …

• для обеспечения ровного потока напряжения в схеме
• для обеспечения сглаживания скачков напряжения

для преобразования входного напряжения

сеть, в которую входят пользователи одного предприятия, находящиеся в разных помещениях, – это … вычислительная сеть

региональная

глобальная

всемирная

сеть, в которую входят пользователи одного района, города или региона, – это … вычислительная сеть

глобальная

всемирная

система компьютеров, объединенных каналами передачи данных, – это …

информационно-вычислительная система

система распределенной обработки данных

скорость считывания данных из ячейки оперативной памяти измеряется …

• в герцах
• в секундах

в ваттах

не относятся к диалоговым средствам

и диалоговые средства – это разные, совершенно несопоставимые группы технических средств

относятся к диалоговым средствам

(некоторые, но не все) относятся к диалоговым средствам

суперскалярный процессор имеет …

два и более конвейеров

только три конвейер

только два конвейера

только один конвейер

тактовая частота модулей памяти ddr dram приблизительно находится в диапазоне …

• 25–50 МГц
• 50–75 МГц

100 и более МГц

универсальность информационно-вычислительной сети означает …

• количество данных, передаваемых через сеть за единицу времени
• среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени
• обеспечение выполнения всех предусмотренных функций и по доступу ко всем ресурсам, и по совместной работе узлов, и по реализации всех протоколов и стандартов работы

возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей

устройства, подключаемые к системному блоку, называются …

устройствами сопряжения

периферийными устройствами

интерфейсными устройствами

устройства сопряжения предназначены для подключения …

• системных устройств
• стандартных периферийных устройств
• нестандартных периферийных устройств

периферийных устройств узкой специализации

частота … является опорной для генератора тактовых импульсов

системной шины

шины USB

Генератор тактовых импульсов

Генератор тактовой частоты (генератор тактовых импульсов) генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах — ЭВМ, электронных часах и таймерах, микропроцессорной и другой цифровой технике. Тактовые импульсы часто используются как эталонная частота — считая их количество, можно, например, измерять временные интервалы.

В микропроцессорной технике один тактовый импульс, как правило, соответствует одной атомарной операции. Обработка одной инструкции может производиться за один или несколько тактов работы микропроцессора, в зависимости от архитектуры и типа инструкции. Частота тактовых импульсов определяет скорость вычислений.

Содержание

Типы генераторов

В зависимости от сложности устройства, используют разные типы генераторов.

Классический

В несложных конструкциях, не критичных к стабильности тактового генератора, часто используется последовательное включение нескольких инверторов через RC-цепь. Частота колебаний зависит от номиналов резистора и конденсатора. Основной минус данной конструкции — низкая стабильность. Плюс — предельная простота.

Кварцевый

Кварц + микросхема генерации

Микросхема генерации представляет собой специальную микросхему, которая при подключении к её входам кварцевого резонатора будет выдавать на остальных выводах частоту, делённую или умноженную на исходную. Данное решение используется в часах, а также на старых материнских платах (где частоты шин были заранее известны, только внутренняя частота центрального процессора умножалась коэффициентом умножения).

Программируемая микросхема генерации

В современных материнских платах необходимо большое количество разных частот, помимо опорной частоты системной шины, которые, по возможности, не должны быть зависимы друг от друга. Хотя базовая частота всё же формируется кварцевым резонатором (частота — 14,3 МГц), она необходима лишь для работы самой микросхемы. Выходные же частоты корректируются самой микросхемой. Например, частота системной шины может быть всегда равна стандартным 33 МГц, AGP — 66 МГц и не зависеть от частоты FSB процессора.

Если в электронной схеме необходимо разделить частоту на 2 используют Т-триггер в режиме счётчика импульсов. Соответственно, для увеличения делителя увеличивают количество счётчиков (триггеров).

Тактовый генератор

Тактовый генератор — автогенератор, формирующий рабочие такты процессора («частоту»). В некоторых процессорах (например, Z80) выполняется встроенным.

Кроме тактовки процессора в обязанности тактового генератора входит организация циклов системной шины. Поэтому его работа часто тесно связана с циклами обновления памяти, контроллером ПДП и дешифратором сигналов состояния процессора.

См. также

• Кварцевый резонатор
• Кварцевый генератор
• Блокинг-генератор
• Генератор (электроника)
• Автогенератор

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
• Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

• Инвентаризация
• Удивительный доктор Клиттерхаус

Полезное

Смотреть что такое «Генератор тактовых импульсов» в других словарях:

генератор тактовых импульсов — генератор синхроимпульсов — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы генератор синхроимпульсов EN clock … Справочник технического переводчика

генератор тактовых импульсов — takto impulsų generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. clock pulse generator; timing pulse generator vok. Taktimpulsgenerator, m rus. генератор тактовых импульсов, m pranc. générateur d impulsions de rythme, m … Automatikos terminų žodynas

генератор тактовых импульсов — taktų impulsų generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Generatorius, kuriantis stabilaus periodo impulsus, kurie naudojami tam tikrų įtaisų ar grandinių veikai sinchronizuoti. atitikmenys: angl. cycle repeat timer; … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

генератор тактовых импульсов — taktų impulsų generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. clock pulse generator; timing pulse generator vok. Impulszeitgeber, m; Taktimpulsgeber, m rus. генератор тактовых импульсов, m pranc. générateur d’impulsions de rythme, m;… … Fizikos terminų žodynas

задающий генератор (тактовых импульсов) — Ведущий опорный генератор, формирующий тактовые или синхронизирующие импульсы, используемые для управления другими генераторами, которые называются ведомыми. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь… … Справочник технического переводчика

опорный генератор тактовых импульсов — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN reference clock … Справочник технического переводчика

Генератор сигналов — Генератор сигналов это устройство, позволяющее получать сигнал определённой природы (электрический, акустический или другой), имеющий заданные характеристики (форму, энергетические или статистические характеристики и т. д.).… … Википедия

генератор синхроимпульсов, управляемый напряжением — генератор тактовых импульсов, управляемый напряжением — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы… … Справочник технического переводчика

Генератор колебаний электрический — Электронные генераторы большое множество устройств в радиотехнике и электронике (радиоэлектронике). Генератор представляет собой электронный усилитель охваченный цепью положительной обратной связи с фильтром. Содержание 1 Виды генераторов 2… … Википедия

Электронный генератор — Электронные генераторы большое множество устройств в радиотехнике и электронике (радиоэлектронике). Генератор представляет собой электронный усилитель охваченный цепью положительной обратной связи с фильтром. Содержание 1 Виды электронных… … Википедия

Тактовый генератор: устройство, принцип работы, применение

Тактовый генератор – электронная схема, производящая тактовый сигнал для синхронизации работы цифровых схем. Такой сигнал может иметь любую форму: и простую прямоугольную, и более сложную. Основными элементами генератора являются резонансная схема и усилитель.

Тактовые сигналы

В электронике, в особенности в синхронных цифровых сетях, тактовый сигнал – это сигнал, имеющий постоянную частоту, два устойчивых состояния (верхнее и нижнее), предназначенных для согласования работы цифровых схем.

Тактовые сигналы создаются тактовыми генераторами. Наиболее распространенной формой тактового сигнала является меандр (сигнал с рабочим циклом 50%). Рабочий цикл – отношение длительности к периоду импульса. Другими словами, это часть периода, в течение которой сигнал активен.

Схемы, использующие тактовые сигналы, могут становиться активными во время переднего фронта, заднего фронта, или, в случае удвоенной скорости передачи данных, переднего и заднего фронтов импульса.

Принцип формирования тактового сигнала

Источником тактовых колебаний является кварцевый кристалл, расположенный в оловянном корпусе. При подаче на кварцевую пластинку напряжения, он начинает совершать механические колебания. Под действием пьезоэлектрического эффекта на электродах кристалла наводится ЭДС. Колебания электротока следуют на генератор, который, собственно, и преобразует их в импульсы.

Генератор тактовых импульсов для компьютера

В компьютере генератор отвечает за синхронную работу всех его устройств: процессора, оперативной памяти, шин данных. Работу процессора при этом можно сравнить с работой часов. Исполнение инструкции центральным процессором осуществляется за определенное число тактов. Точно также функционируют и часы. Такты в механических часах определяются колебаниями маятника.

Производительность процессора напрямую зависит от частоты тактов. Чем больше частота тактов, тем больше инструкций процессор способен выполнить за определенный промежуток времени. Одна команда или инструкция может выполняться процессором за часть такта или за несколько сотен тактов. Общая тенденция современного развития компьютерной техники заключается в снижении количества тактов, выделяемых для выполнения одной простейшей инструкции.

Оверклокинг

Особый интерес тактовый генератор процессора представляет для оверклокеров. К оверклокерам относят специалистов в области компьютерных технологий и просто любителей, стремящихся повысить производительность своей техники. В настоящее время оверклокинг доступен даже простым пользователям. Для изменения настроек компонентов компьютера иногда достаточно просто зайти в BIOS.

Прежде всего необходимо ответить на вопрос: за счет чего будет повышаться производительность? Здесь все очень просто. Производители компьютерных комплектующих для повышения надежности своих компонентов закладывают в них технологический запас. Именно этот запас и привлекает любителей выжать максимум из своего компьютера.

Одним из способов разгона компьютера будет замена кварцевого резонатора на кристалл, имеющий более высокую частоту. Или, например, можно убрать дополнительные элементы в виде делителей частоты из схемы генератора.

В современных компьютерах генераторы, как правило, реализуются на одной интегральной схеме. Значения тактовой частоты и множителя процессора, как уже было отмечено выше, можно изменить непосредственно из BIOS.

Начинающие оверклокеры нередко задаются вопросом, как определить модель тактового генератора. Программными средствами это сделать невозможно. Остается только открывать системный блок и искать генератор визуально.

С другой стороны, программным способом определяется модель материнской платы (AIDA64, Everest и другие). Затем для данной модели ищется подробная инструкция, а в ней вполне возможно будет найти информацию о названии генератора. А как узнать для тактового генератора значение тактовой частоты, установленное по умолчанию, и значение после разгона? Эти сведения также можно почерпнуть из инструкции для материнской платы.

Основные элементы

В качестве резонансной схемы генератора часто выступает кварцевый пьезо-электрический возбудитель. В то же время могут использоваться более простые схемы параллельного резонансного контура и RC-цепь (схема состоящая из конденсатора и резистора).

Генератор может иметь дополнительные схемы для изменения основного сигнала. Так процессор 8088 использует только две трети от рабочего цикла тактового сигнала. Это требует наличия в генераторе тактовых импульсов. И встроенной логической схемы для преобразования рабочего цикла.

По мере усложнения формы выходного синхросигнала в схеме генератора тактовых импульсов могут использоваться смеситель, делитель или умножитель частоты. Смеситель частоты генерирует сигнал, частота которого равна сумме или разности двух частот входных сигналов.

Схема фазовой автоподстройки частоты

Многие устройства используют схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для сравнения фазы сигнала с выхода генератора с фазой частоты и регулировки частоты генератора таким образом, чтобы значения фаз совпали.

На рисунке приведена схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Устройство сравнения фаз (компаратор) имеет 2 входа и 1 выход. В качестве входных сигналов используется сигнал от задающего генератора (сигнал на входе схемы ФАПЧ) и сигнал с выхода генератора, управляемого напряжением (ГУН). Компаратор сравнивает фазы двух сигналов и формирует сигнал ошибки, который следует на фильтр нижних частот (ФНЧ), а с него – на ГУН, управляя его частотой.

Виды тактовых генераторов

1. Генераторы общего назначения

Генераторы общего назначения, как правило, используют схемы ФАПЧ для генерирования выходных сигналов из общей входной частоты. Они для получения опорной частоты используют простые недорогие кварцевые кристаллы. Из сигнала опорной частоты они генерируют выходные тактовые сигналы с низким уровнем дрожания фронта сигнала.

2. Программируемые генераторы

Позволяют изменять коэффициент, используемый делителем или умножителем. Благодаря этому можно выбрать любую из множества выходных частот без изменения аппаратной части.

Применение генераторов синхронизирующих сигналов в сетях SONET

Это тактовый генератор, используемый сетями поставщиков услуг часто в виде встроенного источника сигналов (BITS) для центрального офиса.

Цифровые коммутационные системы и некоторые системы передачи (например, системы синхронной цифровой иерархии SONET) зависят от надежной высококачественной синхронизации. Чтобы обеспечить такое состояние, большинство поставщиков услуг применяют схемы распределения сигналов синхронизации между офисами и реализуют концепцию BITS для обеспечения синхронизации внутри офиса.

На вход генератора тактовой частоты поступают входные сигналы синхронизации, а из выхода следуют выходные сигналы синхронизации. В качестве входных опорных сигналов могут выступать сигналы синхронизации DS-1 или CC (составные сигналы), выходными сигналами также могут быть сигналы DS-1 или CC.

• входной интерфейс синхронизации, принимающий входные сигналы DS-1 или CC;
• схема генерирования синхросигналов, которая создает синхросигналы, используемые схемой распределения выходной схемой распределения сигналов;
• выходная схема распределения сигналов синхронизации, создающая множество сигналов DS-1 и CC;
• схема контроля характеристик, предназначенная для контроля параметров синхронизации входных сигналов;
• интерфейс аварийной сигнализации, подсоединенный к системе управления аварийной сигнализацией центрального офиса;
• служебный интерфейс, предназначенный для использования местным обслуживающим персоналом и поддерживающий связь с удаленными служебными системами.

Генератор тактовых импульсов

Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины.

Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины,

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая опера­ция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Системная шина

Системная шина – это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Представляет собой совокупность каналов обмена информацией внутри компьютера.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

между микропроцессором и основной памятью;

между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Именно возможность подключения дополнительных устройств и плат к общей шине реализует принцип «открытой архитектуры». Тип шины является важной характеристикой компьютера, которая наряду с типом МП определяет возможности и диапазон применимости компьютера. Шина входит в состав материнской платы.

Скорость передачи информации по шине, а следовательно и быстродействие подключенного к ней устройства зависит от ее разрядности. Разрядность шины – это количество одновременно передаваемых по ней данных.

Основная память

Основная память(ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена ин­формацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ (ROM Read-Only Memory) служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной ин­формации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изме­нить информацию в ПЗУ нельзя).

Постоянное запоминающее устройство строится на основе ус­тановленных на материнской плате модулей и используется для хранения неизме­няемой информации: загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS) и др.

На современных ПК используются полупо­стоянные, перепрограммируемыезапоминающие устройстваFLASH-па­мять.

Оперативное запоминающее устройство(RAMRandom Access Memoryпамять с произвольным доступом) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каж­дой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). ОЗУ  энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется. Основу ОЗУ составляют большие интегральные схемы, содер­жащие матрицы полупроводниковых запоминающих элементов (триггеров). Запоминающие элементы расположены на пересечении вертикальных и горизонтальных шин матрицы; за­пись и считывание информации осуществляются подачей электрических импульсов по тем шинам матрицы, которые соединены с элементами, принадлежащими выбранной ячейке па­мяти.

Конструктивно элементы оперативной памяти выполняются в виде отдельных микрос­хем емкостью 128, 256, 512 Мбайт, 1 Гбайт. На материнскую плату можно установить несколько (четыре и более) модулей памяти. Современные материнские платы ПК поддерживают до 4 Гбайт памяти и более.

Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный (отличный от всех других) адрес. Основная память имеет для ОЗУ и ПЗУ единое адресное пространство.

Адресное пространствоопределяет максимально возможное количество не­посредственно адресуемых ячеек основной памяти.

Основная памятькомпьютера делится на две логические области:непо­средственно адресуемую память,занимающую первые 1024 Кбайт ячеек с адресами от 0 до 1024 Кбайт ирасширенную память,доступ к ячейкам которой возможен при исполь­зовании специальных программ-драйверов.

Драйвер специальная программа, управляющая работой памяти или внешними устройствами ЭВМ и организующая обмен информацией между МП, ОП и внешними устройствами ЭВМ.

В современных ПК существует режим виртуальной адресации (virtual– кажущийся, воображаемый). Виртуальная адресация используется для увеличения предоставляемой программам оперативной памяти за счет ото­бражения в части адресного пространства фрагмента внешней памяти.

Генератор тактовых импульсов

Входящий в состав SIM генератор тактовых импульсов (ГТИ) обеспечивает формирование тактовых сигналов для внутренних модулей микроконтроллера и внешних устройств. Микроконтроллер может использовать внешние тактовые импульсы, поступающие на вход EXTAL, или формировать тактовые импульсы с помощью внутреннего генератора. Выбор источника тактовых импульсов зависит от значения сигнала на входе MODCLK (рис. 3.) в процессе установки начального состояния: при значении MODCLK=0 используются импульсы, поступающие на вход EXTAL от внешнего источника, а внутренний ГТИ отключается, при MODCLK=1 источником служит внутренний ГТИ, а к выводам EXTAL, XTAL подключается кварцевый кристалл, задающий частоту генерации Fq. Значение задающей частоты Fq для различных моделей находится в диапазоне 25-50 КГц (например, для MC68332).

а) SIMCR (адрес $*FFA00)

б) SYNCR (адрес $*FFA04)

Рис. 3.8. Форматы содержимого регистров управления SIMCR,SYNCR

Тактовая частота Ft, формируемая ГТИ, зависит от значения битов W,X и поля Y в регистре SYNCR (рис.3.8,б) и определяется выражениями:

Ft = 4 Kf x Fq* ( Y + 1 )

для моделей с низкой задающей частотой Fq* = 25-50 КГц,

Ft = 4 Kf x Fq ( Y + 1 ) / 128

для моделей с высокой задающей частотой Fq = 3,2-4,2 МГц.
Коэффициент Kf задается битами W,X (табл.3.15), а величина Y=0-63 указывается в 6-битовом поле регистра SYNCR. Например, при использовании кварца, имеющего Fq=4 МГц, и значениях W = X = 1, Y = 000111 частота Ft составляет 8 МГц. При выборе значений Fq (или Fq*),W,X,Y необходимо учитывать, что величина Ft не должна превышать заданное максимальное значение, которое для большинства микроконтроллеров семейства 68300 равно 16,8 МГц. Тактовые импульсы служат для синхронизации работы внутренних модулей и блоков микроконтроллера. Через буферный каскад они поступают на вывод CLKOUT и могут быть использованы для контроля функционирования ГТИ или для тактирования работы других устройств системы.

Таблица 3.15. Значения коэффициента умножения частоты Kf

W	X	dKf
1 1	1 1	1 2 4 8

Чтобы предотвратить остановку микроконтроллера при отключении кварцевого кристалла, можно обеспечить работу ГТИ с использованием внутренней частотно-задающей цепи. Для этого следует установить значение бита RSTEN=0 в регистре SYNCR (рис. 3.8,б). В этом случае микроконтроллер продолжает работу в замедленном режиме, ак как формируемые тактовые импульсы будут иметь пониженную частоту.
Для синхронизации относительно медленных внешних устройств модуль SIM выход ECLK, на который поступают сигналы с частотой Fe=Ft/ 8 или Fe=Ft/16.
Режим функционирования ГТИ определяется содержимым регистра управления SYNCR (рис.3.8,б), биты которого имеют следующее назначение:

STEXT — разрешает при STEXT=1 выдачу внешних синхросигналов на вывод CLKOUT в случае останова процессора по команде LPSTOP (переход в энергосберегающий режим); при STEXT=0 на выходе CLKOUT в этом режиме устанавливается постоянное значение CLKOUT=0;
STSIM — запрещает при STSIM=0 работу ГТИ в энергосберегающем режиме;
RSTEN — переводит ГТИ при RSTEN=0 в режим замедленной работы в случае отключения кварца, при RSTEN=1 отключение кварца вызывает установку начального состояния микроконтроллера;
SLOCK — указывает при SLOCK=0, что включенный ГТИ не обеспечивает заданную тактовую частоту, значение SLOCK=1 устанавливается, когда ГТИ работает с заданной частотой Ft или используются внешние тактовые сигналы;
SLIMP — указывает при SLIMP=1, что кварцевый кристалл отключен;
EDIV — задает коэффициент деления частоты внешних синхросигналов на выходе ECLK: Fe = Ft / 8 при EDIV=0, Fe = Ft /16 при EDIV=1.

Назначение битов W,X и поля Y определено выше.
Для питания ГТИ рекомендуется использовать отдельный источник питания, подключаемый к выводу Vds. В этом случае можно обеспечить работу ГТИ и выдачу тактовых сигналов на выход CLKOUT при выключении питания микроконтроллера, а также избежать влияния помех на значение тактовой частоты. Внешние конденсаторы, подключаемые к выводам EXTAL,XTAL, XFC, Vds микроконтроллера, обеспечивают необходимую стабильность работы ГТИ.

Асинхронные и синхронно-асинхронные счетчики

Пусть, например, необходимо выдавать на вход схемы один из двух входных кодов: код со счетчика или код с регистра (то есть требуется мультиплексирование двух кодов). Эту задачу можно решить, применяя двухканальный мультиплексор (рис. 9.27а), а можно сделать проще — подавать код с регистра на входы данных счетчика и переводить в нужный момент счетчик в режим параллельной записи (рис. 9.27б). В обоих случаях переключение кодов, подаваемых на выход схемы, производится сигналом Упр. Правда, во втором случае счетчик возобновляет свой счет (после снятия сигнала записи –WR) с кода, записанного в регистр. Если это неприемлемо, то можно воспользоваться входом сброса счетчика в нуль R.

И в заключение данного раздела мы рассмотрим две более сложные схемы, строящиеся на основе счетчиков. Это генератор прямоугольных импульсов с изменяемой частотой и длительностью импульса и быстродействующий высокоточный измеритель частоты входного сигнала с большим диапазоном измеряемых частот.

Генерация прямоугольных импульсов — довольно часто встречающаяся задача, в частности при разработке, отладке, тестировании электронной аппаратуры. От генератора прямоугольных импульсов требуется выдача импульсов заданной длительности при заданной паузе между импульсами (или, что то же самое, формирование импульсов заданной длительности и частоты следования). Желательно, чтобы диапазон изменения длительности импульсов и пауз между ними был как можно шире. Желательно также, чтобы был предусмотрен режим разового запуска (то есть остановка генерации после окончания одного выходного импульса) и автоматического запуска (то есть генерация периодической последовательности импульсов до прихода внешней команды остановки).

Предлагаемая здесь схема генератора не претендует, конечно, на рекордные характеристики, но она вполне может стать реальным удобным инструментом для разработчика цифровой аппаратуры, особенно если управление генератором поручить компьютеру с установленной на нем развитой сервисной управляющей программой . Благодаря своей простоте и наглядности, схема эта может служить образцом для разработки более сложных генераторов импульсов , например, имеющих более высокое быстродействие, больший диапазон изменения длительности импульсов и их частоты, обеспечивающих генерацию импульсов с разной амплитудой и полярностью.

В основе генератора (рис. 9.28) — два 16-разрядных счетчика, выполненных на основе микросхем ИЕ7. Один из этих счетчиков (на рисунке внизу) отсчитывает длительность выходного импульса, другой (на рисунке вверху) — длительность паузы. Коды длительности импульса и паузы подаются, соответственно, на входы данных верхнего и нижнего счетчиков (эти коды могут храниться, например, в регистрах, не показанных на схеме). Счетчики импульса и паузы работают по очереди, что определяется управляющими сигналами на их входах параллельной записи –WR, которые также запрещают прохождение на входы -1 тактовых импульсов с помощью элементов 2И-НЕ. Эти управляющие сигналы поступают с прямого и инверсного выходов триггера ТМ2, на входы –R и –S которого подаются сигналы переноса с выходов делителя частоты (см. рис. 9.13), перевод счетчиков из режима счета в режим параллельной записи осуществляется передним (отрицательным) фронтом тактового отрицательного импульса, а счет производится задним (положительным) фронтом отрицательного тактового импульса. Поэтому отрицательный тактовый импульс должен быть достаточно коротким. Один и тот же тактовый импульс не должен своим передним фронтом менять режим счетчиков, а задним фронтом переключать счетчики по входу –1. Длительность тактового отрицательного импульса не должна превышать полного времени переключения режимов счетчиков, включающего в себя четыре задержки переноса счетчиков, задержку переключения выходного триггера и задержку элементов 2И и 2И-НЕ.

Во-вторых, частота тактового сигнала не должна быть слишком большой, чтобы за время переключения режимов на вход -1 не пришел еще один положительный фронт тактового сигнала . Иначе этот фронт будет потерян. То есть от момента отрицательного фронта тактового импульса до момента положительного фронта следующего тактового импульса схема должна успеть полностью закончить переключение режимов счетчиков.

Пусть, например, мы хотим выбрать максимальную тактовую частоту 10 МГц (период ТТ = 100 нс). Посмотрим, можно ли использовать микросхемы счетчиков серии КР1533. Для счетчиков КР1533ИЕ7 задержка сигнала переноса составляет не более 18 нс. Для четырех микросхем задержка переноса составит 72 нс. Тогда на сумму задержек триггера, элемента 2И и элемента 2И-НЕ остается не более 28 нс. Следовательно, если мы возьмем эти элементы из более быстрых серий (например, КР531 или КР1531), мы легко удовлетворим этому требованию.

При величине кода импульса N длительность импульса ТИ составит (N+1) • ТТ . При величине кода паузы М длительность паузы ТП составит (М+1) • ТТ . Период выходных импульсов ТВЫХ будет равен (M+N+2) • ТТ . Коды M и N могут принимать значения от 0 до 65535. То есть минимальная длительность импульса и паузы равна ТТ , максимальная длительность импульса и паузы равна 65536 ТТ , минимальная длительность периода выходного сигнала равна 2ТТ , а максимальная — 131072 ТТ . Например, при тактовой частоте 10 МГц максимальный период выходного сигнала будет равен 13,1072 мс, а минимальный — 200 нс.

Для расширения диапазона изменения периода выходного сигнала можно применить управляемый делитель тактовой частоты. Другой возможный путь — наращивание разрядности счетчиков — приводит к снижению максимально допустимой тактовой частоты, так как обязательно вызывает увеличение задержек переключения счетчиков. К тому же, как правило, нет необходимости задавать длительность периода выходного сигнала, скажем, в 1 секунду с абсолютной погрешностью 100 нс ( относительная погрешность — 10–7). Гораздо важнее обеспечить стабильность частоты и периода выходного сигнала. Поэтому применение управляемого делителя частоты тактового сигнала не ухудшает характеристик генератора. Схема управления генератором прямоугольных импульсов с делителем частоты показана на рис. 9.29.

Делитель частоты работает с кварцевым генератором с частотой 10 МГц и включает в себя три делителя на 16 на счетчиках ИЕ7. На выход мультиплексора (сигнал «Такт») проходит один из сигналов с периодом 100 нс, 1,6 мкс, 25,6 мкс, 409,6 мкс. Длительность сигнала «Такт» не превышает половины периода сигнала с частотой 10 МГц, то есть 50 нс, что обеспечивает правильную работу счетчиков импульса и паузы (см. рис. 9.28). Выбор тактовой частоты осуществляется 2-разрядным кодом частоты. При запрете генерации все счетчики сбрасываются в нуль, это увеличивает точность привязки момента начала генерации к моменту подачи команды на начало генерации.

Источник: nevinka-info.ru