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如何区分晶振频率和时钟频率


作为数字电路中的重要元器件—晶振,它是一种控制频率元件,在电路模块中提供频率脉冲信号源,给电路提供一定频率的稳定的震荡(脉冲)信号,比如石英钟,就是通过对脉冲记数来走时的。而时钟频率就像发动机转速,以一定频率在转,频率越高,对信号质量要求越高,能耗越大。



我们都都知道CPU的运行频率,单位为Mhz,数字愈大代表CPU执行指令的速度愈快,1978年问市的IBM PC采用5MHz的intel 8086CPU,1998年intel 发表了400MHz的Pentium II-400 CPU。


因此,一个时钟周期等于两个振荡周期,所以晶振频率等于2倍时钟频率。



一、晶振频率和时钟频率本质上有何区别呢?


1、信号源不同:


晶振振荡频率来自晶体振荡器的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定),而时钟频率则来自振荡电路集成到“频率合成器(Frequency Synthesizer)”,在芯片中,它对晶体振荡器产生的脉冲信号进行分割(或倍频),为不同工作速度的芯片(或器件)提供所需的时钟频率。


2、用途不同:


晶振振荡频率被认为是晶体振荡器的一个恒定参考频率源(石英晶体用于石英表和电子表中的计时)。自PC诞生以来,一个14.318MHz的石英晶体振荡器一直被用作主板上的参考频率源。


如CPU、AGP插槽、PCI插槽、硬盘接口、USB端口和PS/ 2端口在通信速度上有很大的差异,因此需要提供不同的时钟频率,时钟频率服务于不同的电路。


二、时钟频率有什么作用?


1、许多的半导体芯片,每个芯片都是在特定的时钟频率下进行工作的。时钟发生器提供给芯片的时钟信号是一个连续的脉冲信号,而脉冲就相当于芯片的脉搏,每一次脉冲到来,芯片内的晶体管就改变一次状态,让整个芯片完成一定任务。


2、数字芯片中众多的晶体管全都工作在开关状态,它们的导通和关断动作无不是按照时钟信号的节奏进行的。如果时钟频率过高,就可能出现晶体管的状态来不及变化的情况,产生死锁或随机性误操作。所以,每一款芯片都有自己的频率极限。

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