CPU的时钟频率从何而来,是谁在产生频率
晶振同时也是给电脑时钟提供稳定的是时钟信号,保持时间走时精准无误,在电脑中,晶振还应用到哪些地方呢?
一首美妙的乐曲会有一个主旋律,而电脑的主旋律就是CPU的时钟频率。它们从何而来?又是谁在产生。我们可以将频率源的时钟信号发生器看作电脑的心脏。只有心脏跳动起来,电脑才能工作。我们说过晶振是各板卡的心跳发生器,毋庸置疑这里说的产品频率的就是我们的晶振,晶振是一种频率元件。它的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
芯片本身通常并不具备时钟信号源,因此须由专门的时钟电路提供时钟信号,石英晶体振荡器(Quartz Crystal OSC)就是一种最常用的时钟信号振荡源。
石英晶振就是纯净的二氧化硅,是二氧化硅的单晶体,即我们常说的水晶。石英晶体有天然(Crude)晶体和人工合成(synthetic)晶体两种。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一,因此电子线路中的晶体振荡器多使用人造石英晶体。
从一块晶体上按一定的方位角切下薄片(称为“晶片”),在晶片的两个表面上涂覆一层薄薄的银层后接上一对金属板,焊接引脚,并用金属外壳封装,就构成了石英晶体振荡器
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在,主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体谐振器作为基准频率源。至于始终沿用14.318MHz这个频率的原因,或许是保持兼容性的需要吧。 主板上除了这颗14.318MHz的晶振,还能找到一颗频率为32.768MHz的晶振,它被用于实时时钟(RTC)电路中,显示精确的时间和日期。32.768K晶振通常用于数字电路板,提供稳定的时钟信号。泰河电子32.768K石英晶振月产量已达9000W只,单纯只是32.768K晶振的产量。在电脑主板可以看到好几颗晶振排列在一起。电脑中的CPU,AGP插槽、PCI插槽、硬盘接口、USB端口和PS/2端口等在通信速度上有很大差异,所以需要提供不同的时钟频率。
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