I. Przez większość czasu układ wykorzystuje różne częstotliwości dla różnych części układu. Teraz nawet najbardziej podstawowe mikrokontrolery za 0,5 $ mają dość skomplikowany schemat taktowania (przynajmniej zasługuje na osobny rozdział w arkuszu danych). Częstotliwość zegara będzie więc wybierana według bloków według bloków.
II. Na jakim etapie wybiera się częstotliwość projektową:
a) Twierdziłbym, że przez większość czasu jest na wczesnym etapie. Dostajemy wymagania (przykład: trzeba dekodować wideo HD). Na tej podstawie wybrałby architekturę uwzględniającą kompromisy w zakresie mocy / technologii / kosztu (obszaru). Jednym z wyników decyzji o architekturze jest częstotliwość zegara.
b) Ale czasami wczesna decyzja jest nieoptymalna / błędna. Wprowadzane są więc modyfikacje. Może to być jednak kosztowne, ponieważ zwykle różne części układu są projektowane równolegle. Zmiana jednego zegara może spowodować przeprojektowanie innego bloku (z powodu samego interfejsu i samego źródła zegara). Powiedziałbym, że z tego powodu unika się tego. Oczywiście niektórym blokom łatwiej jest zmienić częstotliwość taktowania niż innym, więc „twój przebieg może się różnić”.
c) Na ostatnim etapie miejsca i trasy (jest to jeden z ostatnich etapów przed wysłaniem mikroukładu do fabryki) czasami można mieć problemy z zamknięciem budżetu czasowego / energetycznego (tj. podjęcie pracy projektowej przy docelowej częstotliwości / mocy), więc decyzja jest podejmowana wykonane w celu obniżenia częstotliwości zegara. Jest to zdecydowanie unikane, ponieważ oznacza to niespełnienie niektórych specyfikacji marketingowych. Ale czasami mądrzej jest być szybszym na rynku niż przeprojektowywać, co na tym etapie będzie naprawdę kosztowne i czasochłonne.
Ale jest więcej:
d) Czasami decyzja o częstotliwości taktowania jest podejmowana po wytworzeniu (jeśli pewne postanowienia w projekcie zostaną wcześniej podjęte). Ze względu na zmienność produkcji niektóre układy scalone są lepsze niż inne. Niż można wykonać binowanie - posortuj układy scalone na podstawie maksymalnej częstotliwości, które mogą działać niezawodnie i sprzedawać je szybciej. Powiedziałbym, że jest to najczęściej używane przez sprzedawców procesorów PC.
e) Czasami gotowe układy są przetaktowywane w końcowym urządzeniu w celu oszczędzania energii (popularnej w uC), jeśli wymagana moc przetwarzania jest niższa niż maksymalna dozwolona z układu.
f) W niektórych nowoczesnych projektach zegar można regulować dynamicznie. Następnie zegar zmienia się w polu w zależności od obciążenia w celu oszczędzania energii.
III. Zatem, w jaki sposób wybierana jest częstotliwość i dlaczego czasami projektowanie przy niższym zegarze będzie miało większe możliwości przetwarzania:
Och, chłopcze, jest tak wiele zmiennych, więc jest to dyscyplina inżynierska sama w sobie. Uwzględniasz wymagania marketingowe, technologię, koszt, EMI, moc, obsługiwany standard, wymagania IO itp. Itd ...
Ale w zasadzie można to ogłuszyć do następnych - w celu osiągnięcia określonej wydajności można mieć szybszy zegar (robić rzeczy w szeregu jeden po drugim) lub robić rzeczy równolegle przy niższym zegarze, kosztem używania większej liczby tranzystorów. Z powodu niektórych czynników - głównie opóźnienia utknięcia rurociągu / pamięci, czasem lepiej jest użyć więcej tranzystora niż szybszego zegara.