프로세서는 어떻게 클럭 속도를 제어합니까?

최근에 회로에 2 개의 발진기가있는 STM 프로세서를 발견했습니다. 하나는 고속 작동 용이고 다른 하나는 저전력 용입니다.

클럭 속도를 원하는 주파수 (이유 내에서)로 변경할 수있는 데스크탑 프로세서와 같은 경우- 물리적으로 어떻게 수행합니까?

이것은 위상 고정 루프 또는 PLL 이라는 장치를 사용하여 수행됩니다 . 기본 PLL의 블록 다이어그램은 다음과 같습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

마더 보드의 발진기는 CPU 클록 주파수에서 실행되지 않고 대신 100 MHz 정도의 주파수에서 실행됩니다. 이 발진기는 알려진 안정적인 기준 주파수로만 사용됩니다. CPU 내부에서 실제 클록 주파수는 전압 제어 발진기 또는 VCO에 의해 생성됩니다 . VCO는 비교적 넓은 범위에 걸쳐 주파수를 생성하도록 조정될 수 있지만, 그 자체로는 특히 안정적이거나 정확하지는 않습니다. 주어진 제어 전압의 경우 주파수는 부품마다, 공급 전압 및 온도에 따라 달라질 수 있습니다. 그러면 위상 잠금 루프는 VCO 출력 주파수를 기준 주파수와 특정 관계로 잠그는 역할을합니다.

$f_{PFD} = f_{ref}/D = f_{out}/M$$f_{out} = f_{ref} * M/D$

예를 들어 기준 주파수가 100MHz이고 기준이 1 (D)로, VCO가 30 (M)으로 나뉜다 고 가정합니다. 결과적으로 100 MHz * 30/1 = 3 GHz의 출력 주파수가 발생합니다. 이 관계는 분배기 설정을 간단히 변경하여 변경할 수 있으며 제어 레지스터를 통해 소프트웨어에서 수행 할 수 있습니다. 즉석에서 주파수를 변경하는 것만으로는 분배기 값을 변경하는 것만 큼 간단하지 않을 수 있습니다. CPU가 너무 짧은 '글리치'또는 클럭 펄스를 보지 않도록 주파수를 변경해야합니다. PLL이 새로운 주파수에서 안정화 될 때까지 2 개의 PLL을 사용하여 이들 사이를 전환하거나 클록을 일시적으로 정지 시키거나 다른 클록 소스로 전환해야 할 수도 있습니다.

PLL은 고정 된 안정적인 기준으로부터 정확하고 쉽게 튜닝 가능한 주파수를 생성하기 위해 모든 곳에서 사용됩니다. Wi-Fi 카드 및 Wi-Fi 라우터는이를 사용하여 변조 된 데이터를 상향 변환 및 하향 변환하기 위해 라디오 내부에서 사용되는 신호 인 로컬 발진기 주파수를 생성하여 적절한 채널을 선택합니다. FM 라디오는 하나를 사용하여 수신 주파수를 소프트웨어로 제어하여 다른 방송국을 쉽게 호출 할 수 있습니다. PLL은 또한 이더넷, PCI Express, 직렬 ATA, Firewire, USB, DVI, HDMI, DisplayPort 및 기타 여러 최신 직렬 프로토콜을위한 직렬 변환기 및 직렬 변환기를 구동하는 데 사용되는 고주파수 클록 신호를 생성하는 데 사용됩니다.

이전 답변 외에도 ...

STM micro에는 거의 실시간 클럭을위한 두 번째 오실레이터가 있습니다. 이를 통해 칩의 나머지 부분과 회로의 전원이 꺼진 상태에서 클록이 계속 작동합니다 (최소 전력 소비). 그러면 장치는 시계와 달력을 계속 작동시킬 수 있으며 일반적으로 내장형 장치에 유용한 모든 타이머에서 메인 프로세서를 다시 시작할 수도 있습니다.

매우 신중하게 !

CPU에는 바이너리 프로그램 앰블 프리 스칼라와 VCO가있는 PLL이있어 카운터를 구동하여 프런트 사이드 버스, FSB 클럭 (100MHz)을 곱합니다.
이 동적 절전 모드는 올바른 CPU 드라이버, CPU, OS 및 BIOS에서 CPU 사용량이 적을 때 자동으로 선택됩니다.

내 i7 (8cpu)은 3101 MHz에서 800 MHz로 바뀌고 즉시 1100, 1300,1500 ... 단계

Bios가 내 경우와 같이 x31을 선택하면 CPU가 100MHz x 3100MHz에서 실행되고 CPU의 이진 카운터로 x8에서 x15를 선택하여 0.9V에서 CPU 칩 전압을 조정하는 동시에 CPU 전력을 줄입니다. 전력을 절약하기 위해 모든 지역.

CPU 8.1 및 메모리 %와 함께 Win8.1의 오른쪽 상단 모서리에 커서로 표시 할 수 있습니다