Микроконтроллеры функционируют в соответствии с инструкциями, каждая из которых состоит из определенного набора битов, выполняющихся за определенное время. Эти регулярные интервалы должны иметь одно и то же время выполнения, которое обязательно должно быть кратно одному такту микроконтроллера, чтобы обеспечить синхронизацию и, следовательно, правильную работу всей вычислительной системы. Это то же самое, как музыкант использует метроном, чтобы играть в ритм.
Источники тактовых импульсов для микроконтроллера могут быть как внешними, так и внутренними, и могут быть разных типов и способов реализации, но все они должны обеспечивать равный тактовый интервал. При разговоре о скорости микроконтроллеров или процессора часто обсуждается такой параметр, как тактовая частота. Например, источник тактовых импульсов на 32 МГц позволит выполнять контроллеру 32 миллиона циклов в секунду. И если процессор способен выполнять одну инструкцию за один цикл, то это будет 32 миллиона инструкций в секунду.
Иногда в отношении процессоров упоминается такой термин, как «разгон» или «оверлокинг» (overclocking). Так, процессоры можно ускорить за счет ускорения источника тактовых импульсов в рамках определенных ограничений. В некоторых случаях разгон может вызвать проблемы, связанные с функционированием цифровой системы. Впрочем, современные процессоры уже имеют настолько высокие скорости работы, что сегодня тема разгона уже не обсуждается столь сильно, как раньше, поскольку разгон уже не даст так много выигрыша в производительности.
Другим типом тактового устройства, зачастую упоминаемого в технической документации на микроконтроллеры и микропроцессоры, являются часы реального времени (Real Time Clock или RTC). И они, в отличие от источников тактовых импульсов, больше похоже по своей функциональности на обычные используемые людьми в повседневной жизни часы. И часы реального времени имеют больше прикладной, пользовательско-ориентированный характер работы.
Впрочем, к ним также предъявляется требование строгого соблюдения равенства временных интервалов, в противном случае их функционирование в рамках реального времени может оказаться под вопросом. Также следует отметить, что часам реального времени требуется подвод питания. Зачастую питание батарейное, поскольку эти устройства обладают очень малым энергопотреблением, и батарейного питание может хватить на очень долгое время. Но при перебоях в подачи питания или его отсутствии часы реального времени сбрасываются, и это обязательно нужно учитывать.
© digitrode.ru