Wie funktioniert ein Clock-Chip in einem PC
Für eine Vielzahl von Gründen, einschließlich Versionskontrolle, Sicherheit und Netzwerkkontrolle muss der moderne Personal Computer (PC) einen genaue Zeit Standard. Dies geschieht in der Regel mit einem Subsystem als "Real Time Clock" bezeichnet (RTC).
Eine Uhr-Subsystem in einem PC hat drei wesentliche Hardware-Komponenten. Die erste davon ist eine Zeitbasis, häufig ein Kristall oder Quarzoszillator. Die zweite Hauptkomponente ist eine Kluft von Netzwerk, während die letzte Komponente der Logik und Gedächtnis besteht registriert.
Das Uhr-Subsystem hat oft eine eigene Stromversorgung, in der Regel eine kleine Batterie, so dass es funktionell bleiben kann, während der Computer ausgeschaltet ist. Dies ermöglicht Ihrem Computer Zeit zu halten auch wenn die Maschine ausgeschaltet ist.
Die Zeitbasis
Schauen Sie sich jede Leiterplatte (PCB) von einem Computer aus, und Sie werden sehen, mehrere kleine graue metallischen Komponenten, meist ovaler Kopf. Diese sind Oszillatoren und sind das Herz jeder Zeit-System. Ein Oszillator schwingt. Wenn Spannung (Leistung) an einen Oszillator wird, beginnt das Gerät mit einer Konstanten Rate zu vibrieren. Der Oszillator konvertiert diese Vibrationen in ein elektrisches Signal, das die gleiche Frequenz wie die Schwingung hat. Dieses Signal kann bei einer Frequenz von 3 Kilohertz (KHz) bis 20 Megahertz (MHz), was bedeutet, dass das elektrische Signal von "Off" auf "On" bei zwischen 3.000 und 20 Millionen Mal pro Sekunde wechselt.
Oszillatoren sind so konstruiert, dass ihre Schwingungen über unterschiedliche Temperaturen und Spannungen konstant bleibt. Höhere Frequenz-Oszillatoren sind genauer, aber zu anderen Problemen, einschließlich erhöhte Leistungsaufnahme, das ist ein Anliegen in tragbaren elektronischen Geräten führen.
Spaltung von Netzwerk
Der Ausgang des Oszillators speist in der Regel in der RTC in der Regel eine integrierte Schaltung, die allein steht, oder steht als Teil eines Chipsatzes.
Der erste Teil des eine RTC ist ein Kluft von Netzwerk. Eine Kluft von Netzwerk ist eine Reihe von elektronischen Tore entwickelt, um die Frequenz des Signals von der Oszillator gelieferten verringern. Die erste Stufe der Kluft von Netzwerk wird die Ansteuerung aus dem Oszillator und tun nichts für die ersten 255 Impulse. Jedoch am Puls der 256th Zeit empfangen, sendet einen Impuls in die nächste Phase des Netzwerks Kluft von er.
Die zweite Phase der Kluft von Netzwerk-Funktionen genau wie die erste, so dass es auch auf 256 zählt. Wenn die zweite Stufe seiner 256th Impuls empfängt, sendet er einen Impuls an der dritten Stufe der Netzwerk- und So weiter.
Das Ergebnis ist die erste Stufe teilt effektiv die Ausgabe des Oszillators durch 256, die zweite Stufe teilt den Ausgang des Oszillators durch 256 kariert oder 65.536. Die dritte Stufe wird der Oszillatorfrequenz durch 256 in Würfel geschnitten oder 16,7 Millionen Teilen.
Sowohl die Anzahl der Stufen und die Zahl, die jede Stufe erfordert leicht angepasst werden kann, so dass die Frequenz des Oszillators durch jede ganze Zahl dividiert werden kann.
In unserem obigen Beispiel würde drei Stufen der 256 Impulszähler die Ausgabe von einem 16,7 MHz-Oszillator in einen Impuls 1 Hz oder 1 Impuls pro Sekunde zu konvertieren.
Logik und Register
Die restliche Logik auf die RTC chip nichts mehr als zählen Sekunden und Ergebnisse veröffentlichen. Der Chip weiß, wie viele Sekunden sind in einer Minute, wie viele Minuten in einer Stunde und so weiter. Es hat auch Daten auf wieviele Tage pro Monat, beim Auftreten von Schaltjahren und einen Algorithmus für die Berechnung der Wochentag aus einem Datum.
Wenn Sie die Uhrzeit auf einem Computer eingestellt, gibst du dieser Chip als Ausgangspunkt. Sobald sie die aktuelle Uhrzeit weiß, alles, was sie tut ist Graf die Sekunden basierend auf immer ein Impuls pro Sekunde aus dem Netzwerk Kluft durch.
Der Chip hat Daten Register (Speicherplätze) wo es die Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden und auch das Datum, Monat und Jahr speichert.
Der Mikroprozessor des Computers weiß, wo diese Orte sind und ihnen jederzeit besteht die Notwendigkeit der Zeit und/oder Datum Wissen zugreifen können.
Der Mikroprozessor kann auch Anpassung der Uhrzeit, entweder als Reaktion auf Benutzereingaben oder von einer Regierung oder der Netzwerk-Zeitserver. In diesem Fall schreibt der Prozessor im Laufe der Zeit in die RTC-Speicher-Register und die RTC-beginnt, von dieser neuen Zeit gezählt.
Weiche Uhr
Einige Computer verwenden Sie einen separaten RTC-Chip nicht aber verlassen Sie sich auf den Mikroprozessor, seine Zeit zu halten. Dazu imitiert der Mikroprozessor im Wesentlichen das Verhalten der RTC-Chip. Dies ist möglich, weil es in der Regel eigene Zeitbasen und Teiler Netzwerken hat.
Während die Kosten für eine RTC-Chip gespeichert wird, kann diese Lösung wesentlich ungenauer sein. Wenn der Computer eine hohe Arbeitsauslastung wie Grafikverarbeitung unterliegt, kann der Mikroprozessor keinen ausreichend Rechenleistung, um ihre Aufgaben abzuschließen sowie Aktualisierung der Uhrzeit und Datum-Register. Da gibt es in der Regel die niedrigsten Priorität Aufgaben, kann die Uhr auch langsam ausgeführt werden.