Тактовый генератор

1) Выполнение команды состоит из ряда этапов или, как говорят - "микроопераций". Микрооперация - это простейшее, элементарное действие выполняется в течении очень короткого времени, или говорят – в течении одного такта работы ЭВМ.

Например: пусть команда – это команда на сложение двух чисел: А и В. Тогда операция чтения из памяти числа А – одна из микроопераций, что должны быть выполнены в ходе выполнения данной команды. Более того, если данные читаются не из регистра процессора, а из внешнего регистра или из ячеек ОЗУ, то процесс чтения данных может оказаться достаточно длительным и сложным – и для выполнения чтения может потребоваться даже и не одна - а несколько микроопераций. Но пока, ради простоты изложения - будем считать что такие действия как "чтение данных" или "сложение" - происходят за одну микрооперацию.

2) В процессе выполнения микрооперации участвует множество устройств, и все они должны работать согласованно по времени, т.е. - одновременно начинать свою часть работы по выполнению микрооперации. Для согласования во времени работы отдельных устройств, входящих в состав ЭВМ, и служит тактовый генератор.

3) Тактовый генератор генерирует специальный синхронизирующий импульс, который по многочисленным тактирующим линиям (на рисунке [1] - не показаны) рассылается во все части ЭВМ.

Форма импульсов представлена на рисунке:

t – время;

U – напряжение;

t_т – длительность такта.

1 – так называемые "передние фронта" тактового импульса, на которых - напряжение повышается.

Каждый фронт тактового импульса сообщает устройству о начале нового такта и необходимости заканчивать выполнение предыдущей микрооперации и начинать выполнение новой.

– тактовая частота

4) Каждое из устройств участвующих в выполнении микрооперации должно, в течении такта, успеть закончить всю свою часть работы. Если какое из функциональных устройств не успевает выполнить необходимую работу – в работе ЭВМ возникает ошибка. Именно поэтому – частота тактового генератора ("тактовая частота ЭВМ") - не должна быть слишком высокой, большей - чем допускают полупроводниковые интегральные схемы.