Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Niedrigste Frequenz für Mikrocontroller


von So lala (Gast)


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Mir ist bewusst, dass die Frage in der praktischen Anwendung natürlich 
keinerlei Nutzen hat, aber mich würde aus rein technischer Sicht mal 
interessieren, ob Mikrocontroller eine minimale Betriebsfrequenz 
besitzen.
Oder anders formuliert: Wäre es möglich, z.B. einen Mega8 über einen 
Funktionsgenerator mit einem Takt von 10 Herz zu versorgen, ohne die 
Funktionen zu beeinträchtigen (abgesehn davon, dass man natürlich einen 
undwesentlich längeren Zeitraum einplanen sollte...)

Grüße
So lala

von Uwe Bonnes (Gast)


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Die meisten Mikrocontroller sind voll statisch, d.h. man kann den Takt 
beliebig verlangsamen

von MaWin (Gast)


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Quasi alle aktuellen uC können beliebig langsam getaktet werden 
(satisches Design).
Das war früher anders, gerade NMOS-Microprozessoren benötigten eine 
Mindestgeschwindigkeit (dnamisches Design, wie dynamische Speicher).
Genaueres sagt das Datenblatt.

von Falk B. (falk)


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@  So lala (Gast)

>Oder anders formuliert: Wäre es möglich, z.B. einen Mega8 über einen
>Funktionsgenerator mit einem Takt von 10 Herz zu versorgen, ohne die
>Funktionen zu beeinträchtigen

Ja, man kann sogar mit einem per HArdware entprellten Taster viele der 
heutigen Mikrocontroller takten, also AVR, Pic &Co.

Größere Boliden ala ARM können das teilweise nicht mehr, weil die intern 
PLLs haben, die eine Mindestfrequenz benötigen.

MFG
Falk

von Stefan N. (stefan_n)


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Das Datenblatt meint z.B. beim ATMega32:

Speed Grades
– 0 - 8MHz for ATmega32L
– 0 - 16MHz for ATmega32

von Uwe Bonnes (Gast)


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@Falk: Die PLL brauchen eine Mindestfrequenz, der Kern aber nicht.

von Johannes G. (gutenberg)


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Allerdings hab ich aus einem AVR Datenblatt im Kopf, dass der Takt nicht 
zu krass variieren darf (so ca. 10% Änderung von einem Takt zum 
nächsten), weil es sonst Probleme geben kann.

von Chris (Gast)


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Johannes G. schrieb im Beitrag #2516768:
> Stefan Noack schrieb:
>> Speed Grades
>> – 0 - 8MHz for ATmega32L
>> – 0 - 16MHz for ATmega32
>
> Das sind Höchstgeschwindigkeiten.

Dann stände da aber z.B. "max. 8MHz for ATmega32L" und kein 
Frequenzbereich.

von Falk B. (falk)


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@  Johannes G. (gutenberg)

>Allerdings hab ich aus einem AVR Datenblatt im Kopf, dass der Takt nicht
>zu krass variieren darf (so ca. 10% Änderung von einem Takt zum
>nächsten), weil es sonst Probleme geben kann.

Stimmt, aber das Problem ist bisher ungeklärt. Und man hat es praktisch 
auch noch nicht direkt ausgetestet. Die alten AT90S AVRs hatten das 
Problem definiv nicht.

MFG
Falk

von Marcus B. (raketenfred)


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Also ich habe auch schon zum Debuggen in der Anfangsphase, einfach die 
Verbindung zum Quarz getrennt (Kabel rein und raus). Abgeschmiert ist 
der Controller dabei nie.


Jenachdem welcher Arbeitsspicher eingebaut ist, benötigt dieser jedoch 
einen regelmäßigen Refresh, sonst gehen die Daten verloren.
Hängt damit zusammen, dass [Vorsicht stark vereinfach!] ein Bit als 
Kondensator mit oder ohne Spannung dargestellt wird, und das System hat, 
weil es real und nicht perfekt ist, immer einen kleinen Leckstrom. D.h. 
der Kondensator läuft langsam leer, läd man den nicht oft genug wieder 
auf(diese Refresh-Zyklen) kippt irgendwann das Bit und du hast Daten 
verloren, bzw dein Code fängt anzuspinnen, weil der RAM halt nicht mehr 
den gleichen Inhalt hat.

Ansonsten kann ich mich auch nur an maximal Frequenzen erinnern, bzw 
Schreibzeiten (Eeprom) die man einhalten sollte

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Stimmt, aber das Problem ist bisher ungeklärt.

Jein.  Erklärung, wenn wir mal wieder gemeinsam ein Bier trinken. ;-)

Ist aber kein Problem, wenn man den Takt einfach schlagartig anhalten
will.

von So lala (Gast)


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Sehr interessant, ich danke für die vielen Antworten!

@snyder
Aha, hast du dafür irgendwelche Belege? Kann ja schlecht hinkommen, wenn 
der Takt sogar manuell schaltbar ist ;)

von Ulrich (Gast)


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Es gibt da schon einen untere Grenze für die Frequenz: Man hat wegen der 
Haltbarkeit des Flash Speichers nur rund 50 Jahre für die Restsequenz 
und falls nötig das Programm.

von citb (Gast)


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So lala schrieb:
> @snyder
> Aha, hast du dafür irgendwelche Belege?

Braucht er nicht, steht ja auch dabei:

snyder schrieb im Beitrag #2516847:
> ich glaub das

citb

von Christoph Z. (rayelec)


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Zu diesem Thema eine Geschichte aus alten Zeiten: Ich war als Schüler 
mal stolzer Besitzer eines 80C286-16 Systems (mit NEAT-Chipset). Da sich 
bei mir schon eine umfangreiche Schachtel Quarzoszillatoren angesammelt 
hatte, beschloss ich, den ollen PC mal etwas zu tunen. Aber denkste, bei 
nur ein paar hundert kHz über 16MHz lief das Ding überhaupt nicht mehr. 
Die AMD-CPU war also zu 99.9% ausgereizt. Bei 16.0MHz lief das Board 
aber stabil.
Wenn mehr nicht geht, dann probieren wir es mal mit weniger, dachte ich 
und begann die Frequenzleiter runter zu probieren. Der langsamste Oszi 
bot etwas über 200kHz und erstaunlicherweise bootete und lief das Board 
so noch stabil, war aber so langsam, dass man den Aufbau jeder Zeile auf 
dem SVGA-Schirm beobachten konnte.
Der Prozi war übrigens im PLCC68 Kunststoffgehäuse und wurde ohne 
Kühlkörper ca 60° warm. Als Speicher diente ein Friedhof von dutzenden 
41256 DRAMS im DIL-Gehäuse!

von Anja (Gast)


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So lala schrieb:
> Wäre es möglich, z.B. einen Mega8 über einen
> Funktionsgenerator mit einem Takt von 10 Herz zu versorgen, ohne die
> Funktionen zu beeinträchtigen

Nein, beim ADC geht es definitv nicht ohne Funktionsbeeinträchtigung.

Außerdem läuft die serielle Schnittstelle bei 10Hz nicht mehr 
normgerecht.

Gruß Anja

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