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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Maximale Frequenz eines Mikrocontrollers - viele Fragen


Autor: Jake (Gast)
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Hallo,
hab da mal paar fragen, welche Mikrocontroller kann welche maximale 
Frequenz ab (steht ja im Datenblatt) ich meine aber welcher Typ 
(atemgaxyz)?

Für Frequenzen von ca. 100 MHz nimmt noch einen ARM richtig? Warum ?

Ab wann muss man ein DSP nehmen?

Was steckt in meinem Rechner?

Sorry für die vielen Fragen, habe Wissensdurst.

Danke für alle die FREUNDLICH antworten.

Mfg
Jake

Autor: Lp85 (Gast)
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google wäre da sicher ein guter Tipp!

Autor: Jörg B. (manos)
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Jake schrieb:

> Was steckt in meinem Rechner?
Interessante Frage... Hängt ein wenig davon ab ob Du dieses Posting von 
einem alten MAC, einem iPad, einem PC oder einer PS3 geschrieben hast... 
mit anderen Worten: wir können nur raten.

Und da würde ich mal raten, dass Du entweder einen AMD oder einen INTEL 
CISC-Prozessor drin hast - Anzahl der Kerne und Taktfrequenz gibt meine 
Kristallkugel allerdings nicht her - irgendwo zwischen 350 MHz und 3 GHz 
schätze ich mal.

Autor: Jürgen (Gast)
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Niemand braucht direkt eine bestimmte Taktfrequenz.

Man braucht Rechenleistung, schnelle Reaktion auf Interrupts, schnelle 
I/O, ...

Das hängt alles von der jeweiligen Anwendung ab.


In deinem Rechner steckt wahrscheinlich ein Intel- oder AMD Prozessor 
(das Mikro vor Prozessor ist irgendwann in den 90ern abhanden gekommen), 
der mit Mikrokontrollern wenig gemeinsam hat. Er hat eine höhere 
Taktfrequenz und schafft auch pro Takt mehr.

Außerdem braucht er jede Menge Schaltungen um ihn herum (I/O, 
Stromversorgung, Takt?), damit er überhaupt läuft. Mikrokontroller sind 
im Vergleich sehr anspruchslos und meistens mit einem Quarz und ein paar 
Kondensatoren zufrieden.

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Jake schrieb:
> Hallo,
> hab da mal paar fragen, welche Mikrocontroller kann welche maximale
> Frequenz ab (steht ja im Datenblatt) ich meine aber welcher Typ
> (atemgaxyz)?
>
> Für Frequenzen von ca. 100 MHz nimmt noch einen ARM richtig? Warum ?

Kann man, gibt aber auch andere wie z.B. Renesas RX, SuperH.

> Ab wann muss man ein DSP nehmen?

Meist, wenn man mit umfangreichen Datenströmen zu tun hat. Zum Beispiel 
Audioverarbeitung, Videoverarbeitung und Bildverarbeitung.

> Was steckt in meinem Rechner?
>
> Sorry für die vielen Fragen, habe Wissensdurst.
>
> Danke für alle die FREUNDLICH antworten.
>
> Mfg
> Jake

Autor: Maddin (Gast)
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Ich misch mich mal ein.

Jürgen schrieb:
> In deinem Rechner steckt wahrscheinlich ein Intel- oder AMD Prozessor
> (das Mikro vor Prozessor ist irgendwann in den 90ern abhanden gekommen),
> der mit Mikrokontrollern wenig gemeinsam hat. Er hat eine höhere
> Taktfrequenz und schafft auch pro Takt mehr

Seit dem ich mit µC zu tun habe, interessiert mich wie unsere AMD/Intel 
Prozessoren ihre Taktfrequenz erzeugen. Wenn wir einen µC kaufen, sagen 
wir "Der kann bis zu x-MHz". Wenn wir einen PC-Prozessor kaufen sagen 
wir "Der hat x-MHz". Aber wo kommen die her?. Passt in so einee CPU 
überhaupt ein richtiger 3GHz Quarz? Oder wird es garnicht mit einem 
Quarz gemacht? RC-Oszillator wie in den µC kanns ja nicht sein, das wäre 
ja viel zu unsicher und unstabil...!?

Autor: Sebastian Hepp (Gast)
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>Seit dem ich mit µC zu tun habe, interessiert mich wie unsere AMD/Intel
>Prozessoren ihre Taktfrequenz erzeugen. Wenn wir einen µC kaufen, sagen
>wir "Der kann bis zu x-MHz". Wenn wir einen PC-Prozessor kaufen sagen
>wir "Der hat x-MHz". Aber wo kommen die her?. Passt in so einee CPU
>überhaupt ein richtiger 3GHz Quarz? Oder wird es garnicht mit einem
>Quarz gemacht? RC-Oszillator wie in den µC kanns ja nicht sein, das wäre
>ja viel zu unsicher und unstabil...!?

Das Stichwort heisst PLL. Dadurch kann man die Frequenz auch mehr oder 
weniger im BIOS einstellen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Maddin (Gast)

>wir "Der hat x-MHz". Aber wo kommen die her?.

Aus einem Taktgenerator.

>Passt in so einee CPU überhaupt ein richtiger 3GHz Quarz?

Nö, ausserdem gibt es keinen 3GHz Quarz. Auch nicht mit Oberwellen ;-)

> Oder wird es garnicht mit einem Quarz gemacht?

Doch. Mit etwas Glück findest du auf deinem Mainboard einen Quarz mit um 
die 10-50 MHz. Daraus macht dein Takttreiber per PLL alle im PC 
benötigten Takte. CPU, Speicher, IOs, etc.

> RC-Oszillator wie in den µC kanns ja nicht sein, das wäre
> ja viel zu unsicher und unstabil...!?

Ja. Wobei die PLL möglicherweis eine Art RC-Oszillator verwendet.

MfG
Falk

Autor: Maddin (Gast)
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Sebastian Hepp schrieb:
> Das Stichwort heisst PLL. Dadurch kann man die Frequenz auch mehr oder
> weniger im BIOS einstellen.

Ich wüsste nicht wie ich ohne Taktquelle (VCO) eine PLL hinkriege.


Jetz wo dus sagt, macht ja die Verwendung eines Quarzes auch garkeinen 
Sinn. Sonst würden die ganzen Schnickschnack-lowfrequency-sparmodi 
unserer CPU´s nicht funktionieren. Und Overclocking usw. Es ist also ein 
VCO...?

Autor: Maddin (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Doch. Mit etwas Glück findest du auf deinem Mainboard einen Quarz mit um
> die 10-50 MHz. Daraus macht dein Takttreiber per PLL alle im PC
> benötigten Takte. CPU, Speicher, IOs, etc.

Ahhhh. Das klingt gut.

Danke

Autor: Jörg B. (manos)
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Jake schrieb:
> Hallo,
> hab da mal paar fragen, welche Mikrocontroller kann welche maximale
> Frequenz ab (steht ja im Datenblatt) ich meine aber welcher Typ
> (atemgaxyz)?
>
> Für Frequenzen von ca. 100 MHz nimmt noch einen ARM richtig? Warum ?
>
> Ab wann muss man ein DSP nehmen?

Die entscheidende Frage ist immer, was will ich damit machen...
Ich kann mit einem PC mit 4 GB RAM und 3 GHz Prozessor auf einen 
Tastendruck warten und - wenn gedrückt - irgendeinen Ausgang schalten... 
oder ich nehmen dafür einen ATTiny - was je nach dem genauso reicht.

Also erst die Aufgabe überlegen, dann die Bedingungen und anschließend 
auf die Suche nach der richtigen CPU bzw. µC machen... für jede Aufgabe 
gibt es bestimmt mehrere richtige Lösungen (was den Prozessor angeht).
Wenn die Aufgabenstellung klein bleibt kann man immer noch einen ATMega 
statt einen ATTiny nehmen wenn man den gerade zur Hand hat oder lieber 
verarbeitet - aber ich brauche keinen 100 MHz oder 3 GHz Prozessor wenn 
ich alle 100 ms zwei Zahlen addieren muss.

Autor: A. K. (prx)
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Jake schrieb:

> Für Frequenzen von ca. 100 MHz nimmt noch einen ARM richtig? Warum ?

Weil es ihn gibt. Man nimmt natürlich auch andere, aber ARM ist längst 
sowas wie der Standard in den Sektoren 32-Bit Mikrocontroller und 
Embedded geworden.

Zu den Gründen gehört, dass der Designer des realen Chips sich die teure 
und riskante Arbeit eines eigenen 32-Bit Designs erspart und auch die 
Entwicklungsumgebungen bereits existieren. Er konnte natürlich auch 
Designs eines Chipherstellers kaufen, riskert damit aber eine potentiell 
existenzbedrohende Bindung an einen einzelnen Anbieter und ggf. 
Konkurrenten.

Zudem bietet ARM fertige Designs an, die aufgrund ARMs Eigeninteresse in 
möglichst vielen Herstellungsprozessen einsetzbar sind, dem 
Chiphersteller also auch hier ein hohes Mass an Freiheit lassen.

Für den Kunden eines realen nicht selbst designten Chips sieht das 
ähnlich aus. Was er in Entwicklungsumgebung und Know-How reingesteckt 
hat ist anbieterübergreifend einsetzbar.

Als die Chiptechnik und die Designprozesse (für Custom Chips) so weit 
waren, auch ausserhalb weniger Chipschmieden einfacher gestrickte 32-Bit 
Controller in komplexere Designs integrieren, da war ARM zur Stelle. 
Andere existierende 32-Bitter waren auf hohe Performance bei hohem 
Aufwand optimiert, ARMs auf akzeptable Performance bei geringem Aufwand. 
ARM hatte der richtigen Riecher und bot das Design für solche 
Integration an.

Und das geschah ungefähr zu einem Zeitpunkt, zu dem immer 
leistungsfähigere Handies aufkamen und nach passenden und vor allem 
hochintegrierbaren Triebwerken suchten (ist nicht viel Platz drin). Und 
in den ARMs fanden. Das begründete wohl massgeblich den Erfolg von ARM.

Autor: A. K. (prx)
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Jake schrieb:

> Ab wann muss man ein DSP nehmen?

Auch wenn sowohl das englische Wort "Computer" als auch das deutsche 
Äquivalent "Rechner" suggeriert, dass man damit vor allem rechnet: Wenns 
nicht grad um Video/Grafik/Spiele oder die spektakulären Supercomputer 
geht, dann sind sind Rechner nur zu einem Teil mit rechnen beschätigt. 
Transport, Verwaltung, Entscheidungen bestimmen den Rest. Folglich sind 
deren Triebwerke Allrounder. Sie können zwar alles, aber nichts wirklich 
gut oder nur mit extremem Missverhältnis von Aufwand zu Ertrag.

DSP andererseits sind in ihrer historischen Entwicklung für bestimmte 
rechenintensive Spartenanwendungen im Audio/Video-Bereich optimiert, in 
denen Berechnungen bestimmter Struktur dominieren. Das können sie sehr 
gut mit vergleichweise geringem Aufwand. Für Massenproduktion einer 
solchen Anwendung ist das billiger und stromsparender als 
Universalprozessoren gleicher Leistungsfähigkeit - die Anfänge von DSPs 
liegen u.A. in Modems und Telefonie.

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