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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik uC mit höheren Frequenzen


Autor: Christian K. (programm-noob)
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Wie weit kann ich einen AT91SAM7S64 "übertakten"? also statt den 
angegebenen 20Mhz z.B. 24MHz nehmen, wie weit läuft der noch stabil?

Autor: LordZiu (Gast)
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Autor: Christian K. (programm-noob)
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LordZiu schrieb:
> AVR übertakten

das ist aber ein ARM, und ich würde gerne Wissen wieweit ich den 
übertakten kann, sollte ich dann auch die Spannungh wie beim AVR von 
3,3V auf 4V erhöhen?

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Probieren geht über studieren und es ist mehr oder weniger nur eine 
Frage der Kühlung ;-)

Autor: Arc Net (arc)
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PLL einschalten? Die 20 MHz beziehen sich auf den Oszillator / den ext. 
Quarz, nicht auf das was die PLL erzeugen kann. Der Core verträgt afair 
maximal 55 MHz.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Christian K. schrieb:
> das ist aber ein ARM, und ich würde gerne Wissen wieweit ich den
> übertakten kann

Dann mußt Dus ausprobieren.
Ein anderer wirds kaum für Dich machen.

Ich schreibe die Software entweder so, daß der erlaubte Takt ausreicht 
oder nehme einfach ne CPU mit höherem Takt.

Außer um seine Zeit mit Experimenten zu verplempern, sehe ich keine Sinn 
im Übertakten.


Peter

Autor: Christian K. (programm-noob)
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Peter Dannegger schrieb:
> Dann mußt Dus ausprobieren.
> Ein anderer wirds kaum für Dich machen.

aber vileicht hat es ja schonmal jemand gemacht und kann mir sagenb ob´s 
geht.
Ich kann mich nicht entsinnen etwas wie
> Kann mal einer testen bis zu welcher Taktrate der uC noch stabil läuft?
geschrieben zu haben.


Also sollte jemand etwas Wissen, dann würde ich mich freuen es zu hören.

Christian

Autor: Michelle Konzack (Firma: electronica@tdnet) (michellekonzack) Benutzerseite
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Christian K. schrieb:
> Wie weit kann ich einen AT91SAM7S64 "übertakten"? also statt den
> angegebenen 20Mhz z.B. 24MHz nehmen, wie weit läuft der noch stabil?

[ ] Du hast das Datenblatt gelesen

Bei mir rennen die Teile seti 3 Jahren mit 55MHz...

Grüße
Michelle

Autor: Christian K. (programm-noob)
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Da steht was von 55MHz bei 20MHz Quarztakt, Das Datenblöatt habe ich 
diesbezüglich schon gelesen, hätte ja sein könne das jemand das Teil 
schon mit 75MHZ Betreibt, also als internen Takt, mit höherem Quarz.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ja. sicher geht uebertakten. Nur nicht zwingendermassen ueber den 
gesammten Temperatur und Speisespannungsbereich. Die 20 %, die man mit 
uebertakten gewinnt sich laecherlich. Die macht mit besserem Code 
dreimal.

Autor: Volker Schulz (volkerschulz)
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Peter Dannegger schrieb:
> Außer um seine Zeit mit Experimenten zu verplempern, sehe ich keine
> Sinn im Übertakten.

Langer Tag schrieb:
> Die 20 %, die man mit
> uebertakten gewinnt sich laecherlich. Die macht mit besserem Code
> dreimal.


Abgesehen davon steckt man nach dem Uebertakten vermutlich mehr Geld in 
die Kuehlung als ein zweiter oder schnellerer µC gekostet haette... ;)


Volker

Autor: Christian K. (Gast)
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Also um di Kühlung mache ich mi keine gedanken, ich habe hier noch 2 
alte Chipsatz-Kühler rumliegen. Ich glaube die sollten das schaffen.

Nocheinmal die Frage:Mus ich die Spannung erhöhen?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Christian K. (Gast)

>Nocheinmal die Frage:Mus ich die Spannung erhöhen?

Kann sein, muss aber nicht.

Im Datenblatt sind immer die garantierten Kennwerte drin, welche bei 
minimaler Spannung und maximaler Temperatur (70, 85 oder 125C) erreicht 
werden. Praktisch sind die ICs immer besser, mal mehr mal weniger.
Pi mal Daumen sagt man, dass ein digitaler IC zwischen -40C und +85C 
seine Geschwindigkeit ca. halbiert. Sprich, mit guter, ggf. aktiver 
Kühlung kann man ihn um 100% übertakten. Das gilt aber nich für 
integrierte AD-Wandler, Flash etc.

MFG
Falk

P S Ein guter Programmierer holt aus einem IC mehr raus als ein 
schlechter Overclocker ;-)

Autor: Flo (Gast)
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Übertakten wird beim Avr nicht mit höherer Spannung gemacht, sondern mit 
Hilfe eines entsprechenden Quarzes.
Generell gilt aber, je höher der Takt ist, umso stabiler sollte die 
Versorgungsspannung sein (Abblockkondensatoren, sehr kleines Ripple).
Und bei 5 V Versorgungsspannung sind die höchsten garantierten 
Taktfrequenzen drin.

Schau mal hier, die Uzebox (mega644) wird mit 28 MHz betrieben:
http://belogic.com/uzebox/

Autor: Juergen (Gast)
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> Nocheinmal die Frage:Mus ich die Spannung erhöhen?

Ja. Dann ist er kaputt und du kannst einen schnelleren kaufen ...

Autor: max (Gast)
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ATmega

Habe ein paar Versuche mit mega8 gemacht. Dabei den ADU und das EEPROM
aber nicht beachtet.

Jeder mega8 konnte auf 24 Mhz (statt 16 Mhz) berieben werden und geht - 
nach Beobachtung- einwandfrei.

Viele megas arbeiten auch mit 30 Mhz noch, bei 32 Mhz gehen die megas 
nicht mehr.

Die Mega8L funktionieren manchmal schon bei 16 Mhz nicht mehr.

Autor: A. K. (prx)
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Volker Schulz schrieb:

> Abgesehen davon steckt man nach dem Uebertakten vermutlich mehr Geld in
> die Kuehlung als ein zweiter oder schnellerer µC gekostet haette... ;)

Diesbezügliche Erfahrungen mit PC-Prozessoren ungebremst auf Controller 
anzuwenden ist ziemlich sinnlos.

PC/Server-Prozessoren sind schon lang thermisch begrenzt. Man kriegt die 
Dinger nur grad so schnell, wie die implementierte Wärmeabfuhr zulässt. 
Deshalb bringt bessere Kühlung bessere Performance. Aber da liegt man 
bei 90-130W, oder beim neuen Power7 bei angeblich 250W.

Der SAM7 produziert laut Datasheet bei maximalem Tempo ca. 100mW. Man 
darf wohl davon ausgehen, dass thermische Fragen hier nicht das Problem 
sind. Zumindest wenn man die Chips nicht in Ausseninstallationen mit 
voller Sonneneinstrahlung bei 60-80°C im Gehäuse betreibt (CMOS-Technik 
wird mit steigender Temperatur langsamer)

Die chiptechnisch mögliche Core-Performance muss es ebenfalls nicht 
sein. Bei Controllern mit integriertem Flash ist aber ebendieses Flash 
eine bekannte Spassbremse. Flash ist nun einmal vergleichsweise langsam.

Dazu kommt, dass PC-Prozessoren über fein abgestufte Taktfrequenzen 
verkauft werden, 5% mehr lassen sich teuer verkaufen. Controller jedoch 
werden maximal in 2 weit auseinander liegenden Taktstufen verkauft, oft 
auch nur in einer.

Da der Hersteller keine Lust hat, die halbe Produktion bloss wegen 
Taktproblemen wegzuwerfen, darf man davon ausgehen, dass die offizielle 
Taktgrenze so dimensioniert ist, dass nur wenige Chips aus der Fertigung 
deshalb im Müll landen. Was umgekehrt heisst, dass aufgrund der 
Streuungen ein erheblicher Teil der Chips ohne Massnahmen hinsichtlich 
Kühlung und Spannung übertaktbar sein wird. Evtl. kann man dazu dem 
Flash einen weiteren Waitstate zukommen lassen, was ARMs oft möglich 
ist.

Ob das ganze irgendeinen Sinn hat ist eine andere Frage. Ich will nur 
klarstellen, dass die Regeln in diesem Spiel ganz andere sind als bei 
PCs.

Autor: A. K. (prx)
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PS: Der überwiegende Teil der Verlustleistung eines SAM7S entsteht im 
Core (bei angenommenen geringen Strömen auf den I/O-Pins) und der läuft 
mit 1,8V. In der üblichen Beschaltung werden die über einen integrierten 
Linearregler aus 3,3V erzeugt, d.h. fast die Hälfte der Verlustleistung 
des Cores wird effektiv im Regler verheizt.

Wer also unbedingt übertakten will und trotz des eben gesagten 
Gewissensbisse wegen Kühlung hat, der setzt dem Chip keinen Hut auf, 
sondern verlagert den 1,8V-Regler nach draussen.

Autor: Volker Schulz (volkerschulz)
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A. K. schrieb:
> Volker Schulz schrieb:
>
>> Abgesehen davon steckt man nach dem Uebertakten vermutlich mehr Geld in
>> die Kuehlung als ein zweiter oder schnellerer µC gekostet haette... ;)
>
> Diesbezügliche Erfahrungen mit PC-Prozessoren ungebremst auf Controller
> anzuwenden ist ziemlich sinnlos.

Hab ich gar nicht. Das war eine ganz allgemeine Aussage: Das 
Schluesselwort Stabilitaet fiel im Ausgangspost und mit dem Uebertakten 
steigt nunmal die Verlustleistung und mit jedem zusaetzlichen Grad sinkt 
zumindest die Lebenserwartung und damit auch die Langzeitstabilitaet. 
Das gilt gleichermassen fuer PC-Prozessoren, Mikrocontroller, 
Transistoren und so ziemlich jedes andere Bauteil. Natuerlich auch bei 
Temperatursteigerungen innerhalb der Spezifikation.


Volker

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Volker Schulz schrieb:
>
> Hab ich gar nicht. Das war eine ganz allgemeine Aussage: Das
> Schluesselwort Stabilitaet fiel im Ausgangspost und mit dem Uebertakten
> steigt nunmal die Verlustleistung und mit jedem zusaetzlichen Grad sinkt
> zumindest die Lebenserwartung und damit auch die Langzeitstabilitaet.
> Das gilt gleichermassen fuer PC-Prozessoren, Mikrocontroller,
> Transistoren und so ziemlich jedes andere Bauteil. Natuerlich auch bei
> Temperatursteigerungen innerhalb der Spezifikation.

Für alle praktischen Belange wird die Data Retention Time von Flash und 
EEPROM die "Lebensdauer" des Controllers bestimmen. Diese ist vom 
Hersteller i.d.R. für die höchste erlaubte Temperatur spezifiziert, 
manchmal wird auch noch ein Wert für niedrigere Temperaturen angegeben 
(z.B. beim ATmega88 20 Jahre bei 85° und 100 Jahre bei 25°).

Wenn als Beispiel der genannte ATmega bei 35° statt bei 25° läuft, dann 
hält er rein rechnerisch nur noch 85 statt 100 Jahre. Mag sich jeder 
selbst überlegen, wie relevant das für die jeweilige Anwendung ist.

Andreas

Autor: Volker Schulz (volkerschulz)
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Andreas Ferber schrieb:
> Für alle praktischen Belange wird die Data Retention Time von Flash und
> EEPROM die "Lebensdauer" des Controllers bestimmen. Diese ist vom
> Hersteller i.d.R. für die höchste erlaubte Temperatur spezifiziert,
> manchmal wird auch noch ein Wert für niedrigere Temperaturen angegeben
> (z.B. beim ATmega88 20 Jahre bei 85° und 100 Jahre bei 25°).

Ist doch Bloedsinn zu behaupten dass bei einem Mikrocontroller immer 
zuerst Flash bzw. EEPROM den Geist aufgeben. Selbstverstaendlich kann 
auch einem Die "zu heiss werden", ohne dass der Speicher etwas davon 
spuert.


> Wenn als Beispiel der genannte ATmega bei 35° statt bei 25° läuft, dann
> hält er rein rechnerisch nur noch 85 statt 100 Jahre. Mag sich jeder
> selbst überlegen, wie relevant das für die jeweilige Anwendung ist.

Habe doch klargestellt dass es eine ganz allgemeine Aussage war. Und im 
Allgemeinen sinkt die Lebensdauer exponentiell mit der Temperatur.

Ich will auch keinem den Spass am Overclocken verderben, der Sinn darf 
aber doch durchaus mal hinterfragt werden, oder?


Volker

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Volker Schulz schrieb:
>
> Ist doch Bloedsinn zu behaupten dass bei einem Mikrocontroller immer
> zuerst Flash bzw. EEPROM den Geist aufgeben. Selbstverstaendlich kann
> auch einem Die "zu heiss werden", ohne dass der Speicher etwas davon
> spuert.

Das will ich sehen, wie du bei einem ATmega oder dem Eingangs genannten 
AT91SAM7S64 den Core überhitzen willst, ohne gleichzeitig auch Flash und 
EEPROM (auf demselben Die) zu grillen. Kurzschluss über IO-Pins um einen 
Hotspot zu erzeugen gilt nicht ;-)

>> Wenn als Beispiel der genannte ATmega bei 35° statt bei 25° läuft, dann
>> hält er rein rechnerisch nur noch 85 statt 100 Jahre. Mag sich jeder
>> selbst überlegen, wie relevant das für die jeweilige Anwendung ist.
> Habe doch klargestellt dass es eine ganz allgemeine Aussage war. Und im
> Allgemeinen sinkt die Lebensdauer exponentiell mit der Temperatur.

Yepp. Solange man sich aber zwischen den beiden gegebenen Fixpunkten der 
Kurve bewegt, kann man das überschlägig durchaus linear rechnen, und 
erhält dann Werte, die in jedem Fall pessimistischer sind als die 
tatsächlichen, also genau das, was man für eine Abschätzung, ob die 
Lebensdauer ausreichend ist, braucht.

> Ich will auch keinem den Spass am Overclocken verderben, der Sinn darf
> aber doch durchaus mal hinterfragt werden, oder?

Klar kann man das, auch durchaus berechtigt. Aber dazu mit der Senkung 
der Lebensdauer des Controllers zu argumentieren, wenn selbige mit aller 
Wahrscheinlichkeit auch úbertaktet die Lebensdauer des restlichen 
Gerätes bei weitem übersteigt, ist nicht wirklich sinnvoll.

Interessanter sind da so Punkte wie ob das Flash oder EEPROM vom Timing 
her mit dem erhöhten Takt noch mithalten kann, wie es mit der EMV 
aussieht, ob es sich lohnt, sich an den Hersteller zu wenden, wenn der 
Controller "komische Sachen macht" etc. Das hat aber alles eher wenig 
mit der Lebensdauer zu tun.

Andreas

Autor: Volker Schulz (volkerschulz)
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Andreas Ferber schrieb:
> Yepp. Solange man sich aber zwischen den beiden gegebenen Fixpunkten der
> Kurve bewegt, kann man das überschlägig durchaus linear rechnen, und
> erhält dann Werte, die in jedem Fall pessimistischer sind als die
> tatsächlichen, also genau das, was man für eine Abschätzung, ob die
> Lebensdauer ausreichend ist, braucht.

Da gebe ich Dir Recht. Deswegen bestand ich auch darauf dass es eine 
allgemeine Aussage und keinesfalls auf konkrete Beispiele gemuenzt war. 
Eine Steigerung von 25 auf 35 Grad ist sicherlich unbedenklicher als 
eine Steigerung von 85 auf 95 Grad.


Volker

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