System Takt
Die internen Funktionen des Propeller Chip werden von einem System Takt kontrolliert der bestimmt wie schnell der Propeller läuft und wie schnell die Ausführung von Programmen ist.
Es gibt vier Taktquellen von denen der System Takt abgeleitet werden kann
- der interne langsame Oszillator (RCSLOW 20kHz)
- der interne schnelle Oszillator (RCFAST 12MHz)
- einem Quarz oder Schwingkreis
- einem Frequenzgenerator
Benutzt man einen Quarz, Schwingkreis oder einen Frequenzgenerator kann zusätzlich ein PLL aktiviert werden, der den System Takt 16fach beschleunigt.
Der System Takt kann bis zu 80MHz betragen. Bis 100MHz läuft der Propeller unter normalen Bedingungen noch stabil. Höhere Frequenzen lassen den Propeller instabil werden.
RCSLOW
Wenn der Propeller Chip theoretisch mit 20kHz läuft, kann sich der Takt in Wirklichkeit zwischen 13kHz und 33kHz befinden (Hersteller Toleranzen).
Der Oszillator ist über kurze Zeitspannen recht stabil. Allerdings verschiebt sich die Taktfrequenz mit der Zeit. Das ist hauptsächlich abhängig von der Temperatur des Propeller Chip und dessen Versorgungsspannung.
Für einen präzisen und stabilen Systemtakt ist ein externer Quarz, Schwingkreis oder Frequenzgenerator unabdingbar.
RCFAST
Wenn der interne Oszillator mit 12MHz läuft sind es in der Realität zwischen 8MHz und 20MHz.
Der Propeller Chip benutzt den RCFAST Oszillator beim Bootvorgang und wenn er ein Programm von einem PC empfängt. Um die Takt Werkstoleranzen der Propeller Chips auszugleichen benutzt das Empfangsprotokoll einen Mechanismus der kein 100 Prozent genaues Timing benötigt.
Quarz oder Schwingkreis
Der Propeller unterstützt das direkte anschließen eines Quarz oder Schwingkreises mit Frequenzen von 0 bis 80MHz. Ist der interne PLL aktiviert muss die Frequenz des externen Taktgebers zwischen 4MHz und 10MHz liegen. Bei einem externen Frequenzgenerator werden keine Kondensatoren benötigt. Sein Ausgang wird einfach an den entsprechenden Propeller PIN angeschaltet.
Frequenzgenerator Modul
Der Propeller unterstützt das direkte anschalten eines Frequenzgenerators mit einer Frequenz von 0 bis 128MHz. Ist der interne PLL aktiviert muss der externe Takt zwischen 4MHz und 10MHz liegen.
PLL
Ist der interne PLL aktiviert kann er einen externen Takt bis zu einem Faktor von 16 beschleunigen. Der PLL Schaltkreis multipliziert den externen Takt immer 16fach und ein nachgeschalteter Teiler erzeugt den finalen Systemtakt. Der PLL erzeugt Frequenzen von 64MHz bis 160MHz. Das erfordert einen externen Takt zwischen 4MHz und 10MHz. Der höchste Systemtakt sollte 80MHz betragen. Das erfordert eine Teilung des Taktes hinter dem PLL die einen Takt von maximal 80MHz erzeugt.
Das bedeutet wenn der PLL aktiviert ist sollte der externe Takt nur in einem bestimmten Bereich liegen, maximal 10MHz. Wenn man einen Systemtakt von 80MHz benötigt, braucht man einen externen Takt von 5MHz (5*16/1) oder 10MHz (10*16/2).
In der Praxis kann der Systemtakt problemlos 96MHz (6MHz extern) erreichen. Die Firma Parallax berichtet das alle Propeller Chips einen Test mit 104MHz absolvieren müssen.
| externe Frequenz |
PLL Teiler 2 |
PLL Teiler 1 |
| 4MHz |
32MHz |
64MHz |
| 5MHz |
40MHz |
80MHz |
| 6MHz |
48MHz |
96MHz |
| 6.25MHz |
50MHz |
100MHz |
| 6.5MHz |
52MHz |
104MHz |
| 7.3728MHz |
59MHz |
118MHz |
| 8MHz |
64MHz |
verboten |
| 10MHz |
80MHz |
verboten |
| 14.31818MHz |
114.5MHz |
verboten |
