始终想不明白CPU为什么要时钟才能工作

发表于 2010-12-30 17:47

其实也有不用时钟工作的CPU,只是设计难度很大.
一个CPU里面有一大堆东西,这一大堆东西需要互相配合才能干活.最简便的办法是使用一个时钟,让大家的步调一致.先干什么后干什么,同时干什么都是确定的.
所有的东西都可以抽象为一个触发器,在时钟沿的作用下,根据输入条件改变状态.
这就是同步时序逻辑设计.几乎全部的数字电路都是这样设计的.相关的软件也很丰富.

发表于 2010-12-30 18:24

其实这个问题很高深

发表于 2010-12-30 18:32

通俗易懂的例子，好吧，分析一下抬轿子，八抬大轿，轿夫要一起用力，用力的方向和时间需一致，移轿中每人的行进方向和速率也要一致，轿夫头负责喊号子，他的行动和速度是其它七个人的参照基点，这个轿夫头在某种意义 ...
chunyang 发表于 2010-12-30 00:27

说得太好了

发表于 2010-12-30 18:47

如果能解决cpu读完这个信号自动会读下一个信号而且知道是两个信号而不是一个信号那估计就不需要时钟了

发表于 2010-12-30 19:03

就是选择一个参考点一个意思

发表于 2010-12-30 21:32

汽缸活塞要周期性动作，汽车才可以正常运行；人的心脏要周期性跳动，人体才可以正常运行。其实时钟就是CPU的心脏。

发表于 2010-12-30 22:06

动力。

发表于 2010-12-30 22:07

就像社会需要钟表一样，否则全乱套了。。。:victory:

发表于 2010-12-30 22:13

就像是时空，如果没有了时空这个世界也就不存在了。时钟仅仅只是提供了一个参照物。

发表于 2010-12-30 22:22

D触发器

发表于 2010-12-30 22:32

打个比喻:你就是MCU,时钟就是你的心跳,,没时钟就相当于楼主你没有了心跳.

发表于 2010-12-30 22:59

你没心跳还可以吗？

发表于 2010-12-30 23:21

这个问题挺难回答，发明时钟统调电路节奏确实是电路中最伟大的发明之一。

说要举例，我认为CPU的时钟很象乐队的指挥。特别是大型乐队（包括大型合唱），乐手位置各居西东，没有指挥作节奏统一，演奏必定特别难听。

当然，不是有指挥（即使是最优秀的指挥）就一定演奏得好，还要求演奏者必须有一定的水平，会领会并能贯彻指挥的意图。这一点，也很象电路各单元对时钟的响应。变质的响应单元就如同水平劣等的乐手，有的电路单元（含CPU）就是不能工作在过高的速度之下。

显然，劣等的指挥也不能带领乐队演奏出美妙的演奏效果。

发表于 2010-12-30 23:23

没用时钟,就没有时序电路,因为无法同步.
没有时钟,逻辑电路因为各个逻辑门的延时就会造成 "竞争" 和 "冒险"

发表于 2010-12-31 10:58

发表于 2010-12-31 21:35

时序电路必须有时钟才能实现状态变化
XZL 发表于 2010-12-30 17:19

18楼的说法比较达意
不过我感觉应该给这句话补充一下“
时序电路必须有时钟才能实现不同功能模块按设计要求协调变化状态

发表于 2010-12-31 23:11

真想和你说单片机的夫妻关系，可是我不得不暂停

发表于 2011-1-2 10:32

所有的“比如”都是牵强的，其实就是同步逻辑还是异步逻辑的问题。
因为MCU使用了同步逻辑设计。

发表于 2011-1-2 11:59

CPU的时钟就像人身体里的心脏，心脏的每次舒张都会给人活力，每一次收缩就告诉身体的各个环节、各个细胞进行工作。时钟的作用也是的，每个时钟节拍都告诉CPU要干活，没有这个时钟节拍，CPU就不知道什么时候该干嘛，就死了！就像人没有心脏一样，就挂了！

发表于 2011-1-4 12:57

时钟就是“时钟”。用来表示时间的。
现实世界可以不要“时钟”，但是时间始终是在跑的。
没有时钟的电路，可以想象成一个完全静止的现实世界。什么“动作”、“功能”、“操作”统统是没有“执行”这一说的了。

始终想不明白CPU为什么要时钟才能工作

浏览过的版块

以坛为家

涓涓之细流

技术高手奖章

技术新星奖章

突出贡献奖章

沉静之湖泊

七世轮回

技术导师奖章

缘定三生

技术领袖奖章

无冕之王奖章

奔腾之江水

十世金身

核心会员奖章

坚毅之洋流

技术奇才奖章