題:
對AVR進行“超頻”
vicatcu
2011-10-31 19:31:43 UTC
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在AVR數據表中的“電氣特性”部分下,您通常會找到如下圖(該圖來自ATMega328):

enter image description here

我見過設計似乎“起作用”但在陰影信封之外工作。具體來說,我看過3.3V(Arduino)設計可通過外部16MHz晶振來運行時鐘。顯然,這是不合規格的。在這個範圍之外奔跑會帶來哪些實際的負面後果?

如果僅在spec中運行sortof,則只能進行sortof。
可能看起來很傻,但是您不能替換XTal嗎?
這不是一個好主意,大多數情況下它都將不起作用,無論如何,如果您將不到1 MIPS的產品添加到20 MIPS處理器中,您所獲得的收益將非常小,超過100%的AVR將會崩潰。您必須保持內部信號的建立和保持時間,即最大頻率。在AVR內部最關鍵的信號路徑中採用最壞的情況時,製造差異可能會使一個芯片對超頻的抵抗力增強,但要記住的一點是,即使內核本身運行良好,也不意味著外圍設備會或可以用另一批不同的芯片複製它。
重新開個玩笑:“如果他們假裝在規範內給我們計時,我們就會假裝工作。”
這可能是一個愚蠢的問題,但我認為所有的AVR Arduino都以5v運行,除了Mini Pro-3.3v僅以8MHz運行...還是我沒有見過的更快的3.3v模型?
@Jules Arduino與AVR並不完全相同。某些AVR微控制器可以在低至1.8V的電壓下運行(例如ATtiny2313V),據我所知,只要遵守時鐘頻率限制,它們中的全部都可以低至2.7V運行。我認為您是正確的,大多數主流以3.3V運行的Arduino通常會以8MHz的頻率運行以遵守V-Hz曲線,但是我絕對_看到_基於Arduino的設計,_不要_注意這一點。
五 答案:
Russell McMahon
2011-10-31 21:03:10 UTC
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如何使生活變得更加有趣101:

  • 如果您不在意

    有時您的結果可能是錯誤,
    您的系統有時可能會崩潰,
    您的生活可能會更有趣,
    您的Segway克隆偶爾會在沒有明顯原因的情況下進行面部裝飾,
    ...

    然後一定要運行超出製造商規格的零件

您會得到自己不需要支付的東西。
如果您的頭部是10美元,買一個10美元的頭盔。

它可能經常起作用。
有時它可能無法起作用。
有時它不起作用可能並不明顯。

  • 通常可以進行除法
  • 通常可以進行跳轉。
  • 可以正確查找表。
  • ADC值可能正確。

    是否

    enter image description here

我喜歡這個答案大聲笑
這太奇妙了。
實際上,如果您的頭部為10美元,則應該購買10美元* *概率_災難性_故障頭盔。
@NickJohnson-:-)。 |那是很久很久以前的(我認為)貝爾頭盔廣告(可能仍然是最新的),所以我無法更改單詞:-)。
這個答案是完美的,以真正的徒手畫圈的方式。
我找到了我的新牆紙
這是個天才:“如果您不介意(...)您的Segway克隆僅偶爾出於無明顯原因而種植面部植物”
supercat
2011-10-31 20:20:54 UTC
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在這種速度下,大多數處理器的工作方式是:計算某個時鐘週期所需的所有信號,在穩定時等待下一個時鐘沿,鎖存所有這些信號,併計算出所需的信號。下一個時鐘週期,在這些信號穩定之前等待該沿,等等。如果在必要的信號穩定之前到達時鐘沿,其結果將是,未穩定的任何信號都可能無法完全鎖存。如果在微控制器中發生這種情況,則影響可能是不可預測的-至少有兩個原因:讀取代碼。如果處理器運行得太快,偶爾會在這里或那裡誤讀一些位,則很容易導致處理器執行與預期完全不同的代碼。在許多程序中,即使是一次單位誤讀也會從根本上改變行為。嘗試對這種情況下可能發生的情況進行預測幾乎是不切實際的。在某些情況下,最好的辦法是“裝甲”程序的某些部分,以使錯誤執行變得不可能。例如,一個人可能要保留一個EEPROM的保護,直到想寫它,然後再使用類似以下的代碼: (地址),eep_data =(數據),\ eep_checksum + = eep_addr + eep_data,((謂詞)|| HARD_CRASH()),\ eep_checksum + =(0xCAFEBABE-C0DEFACE),eep_do_write()void eep_do_write(void){ENABLE_EEPROM_WR );如果(eep_checksum!= eep_addr + eep_data + 0xCAFEBABE){DISABLE_EEPROM_WRITE_HARDWARE(); HARD_CRASH(); } DO_EEPROM_WRITE(); DISABLE_EEPROM_WRITE_HARDWARE();} 除非在加載地址和數據之前執行“ eep_checksum = 0xC0DEFACE”,否則eeprom_write例程極不可能嘗試寫入數據。執行該操作後,將在將校驗和調整為適當值並調用eeprom_store例程之前檢查謂詞的有效性。

  • 除了執行錯誤代碼所帶來的明顯風險外,潛在的隨機行為的另一個來源是亞穩定性。通常,在任何週期,每個觸發器都會鎖存高電平或低電平。但是,如果觸發器的輸入隨時鐘的到來而改變,則它可能會在任意持續時間內輸出怪異的東西,這些怪異的東西可能會以任意方式在高低之間任意切換,直到下一個時鐘週期為止。觸發器下游的某些設備完全有可能將其視為“高”,而其他設備則將其視為“低”。通常,處理器依賴於許多設備來達成共識。如果在執行“不等於則減小並分支”指令期間,並且某些電路認為應採用分支,而另一些電路則不認為該分支,則處理器可能會陷入真正的怪異狀態。 ol>

    製造商為處理器指定操作參數,以便在這些參數內,處理器將正常工作。將東西推到信封外面可能會使處理器的可靠性降低到99.9999999。聽起來可能不太邪惡,但是嘗試診斷處理器每分鐘左右一次(在16MHz頻率下)發生了任意錯誤( f>)。

  • 值得注意的是,鎧裝EEPROM的寫入僅會使統計上不太可能對設備進行完整的轉換,而對使錯誤執行的可能性降低的作用不大。儘管如此,這似乎是一個好政策。我驚訝的是,只有9 MHz的可靠性在16 MHz的情況下在一分鐘內發生故障的可能性很高。
    -1
    明確地說,我是專門討論Atmel AVR微控制器-與通用處理器有很大的不同...
    @vicatcu:您是否有某種特殊的方式認為它們與PIC,8x51、68HC05,ARM等不同?還是那個原因,較老的CPU,例如6502或Z80?在現代CPU上,超頻會導致自毀性過熱,但是在較小或較慢的CPU上,這在設備有任何可能工作的任何速度下都不是問題。
    Kamil
    2014-07-05 14:50:23 UTC
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    您的問題的簡化答案:

    在“安全速度範圍”之外工作可能會導致系統工作不穩定。那是什麼意思?錯誤的計算結果,微控制器復位等。

    如果您只是想好好玩一下,就應該看看這些頁面/文章:

    使用液體對Arduino超頻氮氣冷卻。 20⇒65.3Mhz@ -196°C / -320°F

    ATmega328超頻(30MHz)

    Majenko
    2014-07-05 15:19:01 UTC
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    尚未提及的一個考慮因素與以下因素無關,即與在無效電壓範圍(在3.3V電壓下為16MHz)的有效頻率下工作無關,而與在有效電壓範圍(在5V電壓下為24MHz)下的無效頻率下工作有關。

    每次打開或關閉芯片中的門都會耗散熱量。由MOSFET組成的柵極在導通和關斷或關斷和導通之間的時間段內像可變電阻一樣工作。該電阻器當然會散熱。切換的頻率越高,切換之間的時間就越少,熱量散發到芯片外的風險也就增加了。

    Ergo,運行得越快,就會產生更多的熱量。這就是為什麼PC CPU上有大風扇的原因-它們的切換速度如此之快,以至於不能以足夠快的速度將芯片中的熱量散發出去,因此他們需要幫助。

    選擇了芯片的最高額定速度以允許芯片在有效的工作條件下(即環境溫度,例如,最高溫度通常為85°C或105°C)可靠地散發熱量。超過該頻率可能會導致芯片過熱。

    是的,如果您提供一些幫助(例如散熱器和風扇,並確保有故障),則可能會比預期的運行速度更快。周圍空氣流通良好。但是,當然,在夏天溫暖的一天,您可能會發現整個冬天工作正常的設備突然開始做奇怪的事情。

    要考慮的另一件事是擺率。時鐘信號(以及其他信號)需要花費一些時間才能上升或下降到所需的水平。如果芯片內部意味著時鐘信號需要15ns才能從LOW上升到HIGH,然後您嘗試以HIGH週期為42ns(24MHz)的頻率為其提供時鐘,則僅剩下27ns的有效時鐘剩餘期限。實際上只有64%的時鐘是時鐘信號-其餘部分都是垃圾。 IO引腳也一樣。諸如SPI時鐘輸出之類的事情將受到IO引腳的壓擺率的限制,因此,如果對芯片進行超頻以獲得更快的SPI,則您會發現事情並非總是按計劃進行,因為您期望時鐘輸出產生漂亮的方波不再是正方形了。

    Leon Heller
    2011-10-31 19:36:01 UTC
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    該設備可能無法在某些電壓/溫度組合下工作。

    考慮到它可以在一定的電壓/溫度(3.3V和25C)下工作,時鐘是否僅沿邊界工作而不是沿晶體的額定頻率工作? “可能行不通”非常模糊
    @vicatcu-“您所得到的規格完全模糊不清”。該規格可能“完全不起作用”。在邊界上將起作用。因此,您可以確定存在一定的安全裕度。有多大?做他們的一天...
    哈哈,是的,我從來沒有設計過規範,我是在問這個問題
    -1
    @vicatcu:當然,我認為大多數工程師會認為,器件的物理構造方式幾乎可以保證在此類情況下至少存在幾毫伏的公差,但是許多數據手冊中都沒有具體說明。不知道為什麼。我可以理解,製造商不想指定任何與當今零件可以接受的東西毫無問題的東西,但是指定東西似乎比不指定任何東西更好。


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