硬件|为什么晶振不集成到芯片内部去呢?

时间：2021-10-09 15:04:09

关键字：集成芯片硬件

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01原因1

早些年, 芯片的生产制作工艺也许还不能够将晶振做进芯片内部, 但是现在可以了，这个问题主要还是实用性和成本决定的

02原因2

芯片和晶振的材料是不同的, 芯片 (集成电路) 的材料是硅, 而晶体则是石英 (二氧化硅), 没法做在一起, 但是可以封装在一起, 目前已经可以实现了, 但是成本就比较高了。

03原因3

晶振一旦封装进芯片内部, 频率也固定死了, 想再更换频率的话, 基本也是不可能的了, 而放在外面, 就可以自由的更换晶振来给芯片提供不同的频率.。有人说, 芯片内部有 PLL, 管它晶振频率是多少, 用 PLL 倍频/分频不就可以了, 那么这又回到成本的问题上来了, 100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的频率, 我只想用 10M 的频率, 那我为何要去买你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又贵又浪费。

04STM32时钟

我们通常所说的 "片内时钟", 是不是实际上片内根本没有晶振, 是有RC 振荡电路。

众所周知STM32有5个时钟源HSI、HSE、LSI、LSE、PLL；其实他只有四个，因为从上图中可以看到PLL都是由HSI或HSE提供的。

其中，高速时钟(HSE和HSI)提供给芯片主体的主时钟.低速时钟(LSE和LSI)只是提供给芯片中的RTC(实时时钟)及独立看门狗使用，图中可以看出高速时钟也可以提供给RTC。

内部时钟是在芯片内部RC振荡器产生的，起振较快，所以时钟在芯片刚上电的时候，默认使用内部高速时钟。而外部时钟信号是由外部的晶振输入的，在精度和稳定性上都有很大优势，所以上电之后我们再通过软件配置，转而采用外部时钟信号.

如果选用内部时钟作为系统时钟，其倍频达不到72Mhz，最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振，请按照如下方法处理：

1、对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。

2、对于少于100脚的产品，有2种接法：

1）OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能。

2）分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并(相对上面i)节省2个外部电阻。