useimmat riittävän monimutkaiset integroidut piirit (ICs) käyttävät kellosignaalia synkronoidakseen piirin eri osia, pyörittäen hitaammin kuin pahimmat sisäiset etenemisviiveet. Joissakin tapauksissa tarvitaan useampi kuin yksi kellosykli ennustettavan toiminnan suorittamiseksi. Kun ICs monimutkaistuu, tarkkojen ja synkronoitujen kellojen toimittaminen kaikkiin piireihin käy yhä vaikeammaksi. Huomattavin esimerkki tällaisista monimutkaisista siruista on mikroprosessori, nykyaikaisten tietokoneiden keskeinen komponentti, joka nojaa kideoskillaattorin kelloon. Ainoat poikkeukset ovat asynkroniset piirit, kuten asynkroniset suorittimet.
kellosignaali voidaan myös aidata, eli yhdistää ohjaussignaaliin, joka mahdollistaa tai poistaa kellosignaalin tietyn piirin osan osalta. Tätä tekniikkaa käytetään usein säästää virtaa tehokkaasti sammuttamalla osia digitaalisen piirin, kun ne eivät ole käytössä, mutta tulee kustannuksia lisääntynyt monimutkaisuus ajoitus analyysi.
yksivaiheinen kellotaajuus
useimmat nykyaikaiset synkroniset piirit käyttävät vain ”yksivaiheista kelloa”-toisin sanoen kaikki kellosignaalit lähetetään (tehokkaasti) 1 johdolla.
kaksivaiheisella kellomittarilla
synkronisissa piireissä ”kaksivaiheisella kellolla” tarkoitetaan 2 johdolle jaettuja kellosignaaleja, joissa kummassakin on päällekkäisiä pulsseja. Perinteisesti yhtä johtoa kutsutaan” vaihe 1″: ksi tai” φ1″: ksi, toinen johto kantaa” Vaihe 2″: n tai” φ2″: n signaalia. Koska kaksi vaihetta on taattu ei-päällekkäisiä, aidatuilla salvat sijaan reuna-liipaisin varvastossut voidaan tallentaa valtion tietoa niin kauan kuin tulot salvat yhdessä vaiheessa riippuu vain lähdöt salvat toisessa vaiheessa. Koska aidatulla salpa käyttää vain neljä porttia vs. kuusi porttia reuna-laukaistu flip-flop, kaksivaiheinen kello voi johtaa suunnittelu pienempi yleinen gate määrä, mutta yleensä jonkin rangaistuksen suunnittelu vaikeuksia ja suorituskykyä.
Mos ICs käytti 1970-luvulla tyypillisesti kaksoiskellosignaaleja (kaksivaiheinen kello). Näitä valmistettiin ulkoisesti sekä 6800-että 8080-mikroprosessoreille. Seuraavan sukupolven mikroprosessorit sisälsivät kellosukupolven sirulle. 8080 käyttää 2 MHz: n kelloa, mutta käsittelyteho on samanlainen kuin 1 MHz: n 6800. 8080 vaatii enemmän kellosyklejä suorittimen ohjeen suorittamiseen. 6800: n minimikellotaajuus on 100 kHz ja 8080: n minimikellotaajuus 500 kHz. Nopeammat versiot molemmista mikroprosessoreista julkaistiin vuoteen 1976 mennessä.
6501 vaatii ulkoisen 2-vaihekellogeneraattorin.MOS Technology 6502 käyttää samaa 2-vaihe logiikkaa sisäisesti, mutta sisältää myös kaksivaiheisen kellogeneraattorin on-chip, joten se tarvitsee vain yksivaiheisen kellosyötteen, yksinkertaistaen järjestelmän suunnittelua.
4-vaiheinen kellosyöttö
jotkut varhaiset integroidut piirit käyttävät nelivaiheista logiikkaa, joka vaatii nelivaiheisen kellosyötteen, joka koostuu neljästä erillisestä, ei-päällekkäisestä kellosignaalista.Tämä oli erityisen yleistä varhaisilla mikroprosessoreilla, kuten National Semiconductor IMP-16: lla, Texas Instruments TMS9900: lla ja Dec LSI-11: ssä käytetyllä Western Digital Wd16-piirisarjalla.
nelivaiheista kelloa on käytetty vain harvoin uudemmissa CMOS-suorittimissa, kuten DEC WRL-Multitan-mikroprosessorissa. ja Intrinsicen fast14-teknologiassa. Useimmat nykyaikaiset mikroprosessorit ja mikrokontrollerit käyttävät yksivaiheista kelloa.
Kellokerroin
monet nykyaikaiset mikrotietokoneet käyttävät ”kellokerrointa”, joka moninkertaistaa alemman taajuuden ulkopuolisen kellon mikroprosessorin sopivaan kellotaajuuteen. Tämän ansiosta suoritin voi toimia paljon korkeammalla taajuudella kuin muu tietokone, mikä antaa suoritustehon tilanteissa, joissa suorittimen ei tarvitse odottaa ulkoista tekijää (kuten muistia tai input/output).
dynaaminen taajuusmuutosedit
valtaosa digitaalilaitteista ei vaadi kelloa kiinteällä, vakiolla frequency.As niin kauan kuin vähimmäis-ja enimmäiskelloaikoja noudatetaan, kellon reunojen välinen aika voi vaihdella suuresti reunasta toiseen ja takaisin.Tällaiset digitaaliset laitteet toimivat yhtä hyvin kellogeneraattorin kanssa, joka dynaamisesti muuttaa taajuuttaan, kuten hajaspektrisen kellon generointi, dynaaminen taajuuden skaalaus jne.Staattista logiikkaa käyttävillä laitteilla ei ole edes maksimikelloaikaa (eli minimikellotaajuutta); tällaisia laitteita voidaan hidastaa ja keskeyttää loputtomiin, minkä jälkeen niitä voidaan jatkaa täydellä kellotaajuudella milloin tahansa myöhemmin.