a maioria dos circuitos integrados (ICs) de complexidade suficiente usam um sinal de clock a fim de sincronizar diferentes partes do circuito, ciclando a uma taxa mais lenta do que os atrasos de propagação interna no pior caso. Em alguns casos, é necessário mais de um ciclo de clock para realizar uma ação previsível. À medida que os ci se tornam mais complexos, o problema de fornecer relógios precisos e sincronizados para todos os circuitos torna-se cada vez mais difícil. O exemplo proeminente de tais chips complexos é o microprocessador, o componente central dos computadores modernos, que depende de um relógio de um oscilador de cristal. As únicas exceções são circuitos assíncronos, tais como CPUs assíncronos.
um sinal de clock também pode ser revestido, isto é, combinado com um sinal de controle que permite ou desactiva o sinal de clock para uma determinada parte de um circuito. Esta técnica é muitas vezes usada para economizar energia, desligando efetivamente partes de um circuito digital quando eles não estão em uso, mas vem a um custo de maior complexidade na análise de tempo.
clockEdit de fase única
os circuitos síncronos mais modernos usam apenas um “clock de fase única”-em outras palavras, todos os sinais de clock são (efetivamente) transmitidos em um fio.
clockEdit de duas fases
em circuitos síncronos, um” clock de duas fases ” refere-se a sinais de clock distribuídos em 2 fios, cada um com pulsos não sobrepostos. Tradicionalmente um fio é chamado de “Fase 1” ou “φ1”, o outro fio carrega o sinal de “Fase 2” ou “φ2”. Uma vez que as duas fases são garantidas não-sobrepostas, fechos fechados em vez de flip-flops arestas podem ser usados para armazenar informações de Estado, desde que as entradas para fechos em uma fase apenas dependem de saídas de fechos na outra fase. Uma vez que um trinco fechado usa apenas quatro portas versus seis portas para um flip-flop de borda, um relógio de duas fases pode levar a um projeto com uma menor contagem geral de portas, mas geralmente com alguma penalidade em dificuldade de projeto e desempenho.
MOS ICs used typically dual clock signals (a two-phase clock) in the 1970s. Estes foram gerados externamente para os microprocessadores 6800 e 8080. A próxima geração de microprocessadores incorporou a geração de clock no chip. O 8080 usa um clock de 2 MHz, mas o débito de processamento é semelhante ao de 1 MHz 6800. O 8080 requer mais ciclos de clock para executar uma instrução de processador. O 6800 tem uma taxa de clock mínima de 100 kHz e o 8080 tem uma taxa de clock mínima de 500 kHz. Versões de alta velocidade de ambos os microprocessadores foram lançadas em 1976.
o 6501 requer um gerador de clock externo de 2 fases.O MOS Technology 6502 usa a mesma lógica de 2 fases internamente, mas também inclui um gerador de clock de duas fases em chip, então ele só precisa de uma única entrada de clock de fase, simplificando o projeto do sistema.
clockEdit 4-fase
alguns circuitos integrados iniciais usam lógica de quatro fases, exigindo uma entrada de quatro clock de fase consistindo de quatro sinais clock separados, não-sobrepostos.Isso era particularmente comum entre os primeiros microprocessadores, tais como o National Semiconductor IMP-16, Texas Instruments TMS9900, e o Western Digital WD16 chipset usado no DEC LSI-11.
quatro relógios de fase só raramente foram usados em novos processadores CMOS, como o microprocessador DEC WRL Multitan. e na tecnologia Fast 14 da Intrinsity. A maioria dos microprocessadores modernos e microcontroladores usam um relógio de fase única.
Clock multiplierEdit
muitos microcomputadores modernos usam um “clock multiplicador” que multiplica um clock externo de menor frequência à taxa de clock apropriada do microprocessador. Isso permite que a CPU opere em uma frequência muito maior do que o resto do computador, o que proporciona ganhos de desempenho em situações em que a CPU não precisa esperar por um fator externo (como memória ou entrada/saída).
changeEdit dinâmico de frequência
a grande maioria dos dispositivos digitais não necessita de um relógio fixo, constante frequency.As desde que os períodos mínimo e máximo de clock sejam respeitados, o tempo entre as bordas do clock pode variar muito de uma borda para a próxima e para trás novamente.Tais dispositivos digitais funcionam bem com um gerador de clock que altera dinamicamente a sua frequência, tais como a geração de clock de espectro alargado, escala dinâmica de frequência, etc.Os dispositivos que usam a lógica estática nem sequer têm um período de clock máximo( ou, em outras palavras, a frequência mínima do clock); tais dispositivos podem ser retardados e paralisados indefinidamente, então retomados a velocidade total do clock em qualquer momento posterior.