Kellosignaali

Kellosignaali on digitaalisten järjestelmien keskeinen ajastuksen referenssisignaali. Se on toistuva, usein neliöaaltomuotoinen pulssi, jota käytetään synkronoimaan komponenttien toiminnan.

Taajuus (f) määrittää signaalin toistumisen nopeuden, ja jakso (T = 1/f) kuvaa pulssien välistä aikaa. Signaali voi olla nousevan tai laskevan reunan ohjaama; useimmat järjestelmät toimivat reunalähtöisesti, jolloin tiedonsiirto tai laskenta tapahtuu reunan hetkessä.

Kellosignaaleja tuotetaan kello- eli oscillatoripiireillä, joita voivat olla kristallivibrattorit, RC-verkot tai PLL-pohjaiset ratkaisut. Signaali jaellaan usein kellonjakoverkolla (clock tree) tai muulla kellidistribution-verkolla, jolloin eri alijärjestelmien synkronointi on mahdollisimman tarkkaa. Skew ja jitter ovat keskeisiä laatutekijöitä.

Kellosignaaleja käytetään synkronoituun toimintaan: prosessoreissa, muistiliitännöissä ja sarja- sekä väyläkommunikaatiossa sekä muissa laitteissa. Osa järjestelmistä käyttää useita kellaryhmiä ja erillisiä vakiokelloja parempaan ajoitukseen.

Erilaisia kellomuotoja ovat tasa- ja diff-lähtöiset kellot, kuten LVDS-tyyppiset signaalit. Suunnittelussa huomioidaan viive, jitter sekä kellon synkronoinnin vaatimukset.

Esimerkkejä taajuuksista: 32,768 kHz ajastuskellona RTC:lle; 50–200 MHz yleisimmin prosessoripiireissä.