Órajelek

Órajelek olyan periodikus elektromos impulzusok, amelyeket a digitális áramkörök szinkronizálására használnak. Ezek meghatározzák a rendszer időzítését, és közös referencia-pontot adnak a regiszterek, flip-flopok, memóriák és adatbuszok működéséhez. A folyamatot gyakran „órajel‑alapú” működésnek is nevezik, mert minden művelet ezeknek az impulzusoknak az időzítését követi.

Jellemzőik közé tartozik a jelforma, amely gyakran négyzethullám vagy trapézjel, a frekvencia és a jel amplitúdója. Órajelek lehetnek single-ended formában vagy differenciálisan közvetített (például LVDS vagy CML). A frekvenciaskála széles: néhány kilohertzestől több gigahertzig terjedhet. Kiemelten fontos a jitter (az időzítés véletlenszerű eltolódása) és a skew (két jel közötti késleltetéskülönbség) értéke, mivel ezek hatással vannak a rendszer megbízhatóságára és a szinkron működésre.

Előállításukhoz leggyakrabban kristályos vagy MEMS–alapú oszcillátorokat használnak, amelyeket hőmérséklet-kompenzált vagy kalibrált megoldásokkal látnak el a frekvencia stabilitásának növelése érdekében. Gyakran alkalmaznak fáziskövető zárat (PLL) és más szintézis- vagy elosztó áramköröket, hogy több frekvenciát generáljanak, vagy a meglévő jelfázist összehangolják.

Használatuk alapvető a szinkron digitális rendszerekben: a megfelelő órajel-elosztás, a clock domain crossing kezelése és a setup/hold idők betartása érdekében tervezési és verifikációs módszereket alkalmaznak. Megfigyelhetőek továbbá a deskewing technikák és a jitter-budgetek, amelyek a megbízható működést szolgálják.

Megjegyzés: a hétköznapi nyelvben az „órajel” a karóra vagy ébresztőóra kopogását is jelentheti, de a szakmai szövegekben az órajelet a digitális időzítés jelének tekintik.