¿Cuándo se debe utilizar un cristal externo para este MCU dado que el oscilador interno es mucho más rápido?

Question

Estoy viendo esta MCU y me preguntaba si tiene sentido utilizar un cristal externo.

Extraído de la hoja de datos pg1,

*Gestión del reloj
- Oscilador de cristal de 4 a 32 MHz
- Oscilador de 32 kHz para RTC con calibración - RC interno de 8 MHz con opción de PLL x6 - Oscilador RC interno de 40 kHz

- Oscilador interno de 48 MHz con recorte automático en función de la sincronización externa*.

El oscilador interno puede ser de hasta 48Mhz. El cristal externo está entre 4 - 32 Mhz. ¿Por qué utilizar un cristal externo cuando el interno es más rápido que 48Mhz dado que el cristal externo cuesta dinero y ocupa espacio? ¿Cuándo se debe utilizar un cristal externo?

Answer 1

El oscilador interno es mucho menos estable que un oscilador de cristal externo.

Si estoy leyendo correctamente la hoja de datos, el oscilador interno de 48 MHz sólo está calibrado de fábrica dentro del 2,9% de la frecuencia especificada - ni siquiera lo suficientemente bueno para RS-232. Hay maneras de sincronizarlo con un reloj externo, creo que está diseñado para ser utilizado en una situación de dispositivo USB donde se puede bloquear el PLL al flujo de bits USB.

Un cristal externo es normalmente con una precisión de alrededor del 20 ppm partes por millón. Eso es un 0,002% de la frecuencia especificada. Si necesita algo aún mejor, hay incluso compensaciones de temperatura, al horno osciladores de cristal.

Además, puede querer una velocidad de reloj exacta a una frecuencia diferente, normalmente para la comunicación con un dispositivo o maestro a través de un canal de comunicaciones asíncrono. Para ello puede necesitar un oscilador a, por ejemplo, 29491200 Hz (115200*256).

Answer 2

El interno es un oscilador, normalmente un oscilador RC. Estos osciladores son mucho menos precisos que los cristales. Además, estos osciladores tienden a desviarse con los cambios de temperatura.

En cambio, los cristales pueden ser tan precisos como el dinero que se quiera gastar. La precisión es necesaria cuando, por ejemplo, se utiliza una comunicación de alta velocidad como la del USB. El USB tiene tolerancias muy ajustadas.

Answer 3

Consulte este diagrama en la página 16:

Parece que también se puede utilizar el cristal como entrada al PLL, lo que permite alcanzar velocidades de reloj internas de 48MHz a partir de un cristal más lento.

Answer 4

El oscilador de cristal se alimenta de un bucle de bloqueo en fase (PLL) en el chip que puede multiplicar y dividir la frecuencia del cristal por valores entre 1 y 16. Así que con un cristal de 8MHz puedes generar un reloj principal de 48MHz para el procesador. Como otros han dicho, un cristal externo es más preciso y estable que el oscilador de alta velocidad en el chip.