O que é um clock em circuitos digitais e como é definido o tempo de ciclo de clock?

Passo 1

O enunciado pede para a gente entender o que é um clock em circuitos digitais (conteúdo de projeto de sistemas digitais) e como se define o tempo de ciclo de clock. Para isso vamos revisar o papel do clock em circuitos síncronos e a relação entre período e frequência.

Passo 2

Um clock é um sinal elétrico periódico, geralmente forma de onda quadrada, que serve de referência de tempo para circuitos digitais síncronos. Ele sincroniza o disparo de flip-flops, registradores e outros blocos, garantindo que todos mudem de estado simultaneamente em instantes bem definidos (por exemplo, na borda de subida ou descida).

Passo 3

Na prática, esse sinal de clock vem de um gerador (um oscilador de cristal, PLL, etc.) e apresenta repetições regulares de um nível baixo para alto e alto para baixo. Cada mudança de nível relevante (bordas) é usada para “amarrar” a lógica sequencial, evitando condições de corrida e mantendo a integridade dos dados em sistemas digitais.

Passo 4

O tempo de ciclo de clock, também chamado de período de clock, é o intervalo de tempo entre duas bordas consecutivas iguais (por exemplo, duas bordas de subida). Denotamos esse período por T. A frequência do clock, em hertz ( Hz), é o inverso do período:
T = 1f
Ou seja, se o clock opera a 100, MHz ( f = 100 times 10^6, Hz), então
T = 1100 times 10^6 Hz = 10 ns

Resposta

Um clock em circuitos digitais é um sinal periódico (geralmente quadrado) que coordena o tempo de comutação dos elementos síncronos (flip-flops, registradores, etc.), assegurando mudanças de estado sincronizadas.
O tempo de ciclo de clock (ou período) é o intervalo T entre duas bordas consecutivas iguais do clock e é dado por
T = 1f,
onde f é a frequência do clock em hertz.

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