Hallo Markus,
Sorry, „Klugscheißmodus On“… 
Sorry , Oberklugscheissermodus ON … 
- Akt: Etwas über Hardware
Auf dem Mainboard befindet sich ein Baustein welcher CMOS-RAM
oder RTC genannt wird.
"CMOS" heißt „Complementary Metal Oxide Semiconductor“,
also „nur“ eine technische Beschreibung eines Chips. In diesem
werden Feldeffekttransistoren verwendet anstatt bipolarer
Transistoren.
Das weiss ich schon lange. Nur ist der Text so schon sehr lange geworden, und soweit wollte ich nicht in’s Detail gehen. Leider ist es halt usus, dass im Zusammenhang mit einem IBM-PC der Begriff „CMOS“ verwendet wird. Und einem normalen Sterblichen bringt es nicht viel wenn er das dann nicht im Handbuch findet !!
In diesem sog. CMOS werden die BIOS-Einstellungen gespeichert,
weiter nichts.
Der ursprünglich von IBM verwendete MC146818 ist von der Ansteuerung her ein 64 Byte RAM. Die ersten 14 Byte bilden die RTC.
(Leider) wird das Synonym „CMOS“ meist für das BIOS oder
dessen Speicher (das ein CMOS-RAM ist) missbraucht.
Da gehe ich mit die einig.
"RTC" ist korrekt, das heißt „Real Time Clock“ und das
ist der „Uhr-Baustein“ auf dem Board.
No Comment.
)
[…] Deshalb geht, wenn sich die Batterie dem Recycling nähert,
zuerst meist die Uhr nach und später gehen dann alle
BIOS-Einstellungen verloren.
Da es sich um eine Quarz-Uhr handelt, kann die Uhr praktisch
bis zum Stillstand nicht nachgehen. Der Quarz schwingt bis zum
Ende mit konstanter Frequenz (32,768 kHz) - (außer, der Zähler
kommt nicht mehr mit…)
- Der Quarz hat einen Temperaturkoeffizienten. Deshalb wird für hochstabile Quarzoszillatoren ein so gennater Quarzofen verwendet.
- Die Verlustleistung im Quarz ist von der Ansteuerleistung abhängig und somit auch seine Temperatur. Die Ansteuerleistung hängt nun aber wiederum von der Bateriespannung ab und sommit ändert sich die Frequenz auch mit der Bat.-Spannung etwas.
- Bei genügend kleiner Spannung kommt es zu „Aussetzern“ im Teiler da sich die Pegel den Schaltschwellen nähern der Transistoren nähern. Somit geht die Uhr eindeutig nach.
- Uhren sind sehr präziese Messgeräte, bzw. der heutige Mensch nimmt schon kleine Fehler als gravierend war. Ein Chronometer darf einen maximalen Fehler von +/-386 * 10^-9 aufweisen.
[…] Somit ist
jetzt auch geklärt wieso bei übertakteten CPU’s manchmal die
Uhr „rast“.
Mein Athlon 1000 läuft seit über 1,5 Jahren übertaktet (auf
1200 MHz), ohne dass die Uhr jemals falsch gegangen wäre
(nein, keine WWW-Atom-Uhr).
Das hängt mit der Konstruktion der Takterzeugung und der Art des Übertaktens zusammen. Bei einigen Boards kann der CPU-Referenztakt (FSB) unabhängig von den anderen Frequenzen eingestellt werden. Dabei kannst du die CPU übertakten und z.B. dein PCI-Bus funktioniert immer noch mit 66MHz. Bein anderen, meist älteren Boards, wird der PCI-Bus automatisch auch übertaktet wenn man den FSB höher einstellt. Wenn du nur den CPU-Takt Multiplikator verstellst hat das keinen einfluss auf den FSB.
Ich stelle es mir sehr schwer bis unmöglich vor, ohne die
genannte „RTC“ eine einigermaßen genaue Zeitmessung vom
Prozessortakt vorzunehmen…
Nö, ganz einfach: Oszilator --> Teiler (ist im Timer-Baustein drin) --> Interrupt --> etwas Software und fertig ist die Uhr.
Das Hauptproblem liegt im CMOS-RAM-Baustein: dieser ist sehr langsam, verglichen mit dem Hauptspeicher, und birgt noch so einige Tücken, wenn er während dem Auslesen weitergezählt hat. Weiterhin hat IBM das Ganze so konstruiert, dass man nicht direkt darauf zugreiffen kann, sondern man muss zuerst die CMOS-RAM-Adresse an die I/O-Adresse 70h schreiben und kann dann über I/O-Adresse 71h das entsprechende Byte lesen oder schreiben. Aus diesem Grunde wird es seit Anfang an tunlichst vermieden den RTC direkt zu lesen.
Einige technische Daten:
Uhrenquarz (32kHz):
Abgleichtoleranz: 0.005% (@ 25°C)
TempKo: +0.010% (0…70°C)
SMD Quarzoszillator (2MhZ und höher):
Frequenzstabilität 100ppm !!
Die Unterschiede sind in der Frequenz begründet. Die Quarz-Frequenz ergibt sich durch die mechanischen Resonazfrequenz des Quarzes, ist also von der Form (z.B. Stimmgabelquarz) , dem Massen und nicht zuletzt auch von Schnittebene durch das Kristallgitter abhängig. Bei niederen Frequenzen ergeben sich dadurch die etwas schlechteren Werte. Weiterhin altern Quarze mit der Zeit. Der Haupteffekt ist, dass an den Kanten des Kritalls kleine Stücke abbrechen wodurch sich die Masse verkleinert und somit die Resonaz-Frequenz etwas nach oben verschiebt.
Zum Rest:
Dass das RAM (weil dynamisch, also ständige Refresh-Zyklen
benötigt) im Sleep-Modus nicht weiter arbeitet, ist klar.
Aber beim „Wiederaufwachen“ von Windows wird wieder die
aktuelle Zeit aus der RTC ausgelesen.
Wie die Prxis zeigt, ist bei MS nie alles so funktioniert wie es sein sollte und schon gar nicht so wie es in der Werbung behauptet wird !!!
MfG Peter(TOO)