SoC时钟系统简介
1.SoC的时钟获得一般有:
* 外部直接输入时钟信号,SoC有个引脚用来输入外部时钟信号,用的很少。
* 外部晶振+内部时钟发生器产生时钟,大部分低频单片机都是这么工作的。
* 外部晶振+内部时钟发生器+内部PLL产生高频时钟+内部分频器分频得到各种频率的时钟,210属于这种。
2.时钟启动过程
在初始化PLL前为晶振的24m主频,然后设定锁相周期,初始化pll,进行倍频。输出信号通过输出到各总线上,不同设备需要不同的分频。
3.PLL:APLL、MPLL、EPLL、VPLL
APLL:Cortex-A8内核 MSYS域
MPLL&EPLL:DSYS PSYS
VPLL:Video视频相关模块
4.S5PV210时钟域详解
4.1MSYS域:
ARMCLK: 给cpu内核工作的时钟,也就是所谓的主频。
HCLK_MSYS: MSYS域的高频时钟,给DMC0和DMC1使用
PCLK_MSYS: MSYS域的低频时钟
HCLK_IMEM:给iROM和iRAM(合称iMEM)使用
4.2DSYS域:
HCLK_DSYS:DSYS域的高频时钟
PCLK_DSYS:DSYS域的低频时钟
4.3PSYS域:
HCLK_PSYS:PSYS域的高频时钟
PCLK_PSYS:PSYS域的低频时钟
SCLK_ONENAND:
总结:210内部的各个外设都是接在(内部AMBA总线)总线上面的,AMBA总线有1条高频分支叫AHB,有一条低频分支叫APB。上面的各个域都有各自对应的HCLK_XXX和PCLK_XXX,其中HCLK_XXX就是XXX这个域中AHB总线的工作频率;PCLK_XXX就是XXX这个域中APB总线的工作频率。
SoC内部的各个外设其实是挂在总线上工作的,也就是说这个外设的时钟来自于他挂在的总线,譬如串口UART挂在PSYS域下的APB总线上,因此串口的时钟来源是PCLK_PSYS。
我们可以通过记住和分析上面的这些时钟域和总线数值,来确定我们各个外设的具体时钟频率。
5、各时钟典型值(默认值,iROM中设置的值)
(1)当210刚上电时,默认是外部晶振+内部时钟发生器产生的24MHz频率的时钟直接给ARMCLK的,这时系统的主频就是24MHz,运行非常慢。
(2)iROM代码执行时第6步中初始化了时钟系统,这时给了系统一个默认推荐运行频率。这个时钟频率是三星推荐的210工作性能和稳定性最佳的频率。
(3)各时钟的典型值:
? freq(ARMCLK) = 1000 MHz
? freq(HCLK_MSYS) = 200 MHz
? freq(HCLK_IMEM) = 100 MHz
? freq(PCLK_MSYS) = 100 MHz
? freq(HCLK_DSYS) = 166 MHz
? freq(PCLK_DSYS) = 83 MHz
? freq(HCLK_PSYS) = 133 MHz
? freq(PCLK_PSYS) = 66 MHz
? freq(SCLK_ONENAND) = 133 MHz, 166 MHz
6.时钟设置的关键性寄存器
6.1、xPLL_LOCK
xPLL_LOCK寄存器主要控制PLL锁定周期的。
6.2、xPLL_CON/xPLL_CON0/xPLL_CON1
PLL_CON寄存器主要用来打开/关闭PLL电路,设置PLL的倍频参数,查看PLL锁定状态等
6.3、CLK_SRCn(n:0~6)
CLK_SRC寄存器是用来设置时钟来源的,对应时钟框图中的MUX开关。
6.4、CLK_SRC_MASKn
CLK_SRC_MASK决定MUX开关n选1后是否能继续通过。默认的时钟都是打开的,好处是不会因为某个模块的时钟关闭而导致莫名其妙的问题,坏处是功耗控制不精细、功耗高。
6.5、CLK_DIVn
各模块的分频器参数配置
6.6、CLK_GATE_x
类似于CLK_SRC_MASK,对时钟进行开关控制
6.7、CLK_DIV_STATn
6.8、CLK_MUX_STATn
这两类状态位寄存器,用来查看DIV和MUX的状态是否已经完成还是在进行中
总结:其中最重要的寄存器有3类:CON、SRC、DIV。其中CON决定PLL倍频到多少,SRC决定走哪一路,DIV决定分频多少。
7.汇编实现时钟设置代码详解1
时钟设置的步骤分析:
第1步:先选择不使用PLL。让外部24MHz原始时钟直接过去,绕过APLL那条路
第2步:设置锁定时间。默认值为0x0FFF,保险起见我们设置为0xFFFF
第3步:设置分频系统,决定由PLL出来的最高时钟如何分频得到各个分时钟
第4步:设置PLL,主要是设置PLL的倍频系统,决定由输入端24MHz的原始频率可以得到多大的输出频率。我们按照默认设置值设置输出为ARMCLK为1GHz
第5步:打开PLL。前面4步已经设置好了所有的开关和分频系数,本步骤打开PLL后PLL开始工作,锁定频率后输出,然后经过分频得到各个频率。
总结:以上5步,其实真正涉及到的寄存器只有5个而已。