s3c2440的时钟详解
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s3c2440 cpu的默认工作主频有两种12MHz和16.9344MHz,也就是我们的晶振的频率,但一般12MHz的晶振用的比较多,Fin就是指我们接的晶振频率。大家都知道s3c2440上电正常工作后频率是远远大于12MHz和16.9344MHz的,我们的s3c2440的cpu正常工作时的频率就是405MHz,因此这就需要一个电路来提升频率,在s3c2440的datasheet中找到了这个电路,下面这个就是PLL电路:
由图中可以看出,Fin进去后,经过PLL电路,最终输出两个PLL信号频率即MPLL和UPLL,这两个又是什么呢
UPLL是专用于USB设备的,MPLL是用于CPU及外围电路的,不清楚,还是得找s3c2440的datasheet,下面这就是从datasheet中截取的:
图中给出了各种接口设备使用的时钟信号
UPLL是USB专用,这里就不讲了,下面重点讲下MPLL,刚才已经说了MPLL主要用于CPU和外围设备,但外围设备和CPU的工作频率并不一样啊,CPU的工作频率肯定比外设要高,这就必然要对MPLL进行处理,于是FCLK,HCLK,PCLK就登场了
首先讲下FCLK,首先看下datasheet中的介绍:
The Clock control logic in S3C2440A can generate the required clock signals including FCLK for CPU, HCLK for the
AHB bus peripherals, and PCLK for the APB bus peripherals.
相信搞嵌入式的都能看的懂,FCLK是CPU用的,HCLK是AHB总线用的,比如说SDRAM,PCLK是APB总线用的,比如说UART。这三个我们一个个来讲解,首先看FCLK,CPU用的,看datasheet中的关于FCLK的时序图,我们就会看出一些东东。
从上面的图中可以看到FCLK在CPU上电后,过了一段时间就发生了比较大的变化,明显值变大了,从上面这个图中我们可以大致看出s3c2440上电启动过程:
1、上电几毫秒后(power由低变高),晶振输出稳定,此时FCLK=晶振频率,nRESET信号恢复高电平后,CPU开始执行指令。
2、我们可以在程序开头启动MPLL,在设置MPLL的几个寄存器后,需要等待一段时间(Lock Time),MPLL的输出才稳定。在这段时间(Lock Time)内,FCLK停振,CPU停止工作。Lock Time的长短由寄存器LOCKTIME设定。
3、Lock Time之后,MPLL输出正常,CPU工作在新的FCLK下。
现在对FCLK进行总结一下,FCLK,在CPU上电后,晶振开始正常工作,此时FCLK=晶振频率,注意此时不存在MPLL,经过PLL电路后,得到MPLL,UPLL。此时FCLK=MPLL。
总的来说分频比为FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8,这个分配标准是由谁定的呢,就是我们的CLKDIVN寄存器,看下datasheet中的介绍大家就清楚了:
S3C2440使用了三个倍频因子MDIV、PDIV和SDIV来设置倍频,通过寄存器MPLLCON&UPLLCON可设置倍频因子。
MPLLCON的输入输出频率间的关系为
FCLK=MPLL=(2*m*Fin)/(p*2^s) ,其中m=(MDIV+8), p=(PDIV+2), s=SDIV。
UPLLCON的输入输出频率间的关系为
UCLK=UPLL=(m * Fin) / (p * 2^s) ,其中m=(MDIV+8), p=(PDIV+2), s=SDIV。
手工计算相对复杂些,我们可以根据欲得到的主频FCLK大小,直接通过查表来获知各倍频因子的设置参数。
对于12MHz的晶振,要想经过PLL电路得到405MHz,查表得应该设置MDIV、PDIV、SDIV分别为0x7f、2、1。
那在哪里设置MDIV、PDIV和SDIV这3个值呢,还是datasheet:
从上图可以看出,我们只需要设置MPLLCON寄存器就可以确定FCLK了,再通过CLKDIVN寄存器我们就可以设置FCLK、HCLK、PCLK三者之间的比例了。
关于时钟设置的还有一个寄存器,就是LOCKTIME,在上面的时序图中可以看到它的身影,datasheet中介绍:
前面说过,MPLL启动后需要等待一段时间(Lock Time),使得其输出稳定。位[31:16]用于UPLL,位[15:0]用于MPLL。使用确省值0x00ffffff即可。
讲到这里,相信大家对s3c2440的时钟配置应该都明白了吧。