S5PV210_时钟系统

时间:2021-01-18 00:47:14

1、S5PV210的时钟获得: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

S5PV210外部有4个W晶振接口,可以根据需要来决定在哪里接晶振。接了晶振之后上电相应的模块就能产生振荡,产生原始时钟。原始时钟经过一系列的筛选开关进入相应的PLL电路生成倍频后的高频时钟。高频时钟再经过分频到达芯片内部各模块上。(有些模块,譬如串口内部还有进一步的分频器进行再次分频使用)

2、时钟域:MSYS、DSYS、PSYS

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MSYS(main system):CPU(Cortex-A8内核)、DRAM控制器(DMC0和DMC1)、SRAM(IRAM&IROM)、INTC、SPERI(configuration inerface)······

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

DSYS(display system): 都是和视频显示、编解码等有关的模块(FIMC、FIMD、JPEG)

HCLK_DSYS:DSYS域的高频时钟
 PCLK_DSYS:DSYS域的低频时钟

PSYS(peripheral system): 和内部的各种外设时钟有关,譬如串口、SD接口、I2C、AC97、USB等

HCLK_PSYS:PSYS域的高频时钟
 PCLK_PSYS:PSYS域的低频时钟

3、关于PLL(包括APLL \ MPLL \ EPLL \ VPLL)

APLL:Cortex-A8内核 MSYS域
MPLL&EPLL:DSYS PSYS
VPLL:Video视频相关模块

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4、时钟设置的关键寄存器

xPLL_LOCK  控制PLL锁定周期

xPLL_CON  打开/关闭PLL电路,设置PLL的倍频参数,查看PLL锁定状态

CLK_SRCn(n:0~6)  设置时钟来源,对应时钟框图中的MUX开关

CLK_SRC_MASK  决定MUX开关n选1后是否能继续通过

CLK_DIV  各模块的分频器参数配置

CLK_GATE_x  类似于CLK_SRC_MASK,对时钟进行开关控制

CLK_DIV_STATn、CLK_MUX_STATn  查看DIV和MUX的状态(已经完成还是在进行中)

5、代码设置时钟逻辑步骤:

(1)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

 ldr    r0, =ELFIN_CLOCK_POWER_BASE
//设置各种时钟开关,暂时不使用PLL
ldr r1, =0x0
//CLK_SRC bit[0]就是APLL_SEL,(APLL_SEL:control MUXAPLL(0:FINPLL,1:FOUTAPLL))
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]

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(2)设置锁定时间。默认值为0x0FFF,保险起见我们设置为0xFFFF

//设置锁定时间,使用默认值即可
// 设置PLL后,时钟从Fin提升到目标频率时,需要一定的时间,即锁定时间
ldr r1, =0x0000FFFF
str r1, [r0, #APLL_LOCK_OFFSET]
str r1, [r0, #MPLL_LOCK_OFFSET]

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(3)设置分频系统,由PLL出来的最高时钟如何分频得到各个分时钟

 //设置分频
// 清bit[0~31]
ldr r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
ldr r2, =CLK_DIV0_MASK
bic r1, r1, r2
ldr r2, =0x14131440
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]

0x14131440的含义:
 PCLK_PSYS = HCLK_PSYS / 2
 HCLK_PSYS = MOUT_PSYS / 5
 PCLK_DSYS = HCLK_DSYS / 2
 HCLK_DSYS = MOUT_DSYS / 4
 ·······
 HCLK_MSYS = ARMCLK / 5
 ARMCLK = MOUT_MSYS / 1

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(4)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

 #define set_pll(mdiv, pdiv, sdiv)    (1<<31 | mdiv<<16 | pdiv<<8 | sdiv)
#define APLL_VAL set_pll(APLL_MDIV,APLL_PDIV,APLL_SDIV)
#define MPLL_VAL set_pll(MPLL_MDIV,MPLL_PDIV,MPLL_SDIV) //设置PLL
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1))=0x7d*24/(0x3*2^(1-1))=1000 MHz
ldr r1, =APLL_VAL
str r1, [r0, #APLL_CON0_OFFSET]
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV)=0x29b*24/(0xc*2^1)= 667 MHz
ldr r1, =MPLL_VAL
str r1, [r0, #MPLL_CON_OFFSET]

(5)打开PLL。前面4步已经设置好了所有的开关和分频系数,该步骤打开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。 

 //设置各种时钟开关,使用PLL
ldr r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]
ldr r2, =0x10001111
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]

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6、汇编代码 

 // 时钟控制器基地址
#define ELFIN_CLOCK_POWER_BASE 0xE0100000 // 时钟相关的寄存器相对时钟控制器基地址的偏移值
#define APLL_LOCK_OFFSET 0x00
#define MPLL_LOCK_OFFSET 0x08 #define APLL_CON0_OFFSET 0x100
#define APLL_CON1_OFFSET 0x104
#define MPLL_CON_OFFSET 0x108 #define CLK_SRC0_OFFSET 0x200
#define CLK_SRC1_OFFSET 0x204
#define CLK_SRC2_OFFSET 0x208
#define CLK_SRC3_OFFSET 0x20c
#define CLK_SRC4_OFFSET 0x210
#define CLK_SRC5_OFFSET 0x214
#define CLK_SRC6_OFFSET 0x218
#define CLK_SRC_MASK0_OFFSET 0x280
#define CLK_SRC_MASK1_OFFSET 0x284 #define CLK_DIV0_OFFSET 0x300
#define CLK_DIV1_OFFSET 0x304
#define CLK_DIV2_OFFSET 0x308
#define CLK_DIV3_OFFSET 0x30c
#define CLK_DIV4_OFFSET 0x310
#define CLK_DIV5_OFFSET 0x314
#define CLK_DIV6_OFFSET 0x318
#define CLK_DIV7_OFFSET 0x31c #define CLK_DIV0_MASK 0x7fffffff // M、P、S的配置值都是查数据手册中典型时钟配置值的推荐配置得来的。
#define APLL_MDIV 0x7d //
#define APLL_PDIV 0x3
#define APLL_SDIV 0x1 #define MPLL_MDIV 0x29b //
#define MPLL_PDIV 0xc
#define MPLL_SDIV 0x1 #define set_pll(mdiv, pdiv, sdiv) (1<<31 | mdiv<<16 | pdiv<<8 | sdiv)
#define APLL_VAL set_pll(APLL_MDIV,APLL_PDIV,APLL_SDIV)
#define MPLL_VAL set_pll(MPLL_MDIV,MPLL_PDIV,MPLL_SDIV) .global clock_init
clock_init:
ldr r0, =ELFIN_CLOCK_POWER_BASE // 1 设置各种时钟开关,暂时不使用PLL
ldr r1, =0x0
//CLK_SRC bit[0]就是APLL_SEL,(APLL_SEL:control MUXAPLL(0:FINPLL,1:FOUTAPLL))
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET] // 2 设置锁定时间,使用默认值即可
// 设置PLL后,时钟从Fin提升到目标频率时,需要一定的时间,即锁定时间
ldr r1, =0x0000FFFF
str r1, [r0, #APLL_LOCK_OFFSET]
str r1, [r0, #MPLL_LOCK_OFFSET] // 3 设置分频
// 清bit[0~31]
ldr r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
ldr r2, =CLK_DIV0_MASK
bic r1, r1, r2
ldr r2, =0x14131440
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET] // 4 设置PLL
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1))=0x7d*24/(0x3*2^(1-1))=1000 MHz
ldr r1, =APLL_VAL
str r1, [r0, #APLL_CON0_OFFSET]
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV)=0x29b*24/(0xc*2^1)= 667 MHz
ldr r1, =MPLL_VAL
str r1, [r0, #MPLL_CON_OFFSET] // 5 设置各种时钟开关,使用PLL
ldr r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]
ldr r2, =0x10001111
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET] mov pc, lr

7、C语言代码

 // 时钟控制器基地址
#define ELFIN_CLOCK_POWER_BASE 0xE0100000 // 时钟相关的寄存器相对时钟控制器基地址的偏移值
#define APLL_LOCK_OFFSET 0x00
#define MPLL_LOCK_OFFSET 0x08 #define APLL_CON0_OFFSET 0x100
#define APLL_CON1_OFFSET 0x104
#define MPLL_CON_OFFSET 0x108 #define CLK_SRC0_OFFSET 0x200
#define CLK_SRC1_OFFSET 0x204
#define CLK_SRC2_OFFSET 0x208
#define CLK_SRC3_OFFSET 0x20c
#define CLK_SRC4_OFFSET 0x210
#define CLK_SRC5_OFFSET 0x214
#define CLK_SRC6_OFFSET 0x218
#define CLK_SRC_MASK0_OFFSET 0x280
#define CLK_SRC_MASK1_OFFSET 0x284 #define CLK_DIV0_OFFSET 0x300
#define CLK_DIV1_OFFSET 0x304
#define CLK_DIV2_OFFSET 0x308
#define CLK_DIV3_OFFSET 0x30c
#define CLK_DIV4_OFFSET 0x310
#define CLK_DIV5_OFFSET 0x314
#define CLK_DIV6_OFFSET 0x318
#define CLK_DIV7_OFFSET 0x31c #define CLK_DIV0_MASK 0x7fffffff // M、P、S的配置值都是查数据手册中典型时钟配置值的推荐配置得来的。
#define APLL_MDIV 0x7d //
#define APLL_PDIV 0x3
#define APLL_SDIV 0x1 #define MPLL_MDIV 0x29b //
#define MPLL_PDIV 0xc
#define MPLL_SDIV 0x1 #define set_pll(mdiv, pdiv, sdiv) (1<<31 | mdiv<<16 | pdiv<<8 | sdiv)
#define APLL_VAL set_pll(APLL_MDIV,APLL_PDIV,APLL_SDIV)
#define MPLL_VAL set_pll(MPLL_MDIV,MPLL_PDIV,MPLL_SDIV) #define REG_CLK_SRC0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + CLK_SRC0_OFFSET)
#define REG_APLL_LOCK (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + APLL_LOCK_OFFSET)
#define REG_MPLL_LOCK (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + MPLL_LOCK_OFFSET)
#define REG_CLK_DIV0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + CLK_DIV0_OFFSET)
#define REG_APLL_CON0 (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + APLL_CON0_OFFSET)
#define REG_MPLL_CON (ELFIN_CLOCK_POWER_BASE + MPLL_CON_OFFSET) #define rREG_CLK_SRC0 (*(volatile unsigned int *)REG_CLK_SRC0)
#define rREG_APLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)REG_APLL_LOCK)
#define rREG_MPLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)REG_MPLL_LOCK)
#define rREG_CLK_DIV0 (*(volatile unsigned int *)REG_CLK_DIV0)
#define rREG_APLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)REG_APLL_CON0)
#define rREG_MPLL_CON (*(volatile unsigned int *)REG_MPLL_CON) void clock_init(void)
{
// 1 设置各种时钟开关,暂时不使用PLL
rREG_CLK_SRC0 = 0x0; // 2 设置锁定时间,使用默认值即可
// 设置PLL后,时钟从Fin提升到目标频率时,需要一定的时间,即锁定时间
rREG_APLL_LOCK = 0x0000ffff;
rREG_MPLL_LOCK = 0x0000ffff; // 3 设置分频
// 清bit[0~31]
rREG_CLK_DIV0 = 0x14131440; // 4 设置PLL
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1))=0x7d*24/(0x3*2^(1-1))=1000 MHz
rREG_APLL_CON0 = APLL_VAL;
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV)=0x29b*24/(0xc*2^1)= 667 MHz
rREG_MPLL_CON = MPLL_VAL; // 5 设置各种时钟开关,使用PLL
rREG_CLK_SRC0 = 0x10001111;
}