S3C2440时钟系统详解

时间:2022-04-16 17:14:21

在讲述系统时钟之前,因为这些设备都是挂靠在系统时钟上的,所以必须先说系统时钟,S3C2440的时钟系统如下

S3C2440时钟系统详解

外部时钟源分两种,晶振或者外部频率,由om3-2选择,时钟电路根据两种选择也有两种

S3C2440时钟系统详解

我们来分析时钟图可以得到以下结论: 
经过选择的外部时钟进入MPLL,进行锁相环倍频,经过锁相环之后的时钟MPLL_IN分成了三股,分别是FCLK,HCLK,PCLK.这其中HCLK和PCLK又是从HCLK分频得到的,最后ARM920T这个系统内核模块得到了两个时钟HCLK和FCLK,DMA控制器,LCD控制器,内存控制器,总线控制器,外部nand控制器和TIC,摄像头接口都来自于HCLK时钟,LCD控制器,nand控制器,cam摄像头控制器的时钟可以选择从总线上切断开来,IIC
WDT IIS PWM SDI GPIO ADC RTC UART012 SPI AC97这些外设都挂接在PCLK总线上,而且除了WDT外,都可以断开和总线的连接,另外USB时钟直接从MPLL_IN倍频得到,生成UCLK,USB主机时钟可以选择UCLK或者HCLK,USB设备时钟可选UCLK或者PCLK,所以,有时候初次接触芯片看图是一个很好的选择,文字偏于细节,看图能很快浏览全貌,通过我们的分析可以得到下面这个再次简化的文档

输入时钟

MPLL

FCLK

HCLK

内存控制器,中断控制器,nand控制器,tic控制器等,系统内核920T,DMA控制器

PCLK

基本外设RTC,UART,spi等外设

只供给系统内核,

USB PLL

UCLK

USB主机时钟,usb设备时钟

这就是系统时钟的基本分布,剩下的细节无非就是如何分频,如何启用时钟停止时钟,锁相环配置等等了,首先关注MPLL

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这是PLL的锁定时间,一般设置小一点查询是否锁定成功就好

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这三个值搭配就可以选择不同的MCLK了,数据手册上有公式,经过MPLL倍频,就成功地获得了系统主时钟FCLK(也就是ARM920T时钟)

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通过这个寄存器进行时钟的使能与切断,要使用外设的时候不要忘记这个寄存器

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该寄存器确认以一种什么样的比例将FCLK分频为HCLK和PCLK

到这里基本上就描述完了系统时钟,只要弄清楚框架其实时钟也挺简单的,分频系数,功率控制,最主要要弄清楚哪个设备用了哪个时钟就OK了

接下来展示一段代码用来计算系统时钟(在2440init.s里面就有设置时钟的过程,可以参考)

Clock.c

#include "clock.h"

#define FIN 	(12000000)	

U32 FCLK;
U32 HCLK;
U32 PCLK;
U32 UCLK; void CalcBusClk(void) //计算总线频率
{
U32 val,UPLL;
U8 m, p, s;
val = rMPLLCON;
m = (val >> 12) & 0xff;
p = (val >> 4) & 0x3f;
s = val & 3; FCLK = ((m+8)*(FIN/100)*2)/((p+2)*(1<<s))*100; val = rCLKDIVN;
m = (val >> 1) & 3;
p = val & 1;
val = rCAMDIVN;
s = val >> 8; switch (m)
{
case 0:
HCLK = FCLK;
break;
case 1:
HCLK = FCLK >> 1;
break;
case 2:
if(s & 2)
HCLK = FCLK >> 3;
else
HCLK = FCLK >> 2;
break;
case 3:
if(s & 1)
HCLK = FCLK / 6;
else
HCLK = FCLK / 3;
break;
} if(p)
PCLK = HCLK >> 1;
else
PCLK = HCLK; val = rUPLLCON;
m = (val >> 12) & 0xff;
p = (val >> 4) & 0x3f;
s = val & 3;
UPLL = ((m+8)*FIN)/((p+2)*(1<<s));
UCLK = (rCLKDIVN&8)?(UPLL>>1):UPLL;
} //************************[ HCLK, PCLK ]***************************
void ChangeClockDivider(int hdivn_val,int pdivn_val)
{
int hdivn=2, pdivn=0; // hdivn_val (FCLK:HCLK)ratio hdivn
// 11 1:1 (0)
// 12 1:2 (1)
// 13 1:3 (3)
// 14 1:4 (2)
// pdivn_val (HCLK:PCLK)ratio pdivn
// 11 1:1 (0)
// 12 1:2 (1)
switch(hdivn_val) {
case 11: hdivn=0; break;
case 12: hdivn=1; break;
case 13:
case 16: hdivn=3; break;
case 14:
case 18: hdivn=2; break;
} switch(pdivn_val) {
case 11: pdivn=0; break;
case 12: pdivn=1; break;
} rCLKDIVN = (hdivn<<1) | pdivn; switch(hdivn_val) {
case 16: // when 1, HCLK=FCLK/8.
rCAMDIVN = (rCAMDIVN & ~(3<<8)) | (1<<8);
break;
case 18: // when 1, HCLK=FCLK/6.
rCAMDIVN = (rCAMDIVN & ~(3<<8)) | (1<<9);
break;
} if(hdivn!=0)
MMU_SetAsyncBusMode();
else
MMU_SetFastBusMode();
} //**************************[ UPLL ]*******************************
void ChangeUPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv)
{
rUPLLCON = (mdiv<<12) | (pdiv<<4) | sdiv;
} //***************************[ MPLL ]****************************
void ChangeMPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv)
{
rMPLLCON = (mdiv<<12) | (pdiv<<4) | sdiv;
} //*************************时钟配置函数*****************************
void SetClock(u8 mpll)
{
if(mpll == MPLL271)
{
ChangeMPllValue(173,2,2);
}
else if(mpll == MPLL304)
{
ChangeMPllValue(68,1,1);
}
else if(mpll == MPLL405)
{
ChangeMPllValue(127,2,1);
}
else if(mpll == MPLL532)
{
ChangeMPllValue(125,1,1);
}
ChangeClockDivider(14,12); //设置分频比为1:4:8 fclk hclk pclk
//并设置cpu异步总线模式
CalcBusClk(); //计算总线频率 }

Clock.h

#ifndef __CLOCK_H_
#define __CLOCK_H_
#include "def.h"
#include "2440addr.h"
#include "2440slib.h" #define FIN (12000000) //外部晶振
#define MPLL271 1 //几个典型的时钟宏定义
#define MPLL304 2
#define MPLL405 3
#define MPLL532 4 void CalcBusClk(void); //计算总线频率
void ChangeClockDivider(int hdivn_val,int pdivn_val);//计算分频数值
void ChangeUPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv);//配置usb总线
void ChangeMPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv);
void SetClock(u8 mpll);//配置系统时钟 extern U32 FCLK;
extern U32 HCLK;
extern U32 PCLK;
extern U32 UCLK; #endif

现在有了几个系统时钟的具体数字,我们就可以很好的进行外设时钟的配置了

注意,设置系统时钟的时候HCLK如果太大会导致取值SDRAM跟不上,为了解决这个问题,三星说了这样一个方案,大家要注意哦:

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