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下圖是S3C2440芯片的整體架構圖:

其中,


AHB BUS為高速設備的總線,H即為high的意思。


APB BUS為低速設備的總線,P為英文單詞peripheral(外圍設備)。


不同的總線,掛載在上面的設備運行的頻率肯定是不一樣的,在我們這款S3C2440芯片中:

Fclk就是CPU的運行頻率,最高可達400MHz


Hclk為高速設備的運行頻率,最高可達136MHz


Pclk為低速設備的運行頻率,最高可達68MHz


那么這三種時鐘頻率是怎么得到的,他們又是什么關系呢?


S3C2440這款芯片的時鐘源為一個12M的晶振,再配合PLL(鎖相環(huán))就可以獲得相應的頻率。這里我們不對PLL的工作原理做詳細,有興趣的可以自查(好吧,我承認我不會)。下面給出一個時鐘頻率生成的結構圖:

圖中有些名詞我們先解釋一下:


OSC是晶振的意思

OM為選擇器,可以設置它選擇不同的時鐘源                                                       

其中,OM[3:2]的設置可以獲得不同的時鐘來源,晶振(crystal)或者外部的時鐘源(EXTCLK)

MPLL:main PLL

UPLL:USB PLL(用于usb設備)

上面的時鐘頻率生成圖雖然看起來畫了很多的東西,但是我們可以總結為一個簡單的流程,就是:


晶振 ->  MPLL  -> FCLK  -> CPU


      |            |


      |            |(HDIV) -> HCLK ->AHB總線->nand flash控制器


      |            |


      |            |(PDIV)->PCLK ->APB總線->I2C、GPIO、SPI等


      |


      | -> UPLL -> USB  


我們可以得到,F(xiàn)clk是由晶振和MPLL得到的,而Fclk是用于CPU運行的頻率。Fclk再經過分頻器(HDIV和PDIV)之后就可以得到Hclk和Pclk。


下面我大概說明一下獲得Fclk的一個過程:

當power變成高電平,也就是上電后:


復位引腳nRESET先維持一段時間(n代表低電平有效),等各種狀態(tài)穩(wěn)定后,才被拉高


上電后初始階段,F(xiàn)CLK=晶振頻率


nRESET被拉高后,CPU開始運行,PLL鎖存OM[3:2]的值


在lock time期間,CPU停止運行。PLL開始工作


Lock time后,F(xiàn)CLK等于PLL輸出的新時鐘,CPU也開始工作


到這里,我們就大概知道這三種頻率是怎么來的,以及他們的關系是什么樣的了。雖然原理講了一大堆,但是在實際的編程中,也就是設置一些寄存器的工作,了解原理只是為了我們更好的讀懂芯片手冊并設置寄存器。


這里我們舉個例子,看一下怎么去設置寄存器,得到我們想要的時鐘頻率。假如我們想得到的時鐘頻率比是:


FCLK:HCLK:PCLK = 400MHz : 100MHz : 50MHz


(1)時鐘頻率比為1:4:8,所以我們要設置CLKDIVN寄存器為b0101=0x5(默認CAMDIVN[9]=0)

(2)由芯片給出的Fclk計算公式是:

Mpll就是我們要求的Fclk,F(xiàn)in是晶振的頻率12MHz,那么MDIV、PDIV和SDIV的值怎么得到呢?我們看下面的表格可以看出來,要得到12MHz的輸入和400MHz的輸出時,MDIV=92, PDIV=SDIV=1。那么MOLLCON寄存器的值就是(92<<12) | (1<<4) | (1<<0)

(3)至于locktime的設置,我們用默認值就好了(一般不確定怎么設置的時候。用默認值就好了)

根據上面的三個步驟,我們匯總一下可以到下面的代碼:


/* 2.設置時鐘 */

/*設置MPLL, FCLK:HCLK:PCLK = 400MHz : 100MHz : 50MHz*/

/*為了保險先初始化一下locktime*/

ldr r0, =0x4C000000

ldr r1, =0xFFFFFFFF

str r1, [r0]

 

/*設置CLKDVIN:

  *HDIVN[2:1] :    10  -  HCLK=FCLK/4

  *PDVIN[0]    :     1   -   PCLK=HCLK/2

  */

ldr r0, =0x4C000014

ldr r1, =0x5

str r1, [r0]

 

/*設置CPU為異步模式*/

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#0xc0000000  //R1_nF:OR:R1_iA 

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

 

/*

  *Mpll = (2 * m * Fin) / (p * 2S) 

  *m = (MDIV + 8), p = (PDIV + 2), s = SDIV

  *當Fin=12MHz,若要 Mpll=400MHz,則有MDIV=92, PDIV=SDIV=1

  */

ldr r0, =0x4C000004

ldr r1, =(92<<12) | (1<<4) | (1<<0)

str r1, [r0]

 

/*一旦設置了PLL,就會鎖定locktime直到PLL輸出穩(wěn)定

  *然后CPU工作于新的頻率

  */

關鍵字:S3C2440芯片  時鐘體系  結構 引用地址:S3C2440芯片的時鐘體系結構

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