【ARM裸板】S3C2440 时钟设置与分析

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• 由时钟树分析，时钟源通过选择器接入给MPLL（Main PLL）与UPLL（USB PLL）
• 经过MPLL得到FCLK提供给CPU[ARM920T]
• FCLK分别通过HDIVN与PDIVN分频得到HCLK与PCLK
• HCLK接入给AHB总线，再给各种高速设备（Nand Flash、内存控制器、中断控制器…）
• PCLK接入给APB总线，再给各种低速设别（I2C、PWM、GPIO、UART…）

1.时钟源最大值

2.时钟源

2.1 两种时钟源

• 1.晶振
• 2.外部引脚时钟输入

2.2 选择时钟源

• 通过改变OM[3:2]引脚来选择时钟源
  

• JZ2440 OM[3:2]接入GND，则主时钟源与USB时钟源都选择外部晶振
  

3.上电时钟分析

• 1. 复位等待， 等待电源稳定，复位芯片才输出高电平

• 2.根据OM[3:2]的值，FCLK=晶振
• 3.PLL锁存OM[3:2]的值
• 4.设置PLL（Lock Time中 CPU停止）
• 5.PLL工作
• 6.FCLK=PLL输出新的时钟，CPU运行

4.编程控制时钟速度

• 主要通过设置MPLLCON与CLKDIVN两个寄存器来控制时钟速度

• 外设时钟使能寄存器CLKCON，可以使得功耗更低（低功耗）

• 编程目标：FCLK=400MHz、HCLK=100MHz、PCLK=50MHz

4.1 时钟计算公式

4.2 MPLLCON寄存器

• PDIV=1,SDIV=1，由公式可得MDIV=92

	/* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12) | (1<<4) | (1<<0)
	 * m = MDIV+8 = 92+8 =100
	 * p = PDIV+2 = 1+2 =3
	 * s = SDIV = 1
	 * FLCK = (2*m*Fin)/(p*(2^s)) = (2*100*12M)/(3*2^1) = 400M
 	 */
	ldr r0, =0x4C000004
	ldr r1, =(92<<12) | (1<<4) | (1<<0)
	str r1,[r0]
	
	//一旦设置PLL,就会锁定LOCK TIME直到PLL输出稳定,然后CPU工作

4.3 CLKDIVN寄存器

• 目标：FCLK=400M、FCLK=100M、PCLK=50M
• 则HDIVN设置为10（因为CAMDIVN默认值为0，所以无需关注），PDIVN设置为1

	/* CLKDIVN(0x4C000014) = 0x05,fFCLK:fHCLK:fPCLK = 8:4:1 */
	ldr r0, =0x4C000014
	mov r1, #0x05
	str r1,[r0]

5.注意事项

• 设置异步模式
  • 如果HDIVN不是0，需要设置为异步模式，否则CPU会使用HCLK
  • #R1_nF:OR:R1_iA = 0xC0000000
    

5.1 注释

• MRC指令将协处理器的寄存器中数值传送到ARM处理器的寄存器中
• MCR指令将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器的寄存器中
  • c：co-process 协处理器、r：寄存器

---

• 汇编版本

mrc p15,0,r0,c1,c0,0   
orr r0,r0,#R1_nF:OR:R1_iA
mcr p15,0,r0,c1,c0,0 

---

• C版本

__asm{ 
mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0         /* 读取CP15 C1寄存器 */ 
orr r1, r1, #0xc0000000         /* 设置CPU总线模式 */ 
mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0         /* 写回CP15 C1寄存器 */
} 

6.S3C2440默认时钟频率

• 由芯片手册可知MPLLCON默认初始值为：
  • MDIV = 0x96 = 150
  • PDIV = 0x03
  • SDIV = 0

即：

• m = MDIV+8 = 158
• p = PDIV+2 = 5
• s = SDIV = 0

可以推出：Fclk = (2 * m * Fin)/(p*(2^s)) = (2 * 158 * 12M)/(5 * 2^0) = 379.2M