[嵌入式]iTop-4412 裸机程序（九）- 时钟

源码

GitHub：https://github.com/Kilento/4412NoOS

时钟的作用

就如人离不开心脏的跳动一般，嵌入式系统的工作也离不开时钟的“跳动”。嵌入式SoC本身就是一个庞大的数字电路。这些电路的工作需要时钟进行同步，比如SoC中的CPU、串口、DRAM 控制器等等。

时钟的产生

时钟的来源一般可以有三种：

1. 外部晶振 + 内部时钟发生器
2. 外部时钟直接输入
3. 外部晶振 + 内部时钟发生器 + 锁相环 + 分频器

像 Exynos4412 这种较为复杂的 arm 芯片一般都使用第3种，可以产生更多的时钟频率。外部晶振一般无法产生频率过高的时钟信号，比如iTop-4412的外部晶振时钟频率是 24MHz。而 CPU 工作的频率则往往达到几百MHz甚至几GHz。所以需要通过锁相环进行倍频然后通过分频器进行分频输出各种不同频率的时中信号。

Exynos4412的时钟产生比较复杂，有兴趣的可以查看数据手册下图：

Exynos4412 的时钟域

Exynos4412 的 CPU 可以工作在 200MHz ~ 1.4 GHh 的时钟频率下，也就是我们熟知的主频。除了主频以外，Exynos4412 还划分了如下图不同的时钟域。

时钟关键寄存器

• xPLL_LOCK(x可以为A、V、E、M)
  PLL_LOCK 寄存器用于控制 PLL 锁定周期的，倍频需要一定的时间。
• xPLL_CONn
  PLL_CON 寄存器主要用来打开/关闭PLL电路，设置PLL的倍频参数，查看PLL锁定状态等
• CLK_SRC_XXX
  CLK_SRC_XXX 寄存器是用来设置时钟来源的，对应时钟框图中的MUX开关。
• CLK_SRC_MASK_XXX
  CLK_SRC_MASK 决定 MUX 开关 n 选 1 后是否能继续通过。默认打开，关闭可以减少耗能。
• CLK_DIV_XXX
  各模块的分频器参数配置
• CLK_GATE_XXX
  类似于 CLK_SRC_MASK，对时钟进行开关控制
• CLK_DIV_STAT_XXX
• CLK_MUX_STAT_XXX
  用来查看 DIV 和 MUX 的状态是否已经完成还是在进行中

时钟设置的一般步骤

1. 设置 PLL 的锁定周期（ xPLL_LOCK）
2. 设置 PLL 的倍频参数（xPLL_CONn）
3. 选择时钟源（CLK_SRC）
4. 选择分频参数（CLK_DIV）

典型代码

lowlevel_init:
	ldr r0, =(APLL_LOCK)
	ldr r1, =0x00000FFF
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(MPLL_LOCK)
	ldr r1, =0x00000FFF
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(EPLL_LOCK)
	ldr r1, =0x00000FFF
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(VPLL_LOCK)
	ldr r1, =0x00000FFF
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(APLL_CON0)
	ldr r1, =0x807D0300
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(MPLL_CON0)
	ldr r1, =0x80640300
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(EPLL_CON0)
	ldr r1, =0x80640301
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(VPLL_CON0)
	ldr r1, =0x80640303
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_CPU)
	ldr r1, =0x01000001
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_DMC)
	ldr r1, =0x00011000
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_TOP0)
	ldr r1, =0x00000110
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_TOP1)
	ldr r1, =0x00011000
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_LEFTBUS)
	ldr r1, =0x00000010
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_SRC_RIGHTBUS)
	ldr r1, =0x00000010
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_CPU0)
	ldr r1, =0x01143730
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_CPU1)
	ldr r1, =0x00000004
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_DMC0)
	ldr r1, =0x00111113
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_DMC1)
	ldr r1, =0x01011113
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_TOP)
	ldr r1, =0x01205473
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_LEFTBUS)
	ldr r1, =0x00000013
	str r1, [r0]

	ldr r0, =(CLK_DIV_RIGHTBUS)
	ldr r1, =0x00000013
	str r1, [r0]

	mov pc, lr

2021年10月7日

Kilento