ARM9硬件接口学习之四 CLOCK

ARM9硬件接口学习专题

http://blog.chinaunix.net/u2/60011/showart_471534.html

/root/u-boot-1.1.4/board/smdk2410.c

代码：

#define FCLK_SPEED 1

#if FCLK_SPEED==0        /* Fout = 203MHz, Fin = 12MHz for Audio */
#define M_MDIV    0xC3
#define M_PDIV    0x4
#define M_SDIV    0x1
#elif FCLK_SPEED==1        /* Fout = 200MHz */
#define M_MDIV    0x5C
#define M_PDIV    0x4
#define M_SDIV    0x0
#endif

#define USB_CLOCK 1

#if USB_CLOCK==0
#define U_M_MDIV    0xA1
#define U_M_PDIV    0x3
#define U_M_SDIV    0x1
#elif USB_CLOCK==1
#define U_M_MDIV    0x48
#define U_M_PDIV    0x3
#define U_M_SDIV    0x2
#endif

static inline void delay (unsigned long loops)
{
    __asm__ volatile ("1:\n"
     "subs %0, %1, #1\n"
     "bne 1b":"=r" (loops):"0" (loops));
}

/*
 * Miscellaneous platform dependent initialisations
 */

int board_init (void)
{
    DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
    S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
    S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();

    /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */
    clk_power->LOCKTIME = 0xFFFFFF;

    /* configure MPLL */
    clk_power->MPLLCON = ((M_MDIV << 12) + (M_PDIV << 4) + M_SDIV);

    /* some delay between MPLL and UPLL */
    delay (4000);

    /* configure UPLL */
    clk_power->UPLLCON = ((U_M_MDIV << 12) + (U_M_PDIV << 4) + U_M_SDIV);

    /* some delay between MPLL and UPLL */
    delay (8000)

==========================================================================

S3C2410 CPU默认的工作主频为12MHz，使用PLL电路可以产生更高的主频供CPU及外围器件使用。S3C2410有两个PLL：MPLL和UPLL，UPLL专用与USB设备。MPLL用于CPU及其他外围器件。

通过MPLL会产生三个部分的时钟频率：FCLK、HCLK、PLCK。FCLK用于CPU核，HCLK用于AHB总线的设备(比如SDRAM)，PCLK用于APB总线的设备(比如UART)。从时钟结构图中可以查看到使用不同时钟频率的硬件。

Figure 7-1. Clock Generator Block Diagram

 

（注：这里要注意从图中看出，Uart使用的是PCLK，后面Uart实验会用到）

 

下面介绍MPLL的启动流程：

（注：下面内容部分直接摘录自《s3c2410完全开发流程》，Clock部分写了非常好）

S3c2410 datasheet 224页“Figure 7-4. Power-On Reset Sequence”展示了上电后MPLL启动的过程

 

 

请跟随FCLK的图像了解启动过程：

1、上电几毫秒后，晶振输出稳定，FCLK=晶振频率，nRESET信号恢复高电平后，

CPU开始执行指令。

2、我们可以在程序开头启动MPLL，在设置MPLL的几个寄存器后，需要等待一段时间(Lock Time)，MPLL的输出才稳定。在这段时间(Lock Time)内，FCLK停振，CPU停止工作。Lock Time的长短由寄存器LOCKTIME设定。

3、Lock Time之后，MPLL输出正常，CPU工作在新的FCLK下。

 

设置S3c2410的时钟频率就是设置MPLL的几个寄存器：

1、LOCKTIME：设为0x00ffffff

前面说过，MPLL启动后需要等待一段时间(Lock Time)，使得其输出稳定。位[23:12]用于UPLL，位[11:0]用于MPLL。使用确省值0x00ffffff即可。

2、CLKDIVN：用来设置FCLK:HCLK:PCLK的比例关系，默认为1:1:1

这里值设为0x03，即FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4

CLKDIVN不同的设置及对应的时钟比例关系如下图：

 

3、MPLLCON：设为(0x5c << 12)|(0x04 << 4)|(0x00)，即0x5c0040

对于MPLLCON寄存器，[19:12]为MDIV，[9:4]为PDIV，[1:0]为SDIV。有如下计算公式：

MPLL(FCLK) = (m * Fin)/(p * 2^s)

其中: m = MDIV + 8, p = PDIV + 2

Fin 即默认输入的时钟频率12MHz。MPLLCON设为0x5c0040，可以计算出FCLK=200MHz，再由CLKDIVN的设置可知：HCLK=100MHz，PCLK=50MHz。

 

 通常我们将如上时钟初始化的过程写成clock_init函数供其他函数调用，代码如下：

void clock_init(void)

{

        /*init clock*/

rLOCKTIME = 0xFFFFFF;

 

    /*设置FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4,这样假设处理器主频为200M,则HCLK为50M,PCLK为25M。ARM920T内核使用FCLK, 内存控制器，LCD控制器等使用HCLK，看门狗、串口等使用PCLK*/

rCLKDIVN  = 0x3;

 

    /* 设置时钟频率为202.7M*/

    rMPLLCON = 0x5c0040;

   

}

#include <common.h>
#include <s3c2410.h>

/* ------------------------------------------------------------------------- */

#define FCLK_SPEED 1

#if FCLK_SPEED==0        /* Fout = 203MHz, Fin = 12MHz for Audio */
#define M_MDIV    0xC3
#define M_PDIV    0x4
#define M_SDIV    0x1
#elif FCLK_SPEED==1        /* Fout = 200MHz */
#define M_MDIV    0x5C
#define M_PDIV    0x4
#define M_SDIV    0x0
#endif

#define USB_CLOCK 1

#if USB_CLOCK==0
#define U_M_MDIV    0xA1
#define U_M_PDIV    0x3
#define U_M_SDIV    0x1
#elif USB_CLOCK==1
#define U_M_MDIV    0x48
#define U_M_PDIV    0x3
#define U_M_SDIV    0x2
#endif

static inline void delay (unsigned long loops)
{
    __asm__ volatile ("1:\n"
     "subs %0, %1, #1\n"
     "bne 1b":"=r" (loops):"0" (loops));
}

/*
 * Miscellaneous platform dependent initialisations
 */

int board_init (void)
{
    DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
    S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
    S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();

    /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */
    clk_power->LOCKTIME = 0xFFFFFF;

    /* configure MPLL */
    clk_power->MPLLCON = ((M_MDIV << 12) + (M_PDIV << 4) + M_SDIV);

    /* some delay between MPLL and UPLL */
    delay (4000);

    /* configure UPLL */
    clk_power->UPLLCON = ((U_M_MDIV << 12) + (U_M_PDIV << 4) + U_M_SDIV);

    /* some delay between MPLL and UPLL */
    delay (8000)