S3C6410手册学习------系统控制器

S3C6410系统控制器包括两部分：系统时钟控制和电源管理。

将产生系统所需的时钟信号。共有三个PLL（锁相环）。其中第一个（ARM PLL）为ARMCLK专用，第二个（MAIN PLL）用于HCLK和PCLK，第三个（EXTRA PLL）用于外围设备，特别是用于音频设备的时钟。每个外围设备的时钟信号可以用软件来enable和disable，用来降低功耗。

1、ARMCLK　----->   CPU

2、HCLK　　------>   AXI/Ahb 总线上的设备

3、PCLK    ------>   Apb 总线设备

、硬件结构

S3C6410是由ARM1176核、一些多媒体协处理器（co-processors）、多种外设IPs组成。ARM1176核是通过64位AXI总线与存储控制器相连的，这样做是为了满足带宽的需要。       多媒体协处理（MFC多格式编码器、JPEG、camera接口、TV译码器、3D加速器等）器被分为五个电源域，这五个电源域可被单独控制以降低功耗。

、时钟结构

时钟源在外部晶振和外部时钟二者之间进行选择。时钟发生器由三个PLL组成，最高可产生1.6GHz的信号。

、时钟源

下面为三星官方手册：

当OM[0]为0时，选择外部晶体；当为1时，选择外部信号。下图为6400的截图，也适用6410，关于6410的启动，网上有高手称是三星隐藏了什么，见下图。

如果使用nand flash则XSELNAND必须为1；如果使用onenand则必须为0.

、锁相环

三个锁相环：APLL、MPLL、EPLL。

VCO（电压控制震荡器）输出的频率与输入的电压成正比。预分频器将输入频率分频（P），主分频器将VCO的输出频率分频（M）送入鉴相器，post定标器将将VCO输出的频率分频（S）。相位差检测器检测相位差和电荷泵电压的增加和减少

和AXI/AHB/APB时钟

ARM1176最大支持667MHZ，在不改变PLL的情况下，可以通过DIVarm来控制该频率。

S3C6410由AXI、AHB、APB总线组成。IPs可以连接相应总线来满足I/O带宽和操作性能。连接在AXI/AHB的总线上的设备，最高可以达到133MHz的速度。当连接在APB总线上时，最高可以达到66MHz的速度。总线速度很高程度上依赖于AHB和APB总线之间的同步数据传输。

注意图中的右侧部分：

HCLKx2用于两个DDR控制器，DDR0、DDR1，最高可达到266MHZ，每个DDR控制器可以单独控制，以用来降低功耗。

所有的AHB总线上的时钟是由DIVhclk分频得来的，同样，也可以单独控制来降低功耗。HCLK_GATE寄存器来配置HCLKx2和HCLK。

APB总线与AHB总线类似，但是注意：在AHB和APB总线之间的频率比必须隔着一个偶数值，例如：如果DIVhclk是1，那么DIVpclk必须是1、3…..，否则，则不能传输数据。

在AHB总线上的JPEG和安全子系统不能运行在133MHz。AHB总线用DIVjpeg和DIVsecur为它们单独产生时钟信号，因此它们与APB之间的频率也要隔着一个偶数。

APLL单独用于ARM核，其值不作约束。

时钟

 

　I/F(接口) 时钟

 

POST、LCD和scaler

 

IIS和PCM）

 

、SPI、MMC时钟

 

　和USB HOST时钟

 

可以通过控制HCLK_GATE、PCLK_GATE、SCLK_GATE。

有一个时钟输出端口，产生内部时钟，用于中断或调试。

、同步667MHz模式

使用同步接口模式（ARM核与AXI总线之间）时，ARMCLK和HCLK之间的时钟比必须是一个整数。

S3C6410在533MHZ的同步接口模式下没有任何限制，比如：ARMCLK=533M，HCLKx2=266M，HCLK=133M.但是，注意：如果超过533MHz，典型的是667MHz，那么只能使用1：2.5：5，也就是667M：266：133。

原因见下图：

ARMCLK、HCLKx2、HCLK的产生是由各自的预分频器和后分频器组成的。其中预分频器是固定的，不可配置的，APLL后面的预频率器为2分频，而MPLL后面的预分频器为5分频。而后分频器可以通过CLK_DIV0来配置。

如果使用同步667模式，如图，如果FOUT=1.33GHz，则经过预分频器后的ARMCLK为667MHz，经过另一个预分频器的则为266MHz.

同步667操作模式的5个使用步骤：

1、  正常模式：SYNC667寄存器相应位被清0，这时，就没有任何限制，典型的分频比：1：2：4（533：266：133MHz）。

2、  晶振模式：在设置SYNC667之前，S3C6410必须使用使用的是晶振的频率（通过设置CLK_SRC的APLL_SEL位为0），分频比为1：2：4（12：6：3MHz）。

3、  DIV112模式：从1：2：4模式转变成1：1：2模式（12：12：6MHz）

4、  SYNC667低频率模式：将SYNC667相应的位置位，将分频比调整为2：5：10（6：2.4：1.2MHz）

5、  SYNC667模式：当APLL的FOUT=1.33GHz时，就工作在SYNC667模式了。

退出667模式时，步骤与上述相反。

上述五步看上去好麻烦，有时间一定要弄一下，不知道提供的程序中有没有使用到667模式。

同步667模式的一些限制：

1、  不可以使用其它的时钟分频比ARM_RATIO、HCLKx2_RATIO、HCLK_RATIO必须是0，0和1.

2、  在SYNC667模式下，如果上述三者的比不是0，0，1，则应使用异步接口模式。

3、  不允许使用DVFS（Dnamic Voltage Frequency Scale），如果使用动态的比例调整，必须在异步接口模式下。

4、  在SYNC667模式下不支持停止、深度停止、睡眠模式，如果想进入这三种模式，必须先退出SYNC667模式。

、低功耗模式

支持正常模式、保持模式、电源选通模式和电源关闭4种模式。

所有的内部逻辑包括F/Fs（触发器）和内存运行在正常模式；保持模式是在停止或深度停止模式时用来减少不必要的功耗，但保留了预先状态和快速唤醒。注意：domain-V、I、P、F、S、G，不支持这种保持模式。它们可以通过内部的电源选择开关来控制是否选通来降低功耗。在睡眠模式下，外部的调节器将被关闭以降低功耗，这时S3C6410将最大限度的减小功耗，并将失去所有的信息除了ALIVE和RTC模块。

 

多种电源管理方案以降低功耗，有6个可控的电源域（范围）：domain-G, domain-V, domain-I, domain-P, domain-F, domain-S.

S3C6410的电源管理分为四部分：

1、  general模式（通常模式、正常模式）

用于控制内总总线设备时钟的开、关。可利用这种模式来优化S3C6410的功耗，例如：如果你不需要使用定时器，你可以断开定时器的时钟。

2、  空闲模式（掉电模式）

该模式是断开了ARMCLK对CPU的供电。

3、  停止模式

通过禁止PLL来断开所有时钟信号（CPU和所有外设）。此时的功耗只剩下了漏电流的损耗。

4、  睡眠模式

该模式断开了内部（除了唤醒逻辑）电源。使用这种模式需要两个独立的电源，一个电源用于供给唤醒电路；另一个用于供给内部逻辑电路（包括CPU），这个电源必须可以被控制开、关。在睡眠模式中，第二个电源将会被关闭。

在正常和空闲模式下，通过NORMAL_CFG控制它们，如果控制位被清0，就会改变相应部分的选通模式和先前的状态。因此，用户程序必须保存先前的状态在清0前。当S3C6410改变成停止或深度停止模式时，子电源域会自动改变选通模式。

 

、停止模式

 

、深度停止模式

 

、睡眠模式

 

、唤醒

 

、重启（复位）RST_STAT寄存器来读状态

三种方式：

1、硬件复位

通过给XnRESET引脚置低电平，完全初始化系统（寄存器和引脚）。所有信息将丢失（除了RTC）。

当XnRESET被拉低后，XnRESETOUT也被拉低.

XnRESET是不可屏蔽，始终有效的。

2、看门狗复位

是一个硬件的block

3、唤醒复位

是从睡眠模式中唤醒，S3C6410睡眠后，内部的硬件都是不可用的状态，唤醒后需重新的初始化。

1、0x7E00 F0xx用来配置PLL和时钟发生器。

2、0x7E00 F1xx用来配置总线和内存

3、0x7E00 F8xx用来配置电源管理

4、0x7E00 F9xx用来显示内部状态

5、0x7E00 FA0x用来保存信息