时钟系统需要理解其概念,然后会控制时钟系统即可。
时钟可以理解为一个根据同步节拍而进行同步工作的系统,Soc内部有CPU和一系列的内部和外部外设,这些都要同步的进行工作,需要有一个共同时钟系统来同步指挥,就Soc的时钟,时钟可以产生同步信号,来指挥CPU和外设进行同步工作。
时钟可以从外部输入获得,例如通过引脚获得时钟频率,也可以通过外部晶振+内部时钟发生器,还可以添加内部PLL来产生高频时钟,添加内部分频器可以得到各种频率的时钟,S5PV210就是这种。
一般情况下Soc的时钟频率是可以编程控制的,频率的高低对系统性能有很大影响,每个外设的工作都需要时钟,程序员可以为每个外设指定时钟来源和分频系数,从而配置该外设的时钟。
Soc中设备工作时,时钟频率和发热,稳定性和功耗成正比,这些外设不用的时候最好关闭,以减小损耗和发热,而外设的开关就是控制其时钟的开断。
210内部的时钟分为三大块,MSYS域,DSYS域和PSYS域,由桥梁连接。
主要包括CPU,MFD,3D,DMC,iRAM&iROM等时钟系统,工作在AXI200MHZ
主要包括FIMC,HDMI。JPEG等显示相关的外设时钟系统。
主要包括各种内部外设,UART,LOWPOWER,MMC,I2C等
210各个外设都是接在内部的AMBA总线上的,该总线由一条高频分支(AHB)和低频分支(APB),分别对应各个域的HCLOCK和PCLOCK,Soc内部每个外设是挂在总线上的,所以外设的时钟来自于所挂载的总线.
210外部有4个晶振接口,在USB处的晶振是最主要的时钟来源,结合内部的时钟发生器产生原始时钟,再经过PLL电路产生高频时钟,经过分频到达各个外设模块上。各模块内部还可以有分频器进行再次分频使用,比如串口。
在iROM内部的BL0初始化PLL的时候,就是在设置各个时钟的默认值,所以210在上电时,是获得了24MHG的时钟,此时运行非常慢,BL0执行之后,由于初始化了PLL时钟系统,各个设备有了默认的时钟频率(由三星推荐的默认值),此时工作才会正常起来,210中典型默认值为:
时钟控制器控制图:
时钟详细分频图:
MUX是时钟源控制器,由寄存器中的bit位来控制使用哪个来源的时钟,DIV是分频器,也是由寄存器中的bit位来控制,根据其分频系数范围,来将频率分为特定的值。
// 时钟控制器基地址
#define ELFIN_CLOCK_POWER_BASE 0xE0100000
// 时钟相关的寄存器相对时钟控制器基地址的偏移值
#define APLL_LOCK_OFFSET 0x00
#define MPLL_LOCK_OFFSET 0x08
#define APLL_CON0_OFFSET 0x100
#define APLL_CON1_OFFSET 0x104
#define MPLL_CON_OFFSET 0x108
#define CLK_SRC0_OFFSET 0x200
#define CLK_SRC1_OFFSET 0x204
#define CLK_SRC2_OFFSET 0x208
#define CLK_SRC3_OFFSET 0x20c
#define CLK_SRC4_OFFSET 0x210
#define CLK_SRC5_OFFSET 0x214
#define CLK_SRC6_OFFSET 0x218
#define CLK_SRC_MASK0_OFFSET 0x280
#define CLK_SRC_MASK1_OFFSET 0x284
#define CLK_DIV0_OFFSET 0x300
#define CLK_DIV1_OFFSET 0x304
#define CLK_DIV2_OFFSET 0x308
#define CLK_DIV3_OFFSET 0x30c
#define CLK_DIV4_OFFSET 0x310
#define CLK_DIV5_OFFSET 0x314
#define CLK_DIV6_OFFSET 0x318
#define CLK_DIV7_OFFSET 0x31c
#define CLK_DIV0_MASK 0x7fffffff
// 这些M、P、S的配置值都是查数据手册中典型时钟配置值的推荐配置得来的。
// 这些配置值是三星推荐的,因此工作最稳定。如果是自己随便瞎拼凑出来的那就要
// 经过严格测试,才能保证一定对。
#define APLL_MDIV 0x7d // 125
#define APLL_PDIV 0x3
#define APLL_SDIV 0x1
#define MPLL_MDIV 0x29b // 667
#define MPLL_PDIV 0xc
#define MPLL_SDIV 0x1
#define set_pll(mdiv, pdiv, sdiv) (1<<31 | mdiv<<16 | pdiv<<8 | sdiv)
#define APLL_VAL set_pll(APLL_MDIV,APLL_PDIV,APLL_SDIV)
#define MPLL_VAL set_pll(MPLL_MDIV,MPLL_PDIV,MPLL_SDIV)
.global clock_init
clock_init:
ldr r0, =ELFIN_CLOCK_POWER_BASE
// 1 设置各种时钟开关,暂时不使用PLL
ldr r1, =0x0
// 芯片手册P378 寄存器CLK_SRC:Select clock source 0 (Main)
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]
// 2 设置锁定时间,使用默认值即可
// 设置PLL后,时钟从Fin提升到目标频率时,需要一定的时间,即锁定时间
ldr r1, =0x0000FFFF
str r1, [r0, #APLL_LOCK_OFFSET]
str r1, [r0, #MPLL_LOCK_OFFSET]
// 3 设置分频
// 清bit[0~31]
ldr r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
ldr r2, =CLK_DIV0_MASK
bic r1, r1, r2
ldr r2, =0x14131440
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
// 4 设置PLL
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1))=0x7d*24/(0x3*2^(1-1))=1000 MHz
ldr r1, =APLL_VAL
str r1, [r0, #APLL_CON0_OFFSET]
// FOUT = MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV)=0x29b*24/(0xc*2^1)= 667 MHz
ldr r1, =MPLL_VAL
str r1, [r0, #MPLL_CON_OFFSET]
// 5 设置各种时钟开关,使用PLL
ldr r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]
ldr r2, =0x10001111
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_SRC0_OFFSET]
mov pc, lr