linuxARM裸机学习笔记（3）----主频和时钟配置实验

引言：本文主要学习当前linux该如何去配置时钟频率，这也是重中之重。

系统时钟来源：

32.768KHz 晶振是 I.MX6U 的 RTC 时钟源， 24MHz 晶振是 I.MX6U 内核

和其它外设的时钟源

1. 7路PLL时钟源【都是从24MHZ的晶振PLL而来的】

2.内核时钟设置

此时进行2分频，此时的ARM的内核频率就为498MHZ,后面的/2并不是再进行一次2分频，主要是CCM_ANALOG_PLL_ARMn【设置PLL1的频率】和CCM_CACRR【设置分频】这两个寄存器。

由此也可以得知PLL1的频率范围是648-1296MHZ【公式：PLL1 CLK = Fin * div_seclec/2.0，Fin=24MHz。】

 

因为此时的PLL1的时钟频率不是我想要的，我现在需要进行切换，所以需要找一个“替代”来暂时当时钟源。

在这里我们在CCM_CCSR的第三位选择切换到step_clk ，然后再根据第八位将时钟源设置为24M的晶振【此时的主频】，当PLL1切换正确后，我们还是设置CCM_CCSR的第三位，切换回pll1_main_clk。然后根据自己的需求进行在CCM_CACRR的上面进行分频。

 

 3.PFD时钟设置

设置完PLL1,还要设置其他的时钟，PLL2 、 PLL3 和 PLL7 固定为 528MHz 、 480MHz 和 480MHz

 PLL4~PLL6 都是针对特殊外设 的，用到的时候再设置。因此，接下来重点就是设置 PLL2 和 PLL3 的各自 4 路 PFD。

 

PFD0_FRAC : PLL2_PFD0 的分频数， PLL2_PFD0 的计算公式为 528*18/PFD0_FRAC ，此

为可设置的范围为 12~35 。 如 果 PLL2_PFD0 的频率要设置为 352MHz 的 话

PFD0_FRAC=528*18/352=27 。

PFD0_STABLE : 此位为只读位，可以通过读取此位判断 PLL2_PFD0 是否稳定。

PFD0_CLKGATE : PLL2_PFD0 输出使能位，为 1 的时候关闭 PLL2_PFD0 的输出，为 0 的

时候使能输出

其余的都一样，PLL3计算公式改为： PLL3_PFDX=480*18/PFDX_FRAC(X=0~3)

4.AHB、IPG 和 PERCLK 根时钟设置

AHB_CLK_ROOT 最高可以设置 132MHz ， IPG_CLK_ROOT和 PERCLK_CLK_ROOT 最高可以设置 66MHz。

 可见当前的主频在PLL2,PLL2_PFD2，PLL2_PFD0,PLL2_PFD2/2选择。

 然后通过CCM_CBCDR的来设置AHB_PODF和IPG_PODF【有前后顺序】

5. PERCLK_CLK_ROOT 时钟频率

 

来源：OSC/2和IPG_PODF/2

CCM_CSCMR1寄存器

 

 整体代码：

#include "bsp_clk.h"

/***************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名	: 	 bsp_clk.c
作者	   : 左忠凯
版本	   : V1.0
描述	   : 系统时钟驱动。
其他	   : 无
论坛 	   : www.wtmembed.com
日志	   : 初版V1.0 2019/1/3 左忠凯创建

 		 V2.0	  2019/1/3 左忠凯修改
 		 添加了函数imx6u_clkinit()，完成I.MX6U的系统时钟初始化

		 V2.1	  2021/5/3 左忠凯修改
		 CPU主频改为792MHz
***************************************************************/

/*
 * @description	: 使能I.MX6U所有外设时钟
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void clk_enable(void)
{
	CCM->CCGR0 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR1 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR2 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR3 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR4 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR5 = 0XFFFFFFFF;
	CCM->CCGR6 = 0XFFFFFFFF;
}

/*
 * @description	: 初始化系统时钟，设置系统时钟为792Mhz，并且设置PLL2和PLL3各个
 				  PFD时钟,所有的时钟频率均按照I.MX6U官方手册推荐的值.
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
void imx6u_clkinit(void)
{
	unsigned int reg = 0;
	/* 1、设置ARM内核时钟为792MHz */
	/* 1.1、判断当前ARM内核是使用的那个时钟源启动的，正常情况下ARM内核是由pll1_sw_clk驱动的，而
	 *      pll1_sw_clk有两个来源：pll1_main_clk和tep_clk。
	 *      如果我们要让ARM内核跑到792M的话那必须选择pll1_main_clk作为pll1的时钟源。
	 *      如果我们要修改pll1_main_clk时钟的话就必须先将pll1_sw_clk从pll1_main_clk切换到step_clk,
	 *		当修改完pll1_main_clk以后在将pll1_sw_clk切换回pll1_main_clk。而step_clk的时钟源可以选择
	 * 		板子上的24MHz晶振。
	 */
	
	if((((CCM->CCSR) >> 2) & 0x1 ) == 0) 	/* 当前pll1_sw_clk使用的pll1_main_clk*/
	{	
		CCM->CCSR &= ~(1 << 8);				/* 配置step_clk时钟源为24MH OSC */	
		CCM->CCSR |= (1 << 2);				/* 配置pll1_sw_clk时钟源为step_clk */
	}

	/* 1.2、设置pll1_main_clk为792MHz
	 *      因为pll1_sw_clk进ARM内核的时候会被二分频！
	 *      配置CCM_ANLOG->PLL_ARM寄存器
	 *      bit13: 1 使能时钟输出
	 *      bit[6:0]: 66, 由公式：Fout = Fin * div_select / 2.0，792=24*div_select/2.0,
	 *              		得出：div_select=    66 
	 */
	CCM_ANALOG->PLL_ARM = (1 << 13) | ((66 << 0) & 0X7F); 	/* 配置pll1_main_clk=792MHz */
	CCM->CCSR &= ~(1 << 2);									/* 将pll_sw_clk时钟重新切换回pll1_main_clk */
	CCM->CACRR = 0;											/* ARM内核时钟为pll1_sw_clk/1=792/1=792Mhz */

	/* 2、设置PLL2(SYS PLL)各个PFD */
	reg = CCM_ANALOG->PFD_528;
	reg &= ~(0X3F3F3F3F);		/* 清除原来的设置 						*/
	reg |= 32<<24;				/* PLL2_PFD3=528*18/32=297Mhz 	*/
	reg |= 24<<16;				/* PLL2_PFD2=528*18/24=396Mhz(DDR使用的时钟，最大400Mhz) */
	reg |= 16<<8;				/* PLL2_PFD1=528*18/16=594Mhz 	*/
	reg |= 27<<0;				/* PLL2_PFD0=528*18/27=352Mhz  	*/
	CCM_ANALOG->PFD_528=reg;	/* 设置PLL2_PFD0~3 		 		*/

	/* 3、设置PLL3(USB1)各个PFD */
	reg = 0;					/* 清零   */
	reg = CCM_ANALOG->PFD_480;
	reg &= ~(0X3F3F3F3F);		/* 清除原来的设置 							*/
	reg |= 19<<24;				/* PLL3_PFD3=480*18/19=454.74Mhz 	*/
	reg |= 17<<16;				/* PLL3_PFD2=480*18/17=508.24Mhz 	*/
	reg |= 16<<8;				/* PLL3_PFD1=480*18/16=540Mhz		*/
	reg |= 12<<0;				/* PLL3_PFD0=480*18/12=720Mhz	 	*/
	CCM_ANALOG->PFD_480=reg;	/* 设置PLL3_PFD0~3 					*/	

	/* 4、设置AHB时钟 最小6Mhz， 最大132Mhz (boot rom自动设置好了可以不用设置)*/
	CCM->CBCMR &= ~(3 << 18); 	/* 清除设置*/ 
	CCM->CBCMR |= (1 << 18);	/* pre_periph_clk=PLL2_PFD2=396MHz */
	CCM->CBCDR &= ~(1 << 25);	/* periph_clk=pre_periph_clk=396MHz */
	while(CCM->CDHIPR & (1 << 5));/* 等待握手完成 */
		
	/* 修改AHB_PODF位的时候需要先禁止AHB_CLK_ROOT的输出，但是
	 * 我没有找到关闭AHB_CLK_ROOT输出的的寄存器，所以就没法设置。
	 * 下面设置AHB_PODF的代码仅供学习参考不能直接拿来使用！！
	 * 内部boot rom将AHB_PODF设置为了3分频，即使我们不设置AHB_PODF，
	 * AHB_ROOT_CLK也依旧等于396/3=132Mhz。
	 */
#if 0
	/* 要先关闭AHB_ROOT_CLK输出，否则时钟设置会出错 */
	CCM->CBCDR &= ~(7 << 10);	/* CBCDR的AHB_PODF清零 */
	CCM->CBCDR |= 2 << 10;		/* AHB_PODF 3分频，AHB_CLK_ROOT=132MHz */
	while(CCM->CDHIPR & (1 << 1));/
* 等待握手完成 */
#endif
	
	/* 5、设置IPG_CLK_ROOT最小3Mhz，最大66Mhz (boot rom自动设置好了可以不用设置)*/
	CCM->CBCDR &= ~(3 << 8);	/* CBCDR的IPG_PODF清零 */
	CCM->CBCDR |= 1 << 8;		/* IPG_PODF 2分频，IPG_CLK_ROOT=66MHz */
	
	/* 6、设置PERCLK_CLK_ROOT时钟 */
	CCM->CSCMR1 &= ~(1 << 6);	/* PERCLK_CLK_ROOT时钟源为IPG */
	CCM->CSCMR1 &= ~(7 << 0);	/* PERCLK_PODF位清零，即1分频 */
}