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第010课 掌握ARM芯片时钟体系
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=第001节_S3C2440时钟体系结构 = S3C2440是System On Chip(SOC),在芯片上不仅仅有CPU还有一堆外设。 至于有哪些外设,可以查看参考手册。在S3C2440参考手册的第一章PRODUCT OVERVIEW里面有个BLOCK DIAGRAM图:<br> [[File:chapter10_lesson1_001.png|800px]] 可以把该图分为上中下三块,上面的是与CPU密切相关的,工作于FCLK;中间的一些对性能要求较高的设备,像LCD显示、相机等,在AHB BUS,H即为High,高速之意,工作于HCLK;下面的是一些对性能要求不那么高的低速设备,在APB BUS,P即为Peripheral之意,工作在PCLK。 在参考手册的特性里介绍了S3C2440的工作频率,Fclk最高400MHz,Hclk最高136MHz,Pclk最高68MHz。 == 如何得到以上的三种时钟? == 硬件电路上有个12M的晶振,作为时钟源产生12MHz的频率,经过SOC的PLL(锁相环)倍频产生Fclk、Hclk、Pclk。 再具体看看第7章的时钟,在Clock Generator Block Diagram展示了时钟的产生。<br> [[File:chapter10_lesson1_002.png|800px]] 在该图的左上角,晶振和一个外部时钟接在一个选择器上,这个选择器通过OM[3:2]的值来决定选择哪个时钟源。然后生成的MPLL(Main PLL)和UPLL(USB PLL),MPLL直接提供给FCLK,通过HDIVN分频给HCLK,通过PDIVN分频给PCLK,再传给下面的各个设备。<br> [[File:chapter10_lesson1_003.png|800px]] = 第002节_编程提高运行时钟 = 怎么编程控制MPLL、HDIV、PDIV,使FCLK=400MHz,HCLK=100MHz,PLCK=50MHz? 需要设置MPLLCON的FCLK=400MHz,设置CLKDIVN的HCLK=FCLK/4,PCLK=FCLK/8。 == 1. 首先看CLKDIVN寄存器: == [[File:chapter10_lesson2_001.png|800px]]<br> 想设置HCLK=FCLK/4需要将HDIVN[2:1]设置为10,同时将CAMDIVN[9]设置为0。 查看CAMDIVN[9]的初始值默认就是0,因此只需要设置HDIVN[2:1]为10。<br> [[File:chapter10_lesson2_002.png|800px]] 想设置PCLK=FCLK/8需要将PDIVN[0]设置为1,因此整个CLKDIVN寄存器设置如下: <syntaxhighlight lang="c" > /* CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8 */ ldr r0, =0x4C000014 ldr r1, =0x5 str r1, [r0] </syntaxhighlight> 2. 现在看如何使FCLK=400MHz,在手册的PLL VALUE SELECTION TABLE里列出了常见情况PLL的设置,我们输入的是晶振的12MHz,输出需要400MHz,因此根据表格需要设置 MDIV=92(0x5C),PDIV=1,SDIV=1;<br> [[File:chapter10_lesson2_003.png|800px]] 在手册介绍了MPLL的m、p、s与MDIV、PDIV、SDIV之间的关系: <syntaxhighlight lang="c" > Mpll = (2 * m * Fin) / (p * 2^S) m = (MDIV + 8), p = (PDIV + 2), s = SDIV m=MDIV+8=92+8=100 p=PDIV+2=3 s=SDIV=1 MPLL=2x100x12/(3x2^1)=400MHz </syntaxhighlight> PLL控制寄存器如下:<br> [[File:chapter10_lesson2_004.png|800px]] 因此需要配置(92<<12)|(1<<4)|(1<<0), <syntaxhighlight lang="c" > /* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0) * m = MDIV+8 = 92+8=100 * p = PDIV+2 = 1+2 = 3 * s = SDIV = 1 * FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M */ ldr r0, =0x4C000004 ldr r1, =(92<<12)|(1<<4)|(1<<0) str r1, [r0] </syntaxhighlight> 3. 此外,手册还提到,需要SetAsyncBusMode。 MMU_SetAsyncBusMode mrc p15,0,r0,c1,c0,0 orr r0,r0,#R1_nF:OR:R1_iA mcr p15,0,r0,c1,c0,0 完整的start.S: <syntaxhighlight lang="c" > .text .global _start _start: /* 关闭看门狗 */ ldr r0, =0x53000000 ldr r1, =0 str r1, [r0] /* 设置MPLL, FCLK : HCLK : PCLK = 400m : 100m : 50m */ /* LOCKTIME(0x4C000000) = 0xFFFFFFFF */ ldr r0, =0x4C000000 ldr r1, =0xFFFFFFFF str r1, [r0] /* CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8 */ ldr r0, =0x4C000014 ldr r1, =0x5 str r1, [r0] /* 设置CPU工作于异步模式 */ mrc p15,0,r0,c1,c0,0 orr r0,r0,#0xc0000000 //R1_nF:OR:R1_iA mcr p15,0,r0,c1,c0,0 /* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0) * m = MDIV+8 = 92+8=100 * p = PDIV+2 = 1+2 = 3 * s = SDIV = 1 * FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M */ ldr r0, =0x4C000004 ldr r1, =(92<<12)|(1<<4)|(1<<0) str r1, [r0] /* 一旦设置PLL, 就会锁定lock time直到PLL输出稳定 * 然后CPU工作于新的频率FCLK */ /* 设置内存: sp 栈 */ /* 分辨是nor/nand启动 * 写0到0地址, 再读出来 * 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动 * 否则就是nor启动 */ mov r1, #0 ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */ str r1, [r1] /* 0->[0] */ ldr r2, [r1] /* r2=[0] */ cmp r1, r2 /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */ ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */ moveq sp, #4096 /* nand启动 */ streq r0, [r1] /* 恢复原来的值 */ bl main halt: b halt </syntaxhighlight> ='''《《所有章节目录》》'''= <categorytree mode=all background*color:white;">ARM裸机加强版</categorytree> [[Category:ARM裸机加强版 ]]
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