S5PV210 时钟体系分析

S5PV210 时钟体系

如下面时钟结构图所示，S5PV210 中包含 3 大类时钟域， 分别是主系统时钟域(简称 MSYS)、显示相关的时钟域(简称 DSYS)、 外围设备的时钟域(简称 PSYS)。

1) MSYS：用来给 cortex a8 处理器、DRAM 控制器、3D、IRAM、IROM、INTC(中断控制器)等提供时钟；
2) DSYS：用来给显示相关的部件提供时钟，包括 FIMC、FIMD、JPEG 和 multimedia IPs;
3) PSYS：用来给外围设备提供时钟，如 i2s、spi、i2c、uart 等。

Mini210S 外接的晶振频率(简称 Fin)为 24MHz，通过时钟控制逻辑 PLL 可以提高系统时钟。
S5PV210 共有 4 个倍频器，即 PLL， 包括 APLL(供 MSYS 使用)，MPLL(供 DSYS 使用)，EPLL(供 PSYS使用)，VPLL(供 video 相关的时钟使用)。 3 大类时钟域中，可以使用不同的分频，使其给不同部件输出所需要的时钟，各类时钟的关系如下图：

芯片手册上给出了参考值， 我们按照参考值设置即可， 各类时钟的参考值如下图：

时钟初始化程序

#define APLL_MDIV        0x7d
#define APLL_PDIV        0x3
#define APLL_SDIV        0x1
#define MPLL_MDIV        0x29b
#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)


void clock_init()
{
    /* 1 设置各种时钟开关， 暂时不使用 PLL */
    CLK_SRC0 = 0x0;

    /* 2 设置锁定时间，使用默认值即可 */
    APLL_LOCK = 0x0000FFFF;
    MPLL_LOCK = 0x0000FFFF;
    
    /* 3 设置分频 */
    CLK_DIV0 = 0x14131440;
    
    /* 4 设置 PLL */
    APLL_CON0 = APLL_VAL;
    MPLL_CON = MPLL_VAL;
    
    /* 5 设置各种时钟开关，启用 PLL */
    CLK_SRC0 = 0x10001111;
}

程序分析：

第一步 设置各种时钟开关，暂时不使用 PLL

在未设置 PLL 和各种分频系数之前，我们不能使用 PLL， 为了保险起见， 暂时直接使用频率较低的外接的 24MHz 晶振，待设置好 PLL 和分频系数后再重新设置各种时钟开关。

第二步 设置锁定时间

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，使用默认值即可。

第三步 设置分频

与分频相关的寄存器是 CLK_DIV0，见下图：

根据手册中给出的参考值来设置该寄存器。

ARMCLK = 1000MHz = MOUT_MSYS / (APLL_RATIO + 1),经过在第四和第五步的设置后， MOUT_MSYS会被设置为 1000MHz，所以 APLL_RATIO=0 即可
SCLKA2M = 200MHz = SCLKAPLL / (A2M_RATIO + 1)，由于 SCLKAPLL = 1000MHz，所以 A2M_RATIO=4。
HCLK_MSYS = 200MHz = ARMCLK / (HCLK_MSYS_RATIO + 1)，所以 HCLK_MSYS_RATIO=4
PCLK_MSYS = 100MHz = HCLK_MSYS / (PCLK_MSYS_RATIO + 1),所以 PCLK_MSYS_RATIO=1
HCLK_DSYS = 166MHz = MOUT_DSYS / (HCLK_DSYS_RATIO + 1), 经过在第四和第五步的设置后，MOUT_DSYS =667MHz， 所以 HCLK_DSYS_RATIO=3
PCLK_DSYS = 83MHz = HCLK_DSYS / (PCLK_DSYS_RATIO + 1)，所以 PCLK_DSYS_RATIO=1
HCLK_PSYS = 133Mhz = MOUT_PSYS / (HCLK_PSYS_RATIO + 1)， 经过在第四和第五步的设置后，MOUT_PSYS =667MHz 所以 HCLK_PSYS_RATIO=4
PCLK_PSYS = 66Mhz = HCLK_PSYS / (PCLK_PSYS_RATIO + 1)， 所以 HCLK_PSYS_RATIO=1

第四步 设置 PLL

PLL 即倍频器，用来放大运行频率。 设置好分频后，我们就需要设置 PLL 了。 APLL 和 MPLL 的启动是通过分别设置 APLL_CON0 和 MPLL_CON 寄存器，我们逐个来设置。

APLL_CON0

APLL_CON0 负责设置 APLL， FINPLL=24MHz，经过 APLL 后，我们将输出 FOUT=1000Mhz 的时钟频率， FOUT 的计算公式如下：

FOUT=MDIV*FIN/(PDIV*2^(SDIV-1)) = 1000 MHz

由于 FIN=24MHz，FOUT=1000MHz，我们可以这样取值： MDIV= 0x7d， PDIV= 0x3， SDIV=1。这 3 个值并不是固定死的，只要能使 FOUT=1000Mhz，任意搭配都是可以的。

MPLL_CON

MPLL_CON 寄存器负责设置 MPLL，经过 MPLL 后，我们将输出 FOUT=667Mhz 的时钟频率， FOUT 的计算公式如下：

FOUT=MDIV*FIN/(PDIV*2^SDIV) = 667 MHz

由于 FIN=24MHz，FOUT=667MHz，我们可以这样取值： MDIV=0x29B，PDIV= 0xC， SDIV=1。这 3 个值并不是固定死的，只要能使 FOUT=667Mhz，任意搭配都是可以的。

第五步 设置各种时钟开关

参考 S5PV210 时钟结构图，设置各种时钟开关：

APLL_SEL = 1，使用 FOUTAPLL
MPLL_SEL = 1，使用 FOUTMPLL
EPLL_SEL = 1， 使用 FOUTEPLL
VPLL_SEL = 1，使用 FOUTVPLL
MUX_MSYS_SEL = 0， 使用 SCLKAPLL
MUX_DSYS_SEL = 0， 使用 SCLKMPLL
MUX_PSYS_SEL = 0，使用 SCLKMPLL
ONENAND_SEL = 1， 使用 HCLK_DSYS
所以 CLK_SRC0 = 0x10001111;

以上程序，通过设置时钟相关的寄存器，达到了初始化时钟的目的(实际上我们并不需要设置好所有部件的工作时钟，我们只需设置好我们需要使用的硬件部件的工作时钟即可)。

本篇文章参考：《友善之臂210手册》