S3C2440时钟系统详解

在讲述系统时钟之前，因为这些设备都是挂靠在系统时钟上的，所以必须先说系统时钟，S3C2440的时钟系统如下

外部时钟源分两种，晶振或者外部频率，由om3-2选择，时钟电路根据两种选择也有两种

我们来分析时钟图可以得到以下结论：  经过选择的外部时钟进入MPLL，进行锁相环倍频，经过锁相环之后的时钟MPLL_IN分成了三股，分别是FCLK,HCLK,PCLK.这其中HCLK和PCLK又是从HCLK分频得到的，最后ARM920T这个系统内核模块得到了两个时钟HCLK和FCLK，DMA控制器，LCD控制器，内存控制器，总线控制器，外部nand控制器和TIC，摄像头接口都来自于HCLK时钟，LCD控制器，nand控制器，cam摄像头控制器的时钟可以选择从总线上切断开来，IIC WDT IIS PWM SDI GPIO ADC RTC UART012 SPI AC97这些外设都挂接在PCLK总线上，而且除了WDT外，都可以断开和总线的连接，另外USB时钟直接从MPLL_IN倍频得到，生成UCLK，USB主机时钟可以选择UCLK或者HCLK，USB设备时钟可选UCLK或者PCLK，所以，有时候初次接触芯片看图是一个很好的选择，文字偏于细节，看图能很快浏览全貌，通过我们的分析可以得到下面这个再次简化的文档

 

输入时钟	MPLL	FCLK	HCLK	内存控制器，中断控制器，nand控制器，tic控制器等，系统内核920T，DMA控制器
			PCLK	基本外设RTC,UART，spi等外设
			只供给系统内核，
	USB PLL	UCLK	USB主机时钟，usb设备时钟

这就是系统时钟的基本分布，剩下的细节无非就是如何分频，如何启用时钟停止时钟，锁相环配置等等了，首先关注MPLL

这是PLL的锁定时间，一般设置小一点查询是否锁定成功就好

这三个值搭配就可以选择不同的MCLK了，数据手册上有公式，经过MPLL倍频，就成功地获得了系统主时钟FCLK（也就是ARM920T时钟）

通过这个寄存器进行时钟的使能与切断，要使用外设的时候不要忘记这个寄存器

该寄存器确认以一种什么样的比例将FCLK分频为HCLK和PCLK

到这里基本上就描述完了系统时钟，只要弄清楚框架其实时钟也挺简单的，分频系数，功率控制，最主要要弄清楚哪个设备用了哪个时钟就OK了

 

接下来展示一段代码用来计算系统时钟（在2440init.s里面就有设置时钟的过程，可以参考）

 

Clock.c

#include "clock.h"

#define FIN 	(12000000)	

U32 FCLK;
U32 HCLK;
U32 PCLK;
U32 UCLK;


void CalcBusClk(void)    //计算总线频率
{
	U32 val,UPLL;
	U8 m, p, s;
	val = rMPLLCON;
	m = (val >> 12) & 0xff;
	p = (val >> 4) & 0x3f;
	s = val & 3;

	FCLK = ((m+8)*(FIN/100)*2)/((p+2)*(1<<s))*100;
	
	val = rCLKDIVN;
	m = (val >> 1) & 3;
	p = val & 1;	
	val = rCAMDIVN;
	s = val >> 8;
	
	switch (m) 
	{
		case 0:
			HCLK = FCLK;
			break;
		case 1:
			HCLK = FCLK >> 1;
			break;
		case 2:
			if(s & 2)
				HCLK = FCLK >> 3;
			else
				HCLK = FCLK >> 2;
			break;
		case 3:
			if(s & 1)
				HCLK = FCLK / 6;
			else
				HCLK = FCLK / 3;
			break;
	}
	
	if(p)
		PCLK = HCLK >> 1;
	else
		PCLK = HCLK;
		
	val = rUPLLCON;
	m = (val >> 12) & 0xff;
	p = (val >> 4) & 0x3f;
	s = val & 3;
	UPLL = ((m+8)*FIN)/((p+2)*(1<<s));
	UCLK = (rCLKDIVN&8)?(UPLL>>1):UPLL;
}

//************************[ HCLK, PCLK ]***************************
void ChangeClockDivider(int hdivn_val,int pdivn_val)
{
	int hdivn=2, pdivn=0;
	
	// hdivn_val (FCLK:HCLK)ratio hdivn
	// 11           1:1       (0)
	// 12           1:2       (1)
	// 13           1:3       (3) 
	// 14           1:4       (2)
	// pdivn_val (HCLK:PCLK)ratio pdivn
	// 11           1:1       (0)
	// 12           1:2       (1)
	switch(hdivn_val) {
		case 11: hdivn=0; break;
		case 12: hdivn=1; break;
		case 13:
		case 16: hdivn=3; break;
		case 14: 
		case 18: hdivn=2; break;
	}
	
	switch(pdivn_val) {
		case 11: pdivn=0; break;
		case 12: pdivn=1; break;
	}
	
	rCLKDIVN = (hdivn<<1) | pdivn;

	switch(hdivn_val) {
		case 16:		// when 1, HCLK=FCLK/8.
			rCAMDIVN = (rCAMDIVN & ~(3<<8)) | (1<<8); 
		break; 
		case 18: 	// when 1, HCLK=FCLK/6.
			rCAMDIVN = (rCAMDIVN & ~(3<<8)) | (1<<9); 
		break;
	}
	
	if(hdivn!=0)
		MMU_SetAsyncBusMode();
	else 
		MMU_SetFastBusMode();
}



//**************************[ UPLL ]*******************************
void ChangeUPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv)
{
	rUPLLCON = (mdiv<<12) | (pdiv<<4) | sdiv;
}



//***************************[ MPLL ]****************************
void ChangeMPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv)
{
	rMPLLCON = (mdiv<<12) | (pdiv<<4) | sdiv;
}


//*************************时钟配置函数*****************************
void SetClock(u8 mpll)
{
	if(mpll == MPLL271)
	{
		ChangeMPllValue(173,2,2);	
	}
	else if(mpll == MPLL304)
	{
		ChangeMPllValue(68,1,1);
	}
	else if(mpll == MPLL405)
	{
		ChangeMPllValue(127,2,1);
	}
	else if(mpll == MPLL532)
	{
		ChangeMPllValue(125,1,1);
	}
	ChangeClockDivider(14,12);      //设置分频比为1：4：8 fclk hclk pclk 
									//并设置cpu异步总线模式
	CalcBusClk();                 //计算总线频率

	
}

Clock.h

#ifndef __CLOCK_H_
#define __CLOCK_H_
#include "def.h"
#include "2440addr.h"
#include "2440slib.h"

#define FIN 	(12000000)	//外部晶振
#define MPLL271	1	//几个典型的时钟宏定义
#define MPLL304	2
#define MPLL405	3
#define MPLL532	4

void CalcBusClk(void);    //计算总线频率
void ChangeClockDivider(int hdivn_val,int pdivn_val);//计算分频数值
void ChangeUPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv);//配置usb总线
void ChangeMPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv);
void SetClock(u8 mpll);//配置系统时钟

extern U32 FCLK;
extern U32 HCLK;
extern U32 PCLK;
extern U32 UCLK;



#endif

现在有了几个系统时钟的具体数字，我们就可以很好的进行外设时钟的配置了

 

注意，设置系统时钟的时候HCLK如果太大会导致取值SDRAM跟不上，为了解决这个问题，三星说了这样一个方案，大家要注意哦：