ARM9 S3C2410时钟和功率管理.docx

第七章时钟和功率管理概述时钟和功率管理模块由三局部组成：时钟控制，USB控制和功率控制。S3C2410A的时钟控制逻辑能够产生系统所需要的时钟，包括CP1.的FCI.K.AHB总线接口的UC1.K,和APB总线接口的Pc1.K.S3C2410A有两个P1.1.,一个用于FC1.K,HC1.K,PC1.K,另一个用于IJSB模块（48YHZ）。时钟控制逻辑能够由软件控制不将P1.1.连接到各接口模块以降低处理器时钟频率，从而降低功耗。S3C2410A仃各种针对不同任务提供的最正确功率管理策略，功率管理模块能够使系统工作在如下4种模式：正常模式，低速模式，空闲模式和:!二正常模式：功率管理模块向CPU和所有外设提供时钟,这种模式下，当所有外设都开启时，系统功耗将到达最大。用户可以通过软件控制各种外设的开关。例如，如果不需要定时器，用户可以将定时器时钟断开以降低功耗。低速模式：没有P1.1.的模式。与正常模式不同，低速模式直接使用外部时钟（XTIPU或行EXTC1.K）作为FC1.K,这种模式下，功耗仅由外部时钟决定。空闲模式：功率管理模块仅关掉FC1.K,而继续提供时钟给其他外设。空闹模式可以减少由于CPU核心产生的功耗。任何中断请求都可以将CPU从中断模式唤醒。掉电模式：功率管理模块断开内部电源。因此CPU和除唤梆逻辑单元以外的外设都不会产生功耗。要执行掉电模式需要有两个独立的电源，其中个给唤解逻辑单元供电，另个给包括CPU在内的其他模块供电。在掉电模式下，第二个电源将被关掉“掉电模式可以由外部中断E1.NT15:0或RTC唤醒功能描述时钟结构图7-1描述了时钟架构的方块图。主时钟源由一个外部晶振或者外部时钟产生。时钟发生器包括连接到一个外部晶振的振荡器和两个P1.1.（MP1.1.和UP1.D用于产生系统所需的高频时钟。时钟源选择表7T描述了模式控制引脚（0M3和0M2）和选择时钟源之间的对应关系。0班3:2的状态由0M3和0M2引脚的状态在nRESET的上升沿锁存得到。Tab1.71.C1.ockSourcSe1.ectionatBootAJpMogOM(32MP1.1.SuuUP1.1.StateMainC1.ocksourcUSBC1.ockSourc00OnOnCry5U1.Crysta1.01OnOnCrysta1.EXTC1.K10OnOnExCrystoi11OnOnE×aEXTOK尽管MP1.1.在系统复位的时候就开始产生，但是只有有效的设置号MP1.1.CON存放器后才能用于系统时钟.在此之前，外部时钟将直接作为系统时钟，即使不需要改变MPUXON存放器的初俏，也必须将同样的值写入存放器。2、当OMJO为11时,0M3:2用于决定种测试模式。Figure7-1,C1.ockGeneratorB1.ockDiagram慎相环P1.1.位于时钟信号发生器的内部MP1.1.用于将输出信号和相关输入信号在相位和频率上同步起来。它包括如图7-2所示的一些根本模块：根据DC电压产生相应比例关系频率的压控振荡器(VC0),除数P(对输入频率in进行P分频)，除数M(对VCO的输出频率进行M分频，分频后输入到相位频率探测器PFD),除数S(对MP1.1.输出频率MPI1.进行分频)，相差探测器，chargepump,1.oopfi1.ter.MP1.1.的时钟输出Mp1.1.和输入时钟Fin的关系如下式所示:Mp1.1.=(m*Fin)/(p'2)m”-MMeVQ嬴fordividerM)+8,P=P(theva1.uefordividerP)+2UP1.1.和MP1.1.是完全一样的。下面的局部描述了MP1.1.的操作,包括相差探测器，chargepump,VCO.1.oopfi1.ter.相位频率探测器PFD当PD检测Fref和Fvco之间的相差时产生一个控制信号。Fref如图7-2所示。ChargepumpChargePUmP通过个外部过潴器将PFD的控制信号转换成个比例的电压关系来驱动YC0。1.oopFi1.terP1.；D产生的控制信号可能在每一次Eref和FVCo比较的时候产生很大的偏差，为了防止VCO过我，一个低通滤波器将过滤掉控制信号的高频成分。滤波器就是常用的一节RC滤波器。压控振薪器VCO1.oOPfi1.ter输出的电压驱动VCO,导致它的晶振频率根据平均电压线性地增加或降低.当FreI"和FVC。的频率和相位都匹配时，PFD停止发送控制信号给ChUrgepump,然后VCO频率保持不变，并且P1.1.保持固定于系统时钟。P1.1.和时钟发射器的通用条件P1.1.和时钟发生器通常使用如下条件1.oOPfi1.tercapacitance5pFExterna1.X-ta1.frequencyI1.O-20MHZm3。）Externa1.capacitanceusedforX-ta1.15-22pF注：1、值是可变的，2、FC1.K必须大于X-ta1.或EXTCI.K的3倍。时钟控制逻辑时钟控制逻辑决定哪个时钟源被使用，例如MP1.1.或者外部时钟。当P1.1.被配置到个新的频率时，时钟控制逻辑将会停止FCI.K直到P1.1.到达一个稳定的输出，时钟控制逻辑在上电史位和从掉电模式唤醒的情况下也是有效的。上电复位（XT1.PID图7-4显示r上电史位时的时钟行为。品振在儿亮杪内开始振荡.当OSC时钟稳定后，P1.1.根据默认P1.1.设巴开始生效，但是通常这个时候是不稳定的，因此在软件全新配巴P1.1.CON存放器之前FC1.K直接使用Fin而不是MP1.1.,即使用户不希望改变P1.1.CON的默认值，用户也应该执行一边写P1.1.CON操作。FCI.K在软件配置好P1.1.CoN之后锁定一段时间后连接到Mp1.UPowerJFPU.canoperateafOM32ts1.atce011RESET篇）<VWWWWWVWW1.rPU0ConMuredbySVHw»eC1.oa1.F*以*IicimeFVCO153ci3p1.edIonewdockftequenc>混nJU1.11f唧三三m三三三三B三三三三tThetogcopera1.esbyXTip1.FC1.KksnewfrequencyFqUre74.Powr0nRstSqunc(whenthxtrna1.c1.ocksourctsacrysta1.osci1.1.ator)正常情况下改变MP1.1.设置正常模式下，用户可以通过写PMS的值来改变FCI.K的频率,此时将会自动插入段时间延迟,在这段延迟内FC1.K将停止，其时序如图7-5中Jmnnf叫1.n11JU1.1.1.1.1.1.1.tPMSxtf1.ng,P1.1.1.OCK-Omt1-FC1.KJIr1.r1.r1.r1.r1.nRchangesX>nwP1.1.c1.ock_Ja11fautomatic1.ockC11图7-5USB时钟控制USB主机接口和USB设备接口需要48MHZ的时钟。在S3C2410中，是通过UP1.1.来产生这时钟的，UC1.K只有在UP1.1.配置好后才会生效。ConditionUC1.KStateUP1.1.StateAfteffesetXT1.porEXTC1.KOnAf1.erC0AunngUP1.1.1.:<JugP1.1.tocktime48MHz:afterP1.1.1.ocktimeOnUP1.1.isturnedoff»C1.KS1.OWregsierXT1.peocEXTC1.KOffUP1.1.isIUrned。bC1.KS1.oV1.rZ序匕r48&HzOnFC1.K,UC1.K和PC1.KFC1.K用于ARM920T.HCI.K用于AHB总线。包括ARM920T,存储控制器，中断控制器，1.CD控制器，DMA和USB主机。PC1.K用于APB总线。包括外设如WDT1IIS,I2C,PWM,PWMTIMER,MMC,ADC,URT,GPIO1RTC,SPkS3C2410支持三者之间的比率可选，这个比率是由C1.KDIVN存放涔的HD1.VN和PD1.VN决定的。HDIVN1HDIVNPDIVNFC1.KHC1.KPC1.KDivideRatio000FC1.KFC1.KFC1.K1:1:1(Deftt»001FC1.KFC1.KFC1.K/21:1:2010FC1.KFC1.K/2FC1.K/21:2:2011FC1.KFC1.K/2FC1.K/41:2:4100FC1.KFC1.K/4FC1.K/41：4：4设置好PMS的值后，需要设置C1.KD1VN存放器，C1.KDIVN存放器的值将在P1.1.锁定时间之后生效.在笈位和改变功率模式后也是有效的。5.*.*»MW*W*MT>*e*WYZ5*9*>*(«.4Vf.Thesengva1.uecana1.sobeVa(Wafter1.5HC1.K.Or*y.1HC1.KcanVabdatetheveo(C1.KWVNrgtsierchangedfromDefau1.t(1:1:1)tootherOvJRatK>(1:1212212:4and1:4:4)3J1.1.111.1.1.1.1.r1.nJ1.1.1.1.1.1.1.1.C1.KDM1.y)XO义rxsii2>XCf1.OOOBH24)义QBOOOOOa1.MIrI)aJ-1.1.1.1.1.in1.11_I_I_I_Ii_1._1.-1.11-1.“Jinj"1.ru_1._rn_i_d111.1.1.>>1MXK*15KUC-15HCIXFigure76.ChangingC1.KDIVNRegisterVa1.ue注意：1、HC1.K和PaK不应该超过某一限制2、如果HDIVN-1,CPU总线模式符通过一下指令从快速模式切换到异步模式：»!USetAsyncBusModemrcp1.5»0.rtc1.tc.0orrr.r.三R1_nF:OR:R1._iAmcrp1.5t0.f.c1.c,0如果HDIVN=I并且CPu总线模式是快速模式，CPI：将以HC1.K进行运行，这一特性可以用于将CPU频率减半而不影响HC1.K和PC1.Ka功率管理在S3C2410中，功率功率模块通过软件控制系统时钟来到达降低功耗的H的。这些策略牵涉到P1.1.时钟控制逻辑和唤醒信号。图7-7显示了S3C2410的时钟分配。Figure77.TheC1.ockDistributionB1.ockDiagramS3C2410有4种功耗模式。各种模式之间的转换并不是完全自由的，图7-8描述了各种模式之间的转换关系.正常模式正常模式下，所有的外设和根本