参考:
1)《USER'S MANUAL-S3C6410X》第三章 SYSTEM CONTROLLER
2)u-boot/board/samsumg/smdk6410/lowlevel_init.S
1. PLL与CLK的关系:
详细关系图见用户手册122页Figure 3-2 The block diagram of clock generator。
三种PLL:APLL,MPLL,EPLL
四种CLK:ACLK,HCLK,PCLK
1)APLL产生ACLK,,ACLK为CPU提供时钟;
2)同步模式下APLL产生HCLK/PCLK,异步模式下MPLL产生HCLK/PCLK,HCLK为AXI/AHB总线上的外设提供时钟,PCLK为APB总线上的外设提供时钟;
3)EPLL主要为音频相关的外设提供时钟;
2. 时钟初始化的步骤
假设我们的目标时钟大小为:
ACLK: 532M
HCLK: 133M
PCLK: 66.5M
1)设置同步/异步模式
寄存器:OTHERS
地址:0x7E00F900
方法:
同步模式:设置[7][6]位为11,等待[11:8]位变成1111;
异步模式:设置[7][6]位为00,等待[11:8]位变成0000;
2)设置各PLL的锁定时间
寄存器:
APLL_LOCK
MPLL_LOCK
EPLL_LOCK
地址:
0x7E00F000
0x7E00F004
0x7E00F008
方法:
将三种PLL的锁定时间均设成最大值0xffff。
3)设置各CLK的分频系数
寄存器:
CLK_DIV0
地址:
0x7E00F020
方法:
各个CLK的输出频率,输入频率,分频系数的关系如下图:
为了得到预期的频率(532_133_66),各个RATIO取如下值:
#define PCLK_RATIO 3 //PCLK=266M/(3+1)=66.5M
#define HCLKX2_RATIO 1 //HCLKX2=532/(1+1)=266M
#define HCLK_RATIO 1 //HCLK=266/(1+1)=133M
#define MPLL_RATIO 1
#define ARM_RATIO 0 //ACLK=532M/(0+1)=532M
#define CLK_DIV0_VAL
((PCLK_RATIO<<12)|(HCLKX2_RATIO<<9)|(HCLK_RATIO<<8)|(MPLL_RATIO<<4)|(ARM_RATIO))
4)设置各PLL的输出频率
寄存器:
APLL_CON
MPLL_CON
EPLL_CON0
EPLL_CON1
地址:
0x7E00F00C
0x7E00F010
0x7E00F014
0x7E00F018
方法:
(1)APLL/MPLL
APLL_CON/MPLL_CON中有三个参数:MDIV,PDIV,SDIV共同决定APLL/MPLL的输出频率:
FOUT = MDIV * FIN / (PDIV * 2^SDIV)
FIN,FOUT,MDIV,PDIV,SDIV的常见组合如下:
这里我们要产生533M的APLL/MPLL,故MDIV,PDIV,SDIV的取值如下:
#define APLL_MDIV 266
#define APLL_PDIV 3
#define APLL_SDIV 1
#define APLL_CON_VAL ((1<<31)|(APLL_MDIV<<16)|(APLL_PDIV<<8)|(APLL_SDIV))
#define MPLL_MDIV 266
#define MPLL_PDIV 3
#define MPLL_SDIV 1
#define MPLL_CON_VAL ((1<<31)|(MPLL_MDIV<<16)|(MPLL_PDIV<<8)|(MPLL_SDIV))
(2)EPLL
EPLL_CON0和EPLL_CON1中四个参数:MDIV,PDIV,SDIV,KDIV共同决定EPLL的输出频率:
FOUT = (MDIV + KDIV / 2^16 ) * FIN / (PDIV * 2 ^SDIV)
FIN,FOUT,MDIV,PDIV,SDIV,KDIV的常见组合如下:
这里我们要产生96M的EPLL,故MDIV,PDIV,SDIV,KDIV的取值如下:
#define EPLL_MDIV 32
#define EPLL_PDIV 1
#define EPLL_SDIV 2
#define EPLL_KDIV 0
#define EPLL_CON0_VAL ((1<<31)|(EPLL_MDIV<<16)|(EPLL_PDIV<<8)|(EPLL_SDIV))
#define EPLL_CON1_VAL (EPLL_KDIV)
5)选择时钟源
寄存器:
CLK_SRC
地址:
0x7E00F01C
方法:
我们选择PLL的输出作为时钟源,设置CLK_SRC的低三位为111。
3. 时钟初始化的汇编代码实现
clock.S
/*
ACLK: 532M
HCLK: 133M
PCLK: 66M
*/
#include 'clock.h'
.global clock_init
clock_init:
ldr r0, =ELFIN_CLOCK_POWER_BASE
/*step1: set synchronous mode*/
ldr r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
mov r2, #0x40
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
nop
nop
nop
nop
nop
mov r2, #0x80
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
check_syncack:
ldr r1, [r0, #OTHERS_OFFSET]
mov r2, #0xf00
and r1, r1, r2
cmp r1, #0xf00
bne check_syncack
/*step2: set pll lock time*/
mov r1, #0xff00
orr r1, r1, #0xff
str r1, [r0, #APLL_LOCK_OFFSET]
str r1, [r0, #MPLL_LOCK_OFFSET]
str r1, [r0, #EPLL_LOCK_OFFSET]
/*step3: set clk divider ratio*/
ldr r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
bic r1, r1, #0xff00
bic r1, r1, #0x00ff
ldr r2, =CLK_DIV0_VAL
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_DIV0_OFFSET]
/*step4: set pll output frequency*/
ldr r1, =APLL_CON_VAL
str r1, [r0, #APLL_CON_OFFSET]
ldr r1, =MPLL_CON_VAL
str r1, [r0, #MPLL_CON_OFFSET]
ldr r1, =EPLL_CON0_VAL
str r1, [r0, #EPLL_CON0_OFFSET]
ldr r1, =EPLL_CON1_VAL
str r1, [r0, #EPLL_CON1_OFFSET]
/*step5: set clk src*/
ldr r1, [r0, #CLK_SRC_OFFSET]
mov r2, #0x7
orr r1, r1, r2
str r1, [r0, #CLK_SRC_OFFSET]
/*wait at least 200us to stablize all clock*/
mov r1, #0x10000
1: subs r1, r1, #1
bne 1b
mov pc, lr
4. 实验验证
编写一个流水灯的裸机程序,对比进行时钟初始化和不进行时钟初始化两种情况下流水灯闪烁的快慢。
频率对比如下:
APLL | MPLL | EPLL | ACLK | HCLKX2 | HCLK | PCLK | |
默认值(M) | 400 | 133 | 97.7 | 400 | 133 | 133 | 66.5 |
当前值(M) | 532 | 266 | 96 | 532 | 266 | 133 | 66.5 |
不进行时钟初始化时,CPU的默认频率是400M,
进行时钟初始化后,CPU的频率是532M,
故在时钟初始化的情况下,流水灯的闪烁速度要快一些。