一,文档简介
很久没开张了,理由省掉一万字,结论为绝非偷懒!抓着2024的尾巴尖,再次激活下写文章体系。既然新的一年要开始了,那么就从MCU的小心脏跳动起来: 谈谈如何在K3芯片MCAL的MCU中配置时钟体系。这个话题之前在做LLD的时候,不停是不屑去讲的,因为K3的时钟体系实在是太过简单,内部快慢时钟源,外部快慢时钟源,一个PLL倍频,然后各路内核外设来分羹,K3的RM甚至还做了几个option把规则给框了起来,从LLD的角度,尤其是S32DS CT配置的角度,更是简洁明了,来个CT图秀一下:
图 1
图 2 就这么个时钟体系,小手点点戳戳几下,一天生代码不就完事了。但是在LLD内里太过自由,到了MCAL却时常磕磕碰碰,所以,索性花些许时间把这个MCAL MCU的整个时钟体系给整的明明白白,本文以K312为例来讲解,其他的K3系列类似。
二, 时钟体系理论与配置
2.1 K312 时钟体系
从RM的时钟章节,可以看到整个体系框图环境:
图 3 这个框图把每个部分的环境都画的很清晰,时钟来源有四种:
内部快速时钟FIRC:48MHz, +/-5%误差,启动最大25us
内部慢速时钟SIRC: 32KHz,+/-10%误差,启动最大3ms
外部快速时钟FXOSC: 8-40MHz, 启动稳固时间FXOSC_CTRL[EOCV] × 128
外部慢速时钟SXOSC:32.768KHz, 启动稳固时间SXOSC_CTRL[EOCV] x 128
一个PLL:输入8-40MHZ,VOC输出640M-1280Mhz,PLL_PHIn_CLK输出25-480MHz。
MUX_0:输出CORE_CLK, AIPS_PLAT_CLK, AIPS_SLOW_CLK, HSE_CLK,DCM_CLK
MUX_1: 输出体系定时器STM0_CLK
MUX_3: 输出FLEXCAN0-2时钟
MUX_4: 输出FLEXCAN3-5时钟
MUX_5: 输出CLKOUT_STANDBY
MUX_6: 输出 CLKOUT_RUN
MUX_11: 输出TRACE_CLK
RTC_CLK:RTC时钟
2.1.1 PLL
从PLL角度,须要知道倍频和哪些值有关,可以通过如下公式去计算:
图4 如果是整数环境,上图的赤色框是常用的方式,本文也会用上面的方式去配置。
PLL_PHI是最终PLL输出的时钟,供给其他MUX对应的MC去选择的。
2.1.2 MUX_0体系
从RM中可以看到细节的MUX_0体系:
图 5 可以看到,MUX_0的时钟源头可以是两种:PLL或者内部FIRC。
然后背面是可以天生内核时钟,AIPS_PLAT_CLK, AIPS_SLOW_CLK, HSE_CLK, DCM_CLK.
那么具体是天生时钟的频率是多少?原则上是符合各个模块对应的最大时钟即可,但是K3系列内里还做了一些option的保举,比如K312保举RUN的时候用optionB模式,尤其HSE的时钟,通常是须要严酷满足option的保举。
2.1.3 MUX_6 时钟输出
为了检查芯片内对应时钟环境,可以通过CLKOUT引脚输出对应的时钟,CLKOUT引脚可以对应多个时钟源的选择,具体环境如下:
图 6 图中黄色的内容是K312的CLKOUT_RUN所能支持的,后续配置时钟之后,将会具体选择对应的时钟测试是否输出和配置同等。
2.1.4 option B保举方案
本文K312将会在EB中配置optionB的时钟环境。
图 7 2.2 EB 配置
起首先新建一个K312的EB工程,具体新建方法可以参考之前的文章:
S32K3 工具篇8:如何移植RTD现有demo到其他K3芯片
本文将重点讲解基于RTD400 MCAL的MCU模块对应的时钟配置,对于MCU配置,两个文档须要作为工具书查阅:
C:\NXP\SW32K3_S32M27x_RTD_R21-11_4.0.0\eclipse\plugins\Mcu_TS_T40D34M40I0R0\doc下的:RTD_MCU_UM.pdf和RTD_MCU_IM.pdf
有些不知道怎么配置的,就按照文档保举的默认值配置即可。
下图是mcu的概览,重要配置的模块有如下三个组件:
General, McuClockSettingConfig, McuModeSettingConf
图8 2.2.1 General 配置
除了图8,须要打开内部外部快慢速时钟控制以及PLL控制,并且添加对应API, 以及晶振频率环境,如果这边不打开,背面的对应配置将会无法配置。
图 9 2.2.2 McuClockSettingConfig配置
- 这里是MCU时钟配置的核心区域,里面包含了时钟源,PLL,以及各大MUX情况。
复制代码 起首须要先添加一个时钟配置:
图 10 点击进去,内里会有具体的配置:
图 11 内里一共17个选项,对于第1,6可以保持默认配置,5外部慢速晶振,由于板子没接,所以不配置。别的要根据实际环境配置,下面予以一一讲解:
2.2.2.1 McuFIRC配置
内部快速时钟,48MHz:
图 12 2.2.2.2 McuSIRC配置
内部慢速时钟32Khz
图 13 2.2.2.3 McuFXOSC配置
外部晶振16MHZ,根据实际连接环境填写。
图 14 2.2.2.4 McuCgm0ClockMux0配置
Mux0配置,这里配置的有内核时钟,AIPS_PLAT_CLK,AIPS_SLOW_CLK,HSE, DCM_CLK,是满足optionB要求,并且时钟来源于PLL_PHI0_CLK,真正配置的时候,先配置PLL时钟输出正确的PLL_PHI0_CLK, PLL_PHI1_CLK时钟。
图 15 2.2.2.5 McuCgm0ClockMux1配置
图16 可以根据实际模块须要的时钟源环境去配置。
2.2.2.6 McuCgm0ClockMux3配置
配置FLEXCAN0-2模块的时钟源:
图 17 2.2.2.7 McuCgm0ClockMux4配置
配置FLEXCAN3-5模块的时钟源:
图 18 2.2.2.8 McuCgm0ClockMux5配置
配置CLKOUT_STANBY模块的时钟源:
图19 2.2.2.9 McuCgm0ClockMux6配置
配置CLKOUT_RUN模块的时钟源
图20 2.2.2.10 McuCgm0ClockMux11配置
配置TRACE_CLK模块的时钟源
图21 2.2.2.11 McuRtcClockSelect配置
配置RTC模块的时钟源
图22 2.2.2.12 McuPLL配置
配置PLL模块的时钟源
图23 2.2.2.13 McuClockReferencePoint配置
配置参考时钟,外设模块的时钟源选择接口。
图24 到这里,时钟就配置结束了。
下面为了验证,可以使用CLKOUT_RUN这个输出,将对应的时钟输出到引脚PTD10查看。
2.2.3 McuModeSettingConf 配置
Mcu中的McuModeSettingConf->McuPeripheral这里须要把使用到的外设给打开:
图 25 2.2.4 PORT 配置
- 因为需要将内部时钟输出到CLKOUT_RUN, K312的PTD10 MSCR106查看,所以添加PORT引脚如下:
复制代码
图26 三,测试效果
下面在S32K312-EVB板子上,通过修改EB的CLKOUT_RUN的时钟源测试看看时钟是否和配置的能够对上。
对应的main代码如下:
3.1 CLKOUT FIRC_CLK DIV2
图27 可以看到对于FIRC本来48Mhz的时钟做2分频输出,得到了24Mhz的时钟波形,正确!
3.2 CLKOUT SIRC_CLK DIV2
图28 可以看到对于SIRC本来32Khz的时钟做2分频输出,得到了16khz的时钟波形,正确!
3.3 CLKOUT FXOSC_CLK DIV10
图29 可以看到对于FXOSC本来16Mhz的时钟做10分频输出,得到了1.6Mhz的时钟波形,正确
3.4 CLKOUT PLLPH0 CLK DIV10
图30 可以看到对于PLLPH0本来120Mhz的时钟做10分频输出,得到了12Mhz的时钟波形,正确
3.5 CLKOUT CORE CLK DIV10
图31 可以看到对于CORE本来120Mhz的时钟做10分频输出,得到了12Mhz的时钟波形,正确
3.6 CLKOUT PLLPH1 CLK DIV4
图32 可以看到对于PLLPH1本来48Mhz的时钟做4分频输出,得到了12Mhz的时钟波形,正确
3.7 CLKOUT HSE CLK DIV10
图33 可以看到对于HSE本来60Mhz的时钟做10分频输出,得到了6Mhz的时钟波形,正确
3.8 CLKOUT AIPS_PLAT CLK DIV10
图34 可以看到对于AIPS_PLAT_CLK本来60Mhz的时钟做10分频输出,得到了6Mhz的时钟波形,正确
3.9 CLKOUT AIPS_SLOW CLK DIV10
图35 可以看到对于AIPS_SLOW_CLK本来30Mhz的时钟做10分频输出,得到了3Mhz的时钟波形,正确
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