嵌入式时钟与电源管理.pptx
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1、会计学1嵌入式时钟与电源管理嵌入式时钟与电源管理主要内容主要内容主要内容主要内容时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器电源管理电源管理电源管理电源管理时钟与电源管理特殊功能寄存器时钟与电源管理特殊功能寄存器时钟与电源管理特殊功能寄存器时钟与电源管理特殊功能寄存器第1页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述uu模块组成模块组成模块组成模块组成时钟时钟控制控制USBUSB控制控制电源电源控制控制时钟与电源管理模块第2页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟
2、与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述uu特点描述特点描述特点描述特点描述 两个锁相环(两个锁相环(两个锁相环(两个锁相环(PLLPLLPLLPLL)主锁相环主锁相环(MPLLMPLL)USBUSB锁相锁相环环(UPLLUPLL)用于用于ARM920TARM920T用于用于AHBAHB总线设备和总线设备和ARM920TARM920TFCLK用于用于APBAPB总线设备总线设备HCLKPCLKUCLK(48M)用于用于USBUSB电源为电源为2.0V2.0V时,最时,最高频率高频率266MHz266MHz;电源为电源为1.8V1.8V时,最时,最高频率为高频率为200MHz200MH
3、z。第3页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述uu具有具有具有具有4 4 4 4种电源管理模式:种电源管理模式:种电源管理模式:种电源管理模式:NORMALNORMAL模式模式SLOWSLOW模式模式IDLEIDLE模式模式Power_OFFPower_OFF模式模式锁相环工作锁相环工作为为CPUCPU和所有片内外设提供时钟和所有片内外设提供时钟此模式系统功耗最大此模式系统功耗最大锁相环不工作锁相环不工作CPUCPU等直接使用原始时钟、或原始等直接使用原始时钟、或原始时钟的分频工作时钟的分频工作,此模式工作时钟频此模式工作时钟频率低
4、而使功耗低,并且锁相环不工率低而使功耗低,并且锁相环不工作也使功耗降低作也使功耗降低停止为停止为CPUCPU提供时钟,提供时钟,CPUCPU不工作(其外设均工不工作(其外设均工作)作)退出方法:退出方法:任何中断请求可唤醒任何中断请求可唤醒CPUCPU工作,退出空闲模式工作,退出空闲模式时钟模块断电,除了唤醒电路之外所有部时钟模块断电,除了唤醒电路之外所有部分均不供电分均不供电系统需分成两部分供电。此模式功耗最低系统需分成两部分供电。此模式功耗最低退出方法:用中断唤醒必须设置外中断退出方法:用中断唤醒必须设置外中断第4页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管
5、理概述时钟与电源管理概述uu功耗管理功耗管理功耗管理功耗管理 静态功耗(静态功耗(忽忽略略)基于基于CMOSCMOS电路芯片的功耗电路芯片的功耗 动态功耗动态功耗 (门电路电容充放电门电路电容充放电门电路电容充放电门电路电容充放电)动态频率调节:动态频率调节:由由由由频率调度程序频率调度程序频率调度程序频率调度程序负责在运行负责在运行负责在运行负责在运行过程中针对不同的运算要求,过程中针对不同的运算要求,过程中针对不同的运算要求,过程中针对不同的运算要求,动态调度系统时钟的频率动态调度系统时钟的频率动态调度系统时钟的频率动态调度系统时钟的频率,以达,以达,以达,以达到降低功耗的目的。到降低功耗
6、的目的。到降低功耗的目的。到降低功耗的目的。例如:例如:例如:例如:S3C2410AS3C2410AS3C2410AS3C2410A中的中的中的中的MPLLMPLLMPLLMPLL,在外接时钟源频率已经固定的情况下,通过,在外接时钟源频率已经固定的情况下,通过,在外接时钟源频率已经固定的情况下,通过,在外接时钟源频率已经固定的情况下,通过软件软件软件软件设置特殊功能寄存器设置特殊功能寄存器设置特殊功能寄存器设置特殊功能寄存器MPLLCONMPLLCONMPLLCONMPLLCON,改变输出的时钟频率。,改变输出的时钟频率。,改变输出的时钟频率。,改变输出的时钟频率。用于用于用于用于USBUSB
7、USBUSB的的的的UPLLUPLLUPLLUPLL,通常使用,通常使用,通常使用,通常使用48MHz48MHz48MHz48MHz,不改变。,不改变。,不改变。,不改变。与电源电压与电源电压的平方成正比的平方成正比时钟信号的时钟信号的频率成正比频率成正比第5页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述uu功耗管理(续)功耗管理(续)功耗管理(续)功耗管理(续)S3C2410AS3C2410A节能功耗管理节能功耗管理l l对于某些应用场合,对于某些应用场合,对于某些应用场合,对于某些应用场合,事先事先事先事先确定工作频率,在初始化时设定锁
8、相环对确定工作频率,在初始化时设定锁相环对确定工作频率,在初始化时设定锁相环对确定工作频率,在初始化时设定锁相环对应参数,启动后就工作在较低的频率应参数,启动后就工作在较低的频率应参数,启动后就工作在较低的频率应参数,启动后就工作在较低的频率l lNORMALNORMALNORMALNORMAL模式,通过模式,通过模式,通过模式,通过设置设置设置设置CLKCONCLKCONCLKCONCLKCON的值,把不使用的外设或控制器的值,把不使用的外设或控制器的值,把不使用的外设或控制器的值,把不使用的外设或控制器的时钟信号切断,以节省功耗的时钟信号切断,以节省功耗的时钟信号切断,以节省功耗的时钟信号
9、切断,以节省功耗l lIDLEIDLEIDLEIDLE模式下,模式下,模式下,模式下,停止停止停止停止到到到到ARM920TARM920TARM920TARM920T的时钟的时钟的时钟的时钟l l在在在在Power_OFFPower_OFFPower_OFFPower_OFF模式下,模式下,模式下,模式下,切断切断切断切断除唤醒逻辑外的全部片内外设电源除唤醒逻辑外的全部片内外设电源除唤醒逻辑外的全部片内外设电源除唤醒逻辑外的全部片内外设电源S3C2410AS3C2410A中,中,FCLKFCLK是主时钟,是主时钟,可以由可以由软件调节时钟分频比软件调节时钟分频比,产生不同频率的产生不同频率的H
10、CLKHCLK和和PCLKPCLK,以适应不同的方案,减少功,以适应不同的方案,减少功耗。耗。第6页/共34页1.1.1.1.时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟与电源管理概述uu时钟与电源管理用到的时钟与电源管理用到的时钟与电源管理用到的时钟与电源管理用到的S3C2410AS3C2410AS3C2410AS3C2410A引脚信号引脚信号引脚信号引脚信号如书如书P194P194页表页表6-16-1注意注意:nRSTOUTnRSTOUT,PWRENPWREN,OM3:2,C LKOUT1:0OM3:2,C LKOUT1:0第7页/共34页主要内容主要内容主要内容主要内容时钟
11、与电源管理概述时钟与电源管理概述时钟发生器时钟发生器电源管理电源管理时钟与电源管理特殊时钟与电源管理特殊功能寄存器功能寄存器第8页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器uu时钟与电源管理结构框图时钟与电源管理结构框图电源管理模块电源管理模块MPLLCLK晶振晶振,外部时钟外部时钟振荡放大器振荡放大器UCLKFCLKPCLKFCLK时钟源、时钟源、MPLLMPLL、UPLLUPLL、时钟控制器、电源控制器等、时钟控制器、电源控制器等第9页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器uu时钟源的选择时钟源的选择S3C2410S3C2410的时钟可以
12、选用晶振的时钟可以选用晶振(XTAL)(XTAL),也可以使用外部时钟,也可以使用外部时钟(EXTCLKEXTCLK),由系统复位时,),由系统复位时,在复位信号上升沿对引脚在复位信号上升沿对引脚OM3OM3、OM2OM2所测的状态来确定。其对应所测的状态来确定。其对应关系如下表所示关系如下表所示。OM3:2OM3:2值值主时钟源主时钟源 USBUSB时钟源时钟源0000晶振(晶振(XTIpll,XTOpllXTIpll,XTOpll)晶振晶振(XTIpll,XTOpllXTIpll,XTOpll)0101晶振(晶振(XTIpll,XTOpllXTIpll,XTOpll)EXTCLKEXTCL
13、K1010EXTCLKEXTCLK晶振晶振(XTIpll,XTOpllXTIpll,XTOpll)1111EXTCLKEXTCLKEXTCLKEXTCLK第10页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器uuS3C2410AS3C2410A片外时钟源片外时钟源的连接的连接虽然在启动MPLL就接通,但是MPLL的输出Mpll,在软件写一个合法的设置值到MPLL控制寄存器以前,不会作为系统时钟。在合法的值设置以前,从外部晶振或EXTCLK来的时钟源将被直接的用作系统的时钟。当OM1:0=11时,OM3:2被用作确定测试模式。第11页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发
14、生器时钟发生器时钟发生器uu锁相环(锁相环(两个锁相环MPLL和UPLL)通过通过通过通过MPLLCONMPLLCONMPLLCONMPLLCON,UPLLCONUPLLCONUPLLCONUPLLCON寄存器中设置寄存器中设置寄存器中设置寄存器中设置PDIVPDIVPDIVPDIV(预分频控制器),(预分频控制器),(预分频控制器),(预分频控制器),MDIVMDIVMDIVMDIV (主分频控制器),(主分频控制器),(主分频控制器),(主分频控制器),SDIVSDIVSDIVSDIV(后分频控制器)改变(后分频控制器)改变(后分频控制器)改变(后分频控制器)改变MPLLMPLLMPLLM
15、PLL和和和和UPLLUPLLUPLLUPLL输出信号的输出信号的输出信号的输出信号的MpllMpllMpllMpll和和和和UpllUpllUpllUpll的频率。的频率。的频率。的频率。在程序中可以在程序中可以在程序中可以在程序中可以随时修改随时修改随时修改随时修改寄存器的值,用于实现动态调整时钟频率的寄存器的值,用于实现动态调整时钟频率的寄存器的值,用于实现动态调整时钟频率的寄存器的值,用于实现动态调整时钟频率的目的。目的。目的。目的。第12页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器uu锁相环输出频率(锁相环输出频率(锁相环输出频率(锁相环输出频率(Mpll M
16、pll 和和UpllUpll计算方法相同计算方法相同 )Mpll=Mpll=(mFinmFin)/(p2p2SS)m=MDIVm=MDIV8 8,p=PDIVp=PDIV2 2,s=SDIVs=SDIV。例例例例6.16.16.16.1三星公司给出的一组推荐值如表三星公司给出的一组推荐值如表三星公司给出的一组推荐值如表三星公司给出的一组推荐值如表6-36-36-36-3在实际设置在实际设置在实际设置在实际设置MPLLMPLLMPLLMPLL时,应满足如下关系:时,应满足如下关系:时,应满足如下关系:时,应满足如下关系:FCLKFCLKFCLKFCLK频率频率频率频率=3=3=3=3倍晶振频率或
17、倍晶振频率或倍晶振频率或倍晶振频率或3 3 3 3倍倍倍倍EXTCLKEXTCLKEXTCLKEXTCLK第13页/共34页2.2.2.2.时钟发生器时钟发生器时钟发生器时钟发生器uu时钟控制逻辑时钟控制逻辑时钟控制逻辑时钟控制逻辑时钟控制逻辑的功能:确定被使时钟控制逻辑的功能:确定被使用的时钟源。用的时钟源。自动插入锁定时间:当自动插入锁定时间:当MPLLMPLL被被设设置成一个新的频率值置成一个新的频率值时,时钟控时,时钟控制逻辑依据锁定时间计数寄存器制逻辑依据锁定时间计数寄存器LOCKTIMELOCKTIME中设定的锁定时间参数,中设定的锁定时间参数,自动插入锁定时间自动插入锁定时间。l
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