S3C2443時鐘管理

1.MPLL和EPLL時鐘源的選擇

從上圖可知主要的時鐘源來之外部晶振(XTI)或者外部時鐘(EXTCLK)，時鐘產生器由MPLL和EPLL組成，這兩個PLL的作用是可以產生S3C2443所需要的高頻時鐘信號。由OM[0]來決定MPLL是選擇XTI還是EXTCLK來作為時鐘源，而OM[0]是由硬件設計來確定，下圖是我們項目OM[0]的設計部分：

在此設計中，OM[0]=1，根據下表

可知MPLL的時鐘源是由XTI提供，如下圖所示：

由上面左圖可知EXTCLK是通過0R的電阻直接接地的，所以EPLL只能選擇XTI來作為EPLL的時鐘源的，再根據下圖：

我們可知，CLKSRC[8]=0，CLKSRC[7]=X，這里X可以是0或者1，這是需要在startup.s中做相應的設置的。

2.PLL(phase-locked-loop)

S3C2443的PLL主要由PFD(phase difference detector，相位差檢測器)、charge pump(電荷泵)、VCO(voltage controlled oscillator壓控振蕩器)和off-chip loop filter(外部環路濾波器)。

PFD：又稱為相比比較器，它的作用是檢測輸入信號和輸出信號的相位差，并將檢測出的相位差信號轉換為電壓信號輸出。

Charge pump：電荷泵轉變PFD的電壓輸出信號成一定比例的電壓值發送給VCO和off-chip loop filter。

Off-chip loop filter：PFD輸出的電壓信號，進入charge pump后，可能會有高頻雜波，通過Off-chip loop filter 可以輸出VCO需要一個穩定的電壓，在這里，Off-chip loop filter采用典型的RC低通濾波。

VCO：輸出電壓進入VCO，引起振蕩器 頻率的變化，壓控振蕩器的輸出頻率隨其輸入電壓的改變而改變，當Fref和Fvco沒有差別的時候，電壓就會保持穩定下來，PFD就停止輸出電壓信號給charge pump，這樣PLL系統時鐘就穩定了。

3.改變PLL設置

S3C2443在平常的工作模式中，我們可以通過來寫PMS的值來改變PLL的輸出頻率，當我們通過軟件來寫PMS的值時，PLL的鎖存(lock time)被自動插入，在這個lock time期間，PLL是沒有產生有效的時間給S3C2443的，在lock time過后，PLL才產生有效和穩定的clock給SYSCLK，見下圖。

PMS分別指的是PDIV、MDIV和SDIV，而PDIV是值PLL main divider value，MDIV是指PLL pre-divider value，SDIV是指PLL post-divider value，控制MPLL和EPLL時鐘的寄存器MPLLCON和EPLLCON否有這幾個值的定義。

4.系統時鐘控制

由下圖可知ARMCLK是ARM920T的內核時鐘，也是S3C2443的CPU時鐘；HCLK是內部AHB bus和比如是內存控制器、中斷控制器、LCD控制器等外圍設備的基準時鐘；PCLK是內部APB bus和比如是WDT、IIS、I2C等外圍設備的基準時鐘；DDRCLK是MDDR內存的data strobe時鐘。

4.1 MPLL的時鐘控制

從上圖可知，MSysClk是ARMCLK、HCLK、PCLK、DDRCLK這些時鐘的基準時鐘，而ARMCLK、HCLK、PCLK、DDRCLK這些時鐘到底有什么關系呢，通過對CLKDIVO控制寄存器的設置可以得到它們之間不同的比值關系，見下表

4.2 EPLL的時鐘控制

從上圖可知EPLL的時鐘ESYSCLK被用作不同的外圍控制器提供基準時鐘，通過divider的分頻可以得到不同外圍控制所需要的時鐘，而這個分頻值是通過對CLKDIV1寄存器的配置來實現的，也可以通過編程SCLKCON寄存器來關閉或者開啟不同外圍控制器的時鐘。

在stop和sleep模式，EPLL將被自動關閉，在退出stop和sleep模式的時候，如果SCLKCON寄存器中相關位被使能的情況下，那么EPLL將為使能的外圍控制器產生時鐘。

5. 上電復位PLL時鐘的啟動流

在電壓源提供所需要的電壓給系統上電復位后，晶體振蕩器在幾毫秒之內起振，剛開始的時候MPLL和EPLL都是停止的。當nRESET在晶振時鐘穩定后釋放(由低電平變為高電平)，PLL開始是使用PLL的輸入時鐘Fin作為SYSCLK時鐘的，系統上電復位后，必須通過軟件來配置MPLLCON和EPLLCON使用每個PLL，也即通過寫MPLLCON和EPLLCON的PDIV、MDIV和SDIV值，接著會自動插入PLL的lock time，lock time之后，PLL的輸出時鐘Fout就是作為SYSCLK時鐘來使用了，這些動作一般是在startup.s函數中初始化的，見下圖