2021年12月21日 | Tiny4412裸机程序，时钟操作

其实，Exynos 4412的IROM代码已经设置了PLL，我们可以通过串口把IROM设置的PLL寄存器值打印出来，这些值打印出来是这样的（摘自韦东山老师的《嵌入式Linux系统开发完全手册_基于4412__上册》）：

CLK_SRC_CPU = 0x01000001

CLK_DIV_DMC0 = 0x00111713

CLK_DIV_DMC1 = 0x01011171

CLK_SRC_TOP0 = 0x01110000

CLK_SRC_TOP1 = 0x00001000

CLK_DIV_TOP = 0x00015470

CLK_SRC_LEFTBUS = 0x00000001

CLK_DIV_LEFTBUS = 0x00000013

CLK_SRC_RIGHTBUS = 0x00000001

CLK_DIV_RIGHTBUS = 0x00000013

APLL_LOCK = 0x00000960

MPLL_LOCK = 0x00000000

EPLL_LOCK = 0x00000FFF

VPLL_LOCK = 0x00000FFF

CLK_DIV_CPU0 = 0x00773730

CLK_DIV_CPU1 = 0x00000077

APLL_CON1 = 0x00003800

APLL_CON0 = 0xA0640301

MPLL_CON1 = 0x00003800

MPLL_CON0 = 0xA0640301

EPLL_CON2 = 0x00000080

EPLL_CON1 = 0x66010000

EPLL_CON0 = 0x00600302

VPLL_CON2 = 0x00000080

VPLL_CON1 = 0x66016000

VPLL_CON0 = 0x006F0302

CLK_SRC_CPU = 0x01000001

CLK_SRC_DMC = 0x00111000

CLK_SRC_TOP0 = 0x01110000

CLK_SRC_TOP1 = 0x00001000

现在来计算 ARMCLK的时钟频率：

由上一节《Exynos4412时钟体系分析》的介绍我们知道，ARMCLK 有如下计算公式：

如下图所示：

由上边打印的寄存器CLK_SRC_CPU 的值为：

十六进制：0x01000001

二进制：0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0001

1. BIT[0] 控制第1个MUX (即 MUXAPLL) ，该位值为1.

2. BIT[16]控制 第2个 MUX( 即MUXCORE) ，该位值为0.

所以由此看出ARMCLK时钟走的是如下的路线：

所以：ARMCLK = MUXCORE的输出 / DIVCORE / DIVCORE2

ARMCLK = MDIV x FIN / (PDIV x 2 ^ SDIV) / (CORE_RATIO + 1) / (CORE2_RATIO + 1)

= 0x64 x 24MHz / (3 x 2 ^ 1) / (0 + 1) / (0 + 1)

= 400 MHz

本次实验涉及3个小实验：

1. system_clock_disable_apll：不使用 APLL，让CPU运行于 24MHz 频率，观察 LED 闪烁是否变慢

2. system_clock_apll：重新设置APLL，让 CPU 运行于1.4GHz频率，观察 LED 闪烁是否变快

3. system_clock_plls：参考厂家提供的u-boot代码，设置所有PLL供后续章节使用

第一个小实验

实现的目标：不使用 APLL，让CPU运行于 24MHz 频率，观察 LED 闪烁是否变慢

一、程序说明

我们在前一个实验，《Tiny4412之C语言实现流水灯》的基础上修改。

start.S大部分相同，只是增加一条函数调用语句

bl system_clock_init // 调用时钟初始化函数

如下图所示：

链接脚本system_clock.lds的内容和上一个实验key.lds完全相同，只把名字改了改；Makefile的内容也大部分一样，也只是改了改里边文件的名字，led.c文件和LED实验时完全相同，新增加了文件system_clock.c，代码如下：

/* CMU_CPU */

#define CLK_SRC_CPU (*(volatile unsigned int *)0x10044200)

#define CLK_DIV_CPU0 (*(volatile unsigned int *)0x10044500)

#define CLK_DIV_CPU1 (*(volatile unsigned int *)0x10044504)

/* CMU_DMC */

#define CLK_SRC_DMC (*(volatile unsigned int *)0x10040200)

#define CLK_DIV_DMC0 (*(volatile unsigned int *)0x10040500)

#define CLK_DIV_DMC1 (*(volatile unsigned int *)0x10040504)

/* CMU_TOP */

#define CLK_SRC_TOP0 (*(volatile unsigned int *)0x1003C210)

#define CLK_SRC_TOP1 (*(volatile unsigned int *)0x1003C214)

#define CLK_DIV_TOP (*(volatile unsigned int *)0x1003C510)

/* CMU_LEFTBUS */

#define CLK_SRC_LEFTBUS (*(volatile unsigned int *)0x10034200)

#define CLK_DIV_LEFTBUS (*(volatile unsigned int *)0x10034500)

/* CMU_RIGHTBUS */

#define CLK_SRC_RIGHTBUS (*(volatile unsigned int *)0x10038200)

#define CLK_DIV_RIGHTBUS (*(volatile unsigned int *)0x10038500)

/* locktime */

#define APLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)0x10044000)

#define MPLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)0x10044008)

#define EPLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)0x1003C010)

#define VPLL_LOCK (*(volatile unsigned int *)0x1003C020)

/* APLL */

#define APLL_CON1 (*(volatile unsigned int *)0x10044104)

#define APLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)0x10044100)

/* MPLL */

#define MPLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)0x10040108)

#define MPLL_CON1 (*(volatile unsigned int *)0x1004010c)

/* EPLL */

#define EPLL_CON2 (*(volatile unsigned int *)0x1003C118)

#define EPLL_CON1 (*(volatile unsigned int *)0x1003C114)

#define EPLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)0x1003C110)

/* VPLL */

#define VPLL_CON0 (*(volatile unsigned int *)0x1003C120)

#define VPLL_CON1 (*(volatile unsigned int *)0x1003C124)

#define VPLL_CON2 (*(volatile unsigned int *)0x1003C128)

/*

 * 函数名:

 * system_clock_init

 * 功能: 初始化4412的系统时钟

 */

void system_clock_init(void)

{

/* IROM或BL1设置了APLL,

* 本程序设置不启动APLL,

* 而是使在晶振时钟, 以体验一下LED闪灯变慢

*/

CLK_SRC_CPU = 0x0;

}

没什么可说的，很简单，前部分是后期会用到的一些寄存器地址的定义，主要的是下边system_clock_init这个函数，在这个函数中将CLK_SRC_CPU寄存器的值设为0，这样ARMCLK的频率将走下面这条路径，设置为24MHZ：

二、编译、烧写实验

按照前几节介绍的方法，将程序上传到服务器编译，并烧写到SD卡上，给开发板上电，可以明显感觉到LED闪烁的频率大大降低，说明我们设置的时钟起作用了，这里就不上图了（上了图大家也看不出来）。

第二个小实验

实现的目标：重新设置APLL，让 CPU 运行于1.4GHz频率，观察 LED 闪烁是否变快

一、程序说明

文件同第一个小实验，只是在它的基础上对system_clock.c文件中的system_clock_init函数进行修改：

/*

* 函数名: system_clock_init

* 功 能: 初始化4412的系统时钟

* 最终结果: APLL=1.4GHz

*/

void system_clock_init(void)

{

/*

* 1. 在设置APLL之前, 先设置时钟源为晶振

*/

CLK_SRC_CPU = 0x0;

/*

* 2. 设置APLL

*/

/* 2.1 设置锁定时间: APLL_CON0中PDIV=3, 所以APLL_LOCK = 270x3 */

APLL_LOCK = 270 * 3;

/* 2.2 设置分频参数 */

/*

* CORE2_RATIO = 0;

* APLL_RATIO = 2;

* PCLK_DBG_RATIO = 1;

* ATB_RATIO = 6;

* PERIPH_RATIO = 7;

* COREM1_RATIO = 7;

* COREM0_RATIO = 3;

* CORE_RATIO = 0;

*/

CLK_DIV_CPU0 = ((0<<28) | (2<<24) | (1<<20) | (6<<16) | (7<<12) | (7<<8) | (3<<4) | 0);

/*

* CORES_RATIO = 5;

* HPM_RATIO = 0;

* COPY_RATIO = 6;

*/

CLK_DIV_CPU1 = ((5 << 8) |(0 << 4) | (6));

/* 2.3 设置控制参数并使能PLL */

/* 默认值 */

APLL_CON1 = 0x00803800;

/*

* 设置APLL的M,P,S值, APLL输出 = 0xAF x 24MHz / (3 x 2 ^ 0) = 1.4GHz

* 使能APLL

*/

APLL_CON0 = (1<<31 | 0xAF<<16 | 3<<8 | 0x0);

/* 3. 设置MUX, 使用APLL的输出 */

CLK_SRC_CPU = 0x01000001;

}

注释的已经很清楚了，需要注意的就是：上电之后 IROM设置了APLL ，CPU工作于APLL提供的时钟；当我们要改变 APLL时，要先使得CPU工作于另一个时钟源，即晶振。设置完APLL后，再让CPU重新工作于APLL提供的时钟。

二、编译、烧写实验

按照前几节介绍的方法，将程序上传到服务器编译，并烧写到SD卡上，给开发板上电，可以明显感觉到LED闪烁的频率大大提高（比《Tiny4412之C语言实现流水灯》时闪烁的还要快，因为当时CPU运行在400MHZ，现在运行在1.4GHZ），说明我们设置的时钟起作用了，这里就不上图了（上了图大家也看不出来）。

第三个小实验

实现的目标：参考厂家提供的u-boot代码，设置所有PLL供后续章节使用

一、程序说明

文件同第一个小实验，只是在它的基础上对system_clock.c文件中的system_clock_init函数进行修改：

/*

函数名:

system_clock_init

功能:

初始化4412的系统时钟

最终结果:

A=1400000000, M=800000000, E=96000000 V=350000000

ARMCLK=1500000000, DMC=400000000, ACLK200=160000000

ACLK100=100000000, ACLK160=160000000, ACLK133=133333333

*/

void system_clock_init(void)

{

/* 1.设置CMU_CPU相关 */

CLK_SRC_CPU = 0x0; // 设置CMU_CPU部分中所有的MUX的源

/* 2.设置CMU_DMC相关 */

/*

CORE_TIMERS_RATIO = 0x0;

COPY2_RATIO = 0x0;

DMCP_RATIO = 0x1;

DMCD_RATIO = 0x1;

DMC_RATIO = 0x1;

DPHY_RATIO = 0x1;

ACP_PCLK_RATIO = 0x1;

ACP_RATIO = 0x3;

*/

CLK_DIV_DMC0 = ((0x0 << 28) | (0x0 << 24) | (0x1 << 20) | (0x1 << 16) | (0x1 << 12) | (0x1 << 8) | (0x1 << 4) | (0x3));

CLK_DIV_DMC1 = 0x07071713;

/* 3.设置CMU_TOP相关 */

/*

MUX_ONENAND_SEL = 0x0;

MUX_ACLK_133_SEL = 0x0;

MUX_ACLK_160_SEL = 0x0;

MUX_ACLK_100_SEL = 0x0;

MUX_ACLK_200_SEL = 0x0;

MUX_VPLL_SEL = 0x1;

MUX_EPLL_SEL = 0x1;

*/

CLK_SRC_TOP0 = ((0x0 << 28) | (0x0 << 24) | (0x0 << 20) | (0x0 << 16) | (0x0 << 12) | (0x1 << 8) | (0x1 << 4));

CLK_SRC_TOP1 = 0x01111000;

/*

ACLK_400_MCUISP_RATIO = 0x1;

ACLK_266_GPS_RATIO = 0x2;

ONENAND_RATIO = 0x1;

ACLK_133_RATIO = 0x5;

ACLK_160_RATIO = 0x4;

ACLK_100_RATIO = 0x7;

ACLK_200_RATIO = 0x4;

*/

CLK_DIV_TOP = ((0x1 << 24) | (0x2 << 20) | (0x1 << 16) | (0x5 << 12) | (0x4 << 8) | (0x7 << 4) | (0x4));

/* 3.设置CMU_LEFTBUS相关 */

CLK_SRC_LEFTBUS = 0x10;

/*

GPL_RATIO = 0x1;

GDL_RATIO = 0x3;

*/

CLK_DIV_LEFTBUS = ((0x1 << 4) | (0x3));

/* 4.设置CMU_RIGHTBUS相关 */

CLK_SRC_RIGHTBUS = 0x10;

/*

GPR_RATIO = 0x1;

GDR_RATIO = 0x3;

*/

CLK_DIV_RIGHTBUS = ((0x1 << 4) | (0x3));

/* 5.设置各个锁相环(PLL)的locktime */

APLL_LOCK = (0x3 * 270);

MPLL_LOCK = (0x3 * 270);

EPLL_LOCK = (0x2 * 3000);

VPLL_LOCK = (0x2 * 3000);

/*

APLL_RATIO = 0x2;

CORE_RATIO = 0x0;

CORE2_RATIO = 0x0;

COREM0_RATIO = 0x3;

COREM1_RATIO = 0x7;

PERIPH_RATIO = 0x7;

ATB_RATIO = 0x6;

PCLK_DBG_RATIO = 0x1;

*/

CLK_DIV_CPU0 = ((0x0 << 28) | (0x2 << 24) | (0x1 << 20) | (0x6 << 16) | (0x7 <<12) | (0x7 << 8) | (0x3 << 4) | (0x0));

/*

CORES_RATIO = 0x5;

HPM_RATIO = 0x0;

COPY_RATIO = 0x6;

*/

CLK_DIV_CPU1 = ((0x5 << 8) |(0x0 << 4) | (0x6));

/* 6.设置APLL = 1400000000 */

APLL_CON1 = 0x00803800;

APLL_CON0 = (1<<31 | 0xAF<<16 | 0x3<<8 | 0x0);

/* 7.设置MPLL = 800000000 */

MPLL_CON1 = 0x00803800;

MPLL_CON0 = (1<<31 | 0x64<<16 | 0x3<<8 | 0x0);

/* 8.设置EPLL = 96000000 */

EPLL_CON2 = 0x00000080;

EPLL_CON1 = 0x66010000;

EPLL_CON0 = (1<<31 | 0x40<<16 | 0x2<<8 | 0x3);

/* 9.设置VPLL = 350000000 */

VPLL_CON2 = 0x00000080;

VPLL_CON1 = 0x66010000;

VPLL_CON0 = (1<<31 | 0x48<<16 | 0x2<<8 | 0x3);

/*10.修改源*/

CLK_SRC_CPU = 0x01000001;

CLK_SRC_DMC = 0x00011000;

CLK_SRC_TOP0 = 0x00000110;

CLK_SRC_TOP1 = 0x01111000;

}

二、编译、烧写实验

按照前几节介绍的方法，将程序上传到服务器编译，并烧写到SD卡上，给开发板上电，现象和第二个小实验完全相同。