嵌入式系统基础教程》第15讲第7章时间管理

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1、《嵌入式系统原理与开发》第15讲南京大学计算机系俞建新主讲2008年春季第7章中断、DMA和时间管理本章主要介绍以下内容：嵌入式中断控制器嵌入式DMA控制器嵌入式系统时钟控制和管理锁相环电路时钟电源管理器实时时钟脉宽调制定时器2008年6月28日2南京大学计算机系张家界培训7.3嵌入式系统时钟控制和管理嵌入式处理器主频时钟来源于锁相器（锁相环）在时钟电源管理器的控制下，主频时钟按照设定的分频模式被输送到各个硬件部件，以达到使能/禁能各个功能部件以及节省功耗的目的。实时时钟（RTC，也叫日历时钟）对主频脉冲信号计数，为嵌入式系统提供时钟节拍脉冲信号、

2、计时信号（年/月/日、星期、时/分/秒）和闹钟（告警）信号。使用主频信号的另外一个外设部件是脉冲宽度调制器（PWM），它可以提供指定占空比的时钟脉冲信号，也可以提供计数定时信号。2008年6月28日3南京大学计算机系张家界培训7.3.1锁相环—主频信号产生器在ARM处理器里，锁相器参考接收到的脉冲信号的频率和相位，输出一个同步时钟信号，即主频信号。由于锁相器的内部是一个反馈电路，所以常常称为锁相环。参看下面的结构图。鉴相器环路滤波器受控时钟发生器输出时钟输入脉冲2008年6月28日4南京大学计算机系张家界培训锁相环的基本结构锁相环主要由鉴相器、可调

3、相/调频的时钟发生器器和环路滤波器的三个部分组成，各个部分的工作原理如下。鉴相器：用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收到的晶体震荡脉冲信号中时钟的相差幅度。可调相/调频的时钟发生器：用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器内部的时钟输出信号的频率或者相位，使得锁相器完成上述的固定相差功能。环路滤波器：用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑，大多数情形下是一个低通滤波器。用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。2008年6月28日5南京大学计算机系张家界培训S3C44B0X锁相环（PLLPhaseLockedloop）内部模块S3

4、C44B0X的锁相环包括4个基本模块：VCO用于产生随直流电压变化的输出频率；VoltageControlledOscillator，电压控制振荡器DividerP（预分频器P）将输入频率（Fin）除以CLKCON寄存器里的p分频参数；DividerM（主分频器M）将VCO的输出频率除以CLKCON寄存器里的m分频参数，作为PFD（PhaseFrequencyDetector，相位频率检测器）的输入；DividerS（后分频器S）将输出频率除以CLKCON寄存器里的S分频参数，即可得Fpllo（PLL模块的输出频率）。2008年6月28日6南京大学

5、计算机系张家界培训S3C44B0X的锁相环电路方框图S3C44B0X的PLL输出的时钟受控于PLLCON设置2008年6月28日7南京大学计算机系张家界培训S3C44B0X锁相环输出时钟的频率锁相环输出Fpllo与锁相环输入Fin的关系S3C44B0X的PLL模块的输出时钟频率Fpllo和输入参考时钟频率fin的关系由下式决定：Fpllo=(mxFin)/(px2s)m=M+8，也就是分频器M的分配值+8p=P+2，也就是分频器P的分频值+2规定：Fpllo大于20MHz，并且小于66MHz2008年6月28日8南京大学计算机系张家界培训S3C44

6、B0X的锁相环控制寄存器PLLCON位定义寄存器名称地址读写寄存器功能初值PLLCON0x01D80000可读可写锁相环控制寄存器0x38080PLLCON寄存器字段字段位置字段描述初值MDIV[19:12]主分频控制值，M分频系数0x38PDIV[9:4]预分频控制值，P分频系数0x08SDIV[1:0]后分频控制值，S分频系数0x02008年6月28日9南京大学计算机系张家界培训S3C44B0X锁相环输出时钟设置举例假定PLL的输入时钟是Fin=14.318MHz要求PLL的输出时钟是Fout=60MHz则设定PLLCON的三个分频系数字段值为

7、：MDIV=59，即M分频系数为59PDIV=6，即M分频系数为6SDIV=1，即M分频系数为1验算如下Fout=((59+8)*14,318,000)/((6+2)*21)=59,956,625=60MHz2008年6月28日10南京大学计算机系张家界培训S3C44B0X的66MHz主频信号设置参数假定PLL的输入时钟是Fin=14.318MHz要求PLL的输出时钟是Fout=66MHz则可以把PLLCON的三个分频系数字段值设为：MDIV=66，即M分频系数为66PDIV=6，即M分频系数为6SDIV=1，即M分频系数为1验算如下Fout=(

8、(66+8)*14,318,000)/((6+2)*21)=66,220,750=66MHz2008年6月28日11南京大