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基于ADSP-BF531处理器的时钟及锁相环

2020年09月15日 15:10 次阅读

一、 时钟锁相环

ADSP-BF531处理器使用来自外部晶体的正弦输入,或经过缓冲整形的外部时钟。如果使用外部时钟,该时钟信号应是TTL兼容信号,而且正常运行时,此时钟不能停止、改变、或低于指定的频率。此外部时钟应连到DSP的CLKIN引脚,且XTAL引脚必须悬空。

由于ADSP-BF531处理器有片内振荡操你啦影院,所以也可以使用外部晶振。外部晶振应当连接到CLKIN和XTAL引脚,并与两个电容相连。电容值取决于晶振的类型,应当由晶振厂商提供。内核时钟(CCLK)和系统外设时钟(SCLK)可由输入时钟(CLKIN)信号获得,如图5-1所示。用户通过设置PLL_CTL中的倍频因子,可使片上PLL倍频CLKIN信号, CLKIN与倍频因子的乘积为PLL输出(VCO)的中间时钟,内核时钟(CCLK)和系统外设时钟(SCLK)就是由VCO产生。

图5-1 PLL 结构框图

用户可以通过四个MMR寄存器来操作或者读取PLL的状态。分别为分频寄存器(PLL_DIV),PLL控制寄存器(PLL_CTL),PLL状态寄存器(PLL_STAT)和PLL锁定计数寄存器(PLL_LOCKCNT)。四个寄存器都是16位的,访问时候需要注意对齐问题。

表5-1 PLL_DIV(地址:0XFFC0 0004 复位值0x0005)

名称 描述
15:6 - 未用
5:4 CSEL 内核时钟选择
00:CCLK=VCO/1;
01:CCLK=VCO/2;
10:CCLK=VCO/4;
11:CCLK=VCO/8。
3:0 SSEL 系统时钟选择
0000:保留
1~15:SCLK= VCO / X

表5-2 PLL_CTL(地址:0XFFC0 0000 复位值0x1400)

名称 描述
15 SPORT_HYS 添加250mV滞后电压到SPORT 输入脚
14:9 MSEL VCO倍频因子
0:64倍频
N=1~63:N倍频
8 BYPASS 跳过PLL
0:不跳过PLL(PLL有效)
1:跳过 PLL
7 OUT_DELAY 输出延迟
0:输出不延迟
1:PLL 到外部时钟输出,添加200ps的延迟
6 IN_DELAY 输入延迟
5 PDWM 掉电模式
0:所有内部时钟掉电
1:所有内部时钟开启
4 - 未用
3 STOPCK 内核时钟停止
0:内核时钟正常运行
1:内核时钟停止
2 - 未用
1 PLL_OFF PLL 电源控制
0:开启PLL 电源
1:关断PLL 电源
0 DF 输入时钟二分频使能
0:输入时钟直接连PLL;
1:输入时钟二分频后连PLL。

表5-3 PLL_STAT(地址:0XFFC0 000C 复位值0x00A2 只读)

名 称 描 述
15:8 - 未使用
7 VSTAT 电压调节器指示
0:电压调节器未达到编程电压
1:电压调节器达到了编程电压
6 CORE_IDLE 内核停止状态
5 PLL_LOCKED 锁相环锁住
4 SLEEP 休眠
3 DEEP_SLEEP 深度休眠
2 ACTIVE_PLLDISABLED 激活模式,PLL禁止
1 FULL_ON 所有均使能
0 ACTIVE_PLLENABLED 激活模式,PLL使能

当用户改变锁相环输出频率时,锁相环需要一段过渡时间,来稳定到新的输出频率,PLL_LOCKCNT寄存器所定义的时钟计数就是设置新的时钟频率后,锁相环锁定需要的周期数。

二、 电源管理

1. 动态电源管理控制器

ADSP-BF531的动态电源管理控制器(DPMC)与PLL结合,使用户能够动态地控制处理器的性能和功耗。用户可以利用DPMC提供下面的功能,对性能和功耗进行控制。

多种运行模式——ADSP-BF531有4种不同的运行模式,每个模式的性能和功耗都不同;

外设时钟——用户可以控制外设时钟的关断和接通,当一个外设处于空闲或者未被使用时,可以节省功耗;

电压控制——ADSP-BF531提供一个片上电压调节器,利用buck操你啦日日操,它能够操纵Blackfin处理器内核的内部电压,从而进一步降低功耗。

2. 运行模式

ADSP-BF531有4种运行模式,每种模式有不同的性能/功耗特性,此外,动态功率管理有动态地改变处理器内核供电电压的控制功能,进一步降低功耗。控制每一个ADSP-BF531处理器外设的时钟也能降低功耗,表5-4总结了各种模式的运行特性。

表5-4 运行模式

运行模式 省电 PLL状态 PLL旁路 CCLK SCLK 允许DMA访问
全速 使能 使能 使能 L1
活动 使能 使能 使能 L1
休眠 使能 禁止 使能
深度休眠 最大 禁止 禁止 禁止

(1) 全速模式

全速模式是Blackfin的最高性能模式。在该模式中,PLL被全能并且不被旁路,该模式是Blackfin正常执行时的状态,处理器和所有被使能的外设以全速运行。在该模式下,输入时钟(CLKIN)对内核时钟(CCLK)的频率比不能被改变。DMA存取可用于L1存储器,处理器可以从全速模式切换到活动、休眠或深度休眠模式。

(2) 活动模式

在此模式下,PLL被使能,但被旁路。因为PLL被旁路,处理器内核时钟(CCLK)和系统时钟(SCLK)运行于输入时钟(CLKIN)频率下。在此模式下,CLKIN到CCLK倍频可变,直到进入全速运行模式。通过适当地配置L1存储器,可以进行DMA访问。

在激活模式下,通过PLL控制寄存器(PLL_CTL)能够禁止PLL。如果被禁止,在转换到全速或休眠模式前必须被使能。

(3) 休眠模式

休眠运行模式通过关闭处理器内核(CCLK)的时钟来降低功耗,然而PLL和系统时钟(SCLK)仍在运行。一般通过外部事件或RTC活动来唤醒处理器。此模式下唤醒的出现将会使处理器检查PLL控制寄存器(PLL_CTL)中旁路位(BYPASS)的值。如果旁路位被关闭,处理器将切换到全速运行模式。如果旁路位使能,处理器将切换到活动运行模式。

休眠模式时,系统DMA不支持对L1存储器的访问。在休眠模式下,一个唤醒事件可以使处理器切换到下面两个模式之一:

如果PLL_CTL中的BYPASS位被置位,则进行活动模式;

如果PLL_CTL中的BYPASS位被清零,则进行全速模式。

(4) 深度休眠模式

深度休眠模式通过停止PLL、CCLK和SCLK,达到最省电效果。在该方式中,除了实时时钟(RTC)外,处理器内核以及所有其他外设都被禁止。该模式下不支持DMA。

在深度休眠模式中,DEEP_SLEEP输出管脚输出有效电平。深度休眠方式只能被RTC中断或硬件复位事件激活。一个RTC中断使处理器切换到活动模式,一次硬件复位启动硬件复位序列。在深度休眠方式中,SDRAM的定时信号被关闭。在进入深度休眠方式之前,软件应该保证将SDRAM中重要信息转换到其他存储器中。

3. 片上内核电压调节器

处理器内部提供了一个开关模式电压调节器,只需要几个外部元件,就可以组成一个电压可以设置的动态电源模块,为内核供电。这样,我们就可以根据不同的处理能力需求,来控制内核电压,达到按需供电的目的。以节约能量。如图5-2所示,图中VROUT为内部调节器PWM 输出,与PMOS、蓄能电感、肖特基二极管以及几个相关的电容,组成典型的BUCK操你啦影院。

当然,在不需要功率控制的情况下,这一部分操你啦影院也可以省略,可以用一个固定输出的操你啦影院代替。MS531第一版就是采用SPX3819-1.2固定输出的LDO作为内核电源的。VCCINT的范围为0.85~1.30V,不同电压,能支持的最高频率也是不同的。如果要想更好的性能 ,就得保证较高的内核电压。

图5-2 电源调节器外部结构

VR_CTL 寄存器控制着所有的偏上内核电压调节参数,写入VR_CTL后,将会导致锁相环重新锁定。表5-5为VR_CTL寄存器各位的含义。

表5-5 VR_CTL(地址:0XFFC0 0008 复位值0x00DB)

名称 描述
15:9 - 未用
8 WAKE RTC 唤醒设置
0:不允许RTC唤醒
1:允许RTC唤醒
7:4 VLEV 设定内核电压级别
0000-0101:保留
0110:0.85V
0111:0.90V
1000:0.95V
1001:1.00V
1010:1.05V
1011:1.10V
1100:1.15V
1101:1.20V
1110:1.25V
1111:1.30V
3:2 GAIN 电压输出增益控制,值越大电压调节速率越快,但是容易过冲
00:5 01:10
10:20 11:50
1:0 FREQ 调节器的频率,频率越高需要的电感和电容越小,但是会产生较强的EMI
00:旁路/不工作模式
01:333kHz
10:667kHz
11:1MHz

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TLA7-EasyEVM是基于Xilinx Artix-7系列FPGA处理器开发板

A1330 寄存器 如何读取?

发表于 2020-09-03 17:13 0次阅读
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意法半导体STM32F1系列主流MCU资料手册!

意法半导体的STM32F1系列主流MCU满足了工业、医疗和消费类市场的各种应用需求。凭借该产品系列,意法半导体在...
发表于 2020-09-02 15:20 202次阅读
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SRAM的基础模块存有三种情况

SRAM是随机存取存储器的一种。“静态”是指这种存储器只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持。SRAM不需...
发表于 2020-09-02 11:56 101次阅读
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关于Renesas 32位RA系列MCU简介资料!

瑞萨操你啦操bxxRA系列是基于ArmCortex-M核心架构构建的新的32位MCU系列,瑞萨操你啦操bxxRA系列具有广泛的性能和功能...
发表于 2020-09-02 10:59 101次阅读
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