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系統時鐘

MINI2440開發板在沒有開啟時鐘前，整個開發板全靠一個12MHz的晶振提供頻率來執行，也就是說CPU，記憶體，UART等需要用到時鐘頻率的硬體都工作12MHz下，而S3C2440A可以正常工作在400MHz下，兩者速度相差可想而知，就好比牛車和動車。如果CPU工作在12MHz頻率下，開發板的使用效率非常低，所有依賴系統時鐘工作的硬體，其工作效率也很低，比如，我們電腦裡面經常提到的超頻，超頻就是讓CPU工作在更高的頻率下，讓電腦運算速度更快，雖然頻率是越高越好，但是由於硬體特性決定了任何一個裝置都不可能無止境的超頻，電腦超頻時要考慮到

lFCLK：400MHz

lHCLK：100MHz

lPCLK：50MHz

既然如此，那麼怎樣讓CPU工作在400MHz，讓牛車速度提高到動車的速度呢？

在對系統時鐘進行提速之前，讓我們先來了解下S3C2440上的工作時鐘頻率，FCLK，HCLK，PCLK，其中FCLK主要為ARM920T核心提供工作頻率，如圖2-44所示：

圖2-44ARM920T核心結構

HCLK主要為S3C2440 AHB匯流排（Advanced High performance Bus

圖2-45 S3C2440 AHB總線上掛接硬體

PCLK主要為APB匯流排提供工作頻率，由圖2-46所示，APB匯流排主要掛接UART串列埠，Watchdog等硬體控制器。

圖2-46 S3C2440 APB匯流排掛接硬體

也就是說，對於一些需要時鐘工作的硬體，如果切斷其時鐘源，就不會再工作，從而達到降低功耗的目的，這也是便攜嵌入式裝置裡的一個特點。

時鐘源：為了減少外界環境對開發板電磁干擾，降低製作成本，通常開發板的外部晶振時鐘頻率都很低，MINI2440開發板由

S3C2440裡有兩個PLL：MPLL和UPLL，MPLL用來產生FCLK，HCLK，PCLK的高頻工作時鐘，UPLL用來為USB提供工作頻率。

圖2-47系統時鐘初始化時序

開發板上電後，晶振OSC開始提供晶振時鐘，由於系統剛剛上電，電壓訊號等都還不穩定，這時復位訊號（nRESET）拉低，這時MPLL雖然預設啟動，但是如果不向MPLLCON中寫入值，那麼外部晶振則直接作為系統時鐘FCLK，過幾毫秒後，復位訊號上拉，CPU開始取指執行，這時可以通過程式碼設定啟動MPLL，MPLL啟動需要一定鎖定時間（LockTime），這是因為MPLL輸出頻率還沒有穩定，在這期間FCLK都停止輸出，CPU停止工作，過了LockTime後時鐘穩定輸出，CPU工作在新設定的頻率下，這時可以通過設定FCLK，HCLK和PCLK三者的頻率比例來產生不同總線上需要的不同頻率，下面詳細介紹開啟MPLL的過程：

l設定LockTime變頻鎖定時間

l設定FCLK與晶振輸入頻率（Fin）的倍數

l設定FCLK，HCLK，PCLK三者之間的比例

LockTime變頻鎖定時間由LOCKTIME暫存器（見下表）來設定，由於變頻後開發板所有依賴時鐘工作的硬體都需要一小段調整時間，該時間計數通過設定LOCKTIME暫存器[31:16]來設定UPLL（USB時鐘鎖相環）調整時間，通過設定LOCKTIME暫存器 [15:0]設定MPLL調整時間，這兩個調整時間數值一般用其預設值即可。

表2-8變頻鎖定時間暫存器(LOCKTIME)

FCLK與Fin的倍數通過MPLLCON暫存器設定，三者之前有以下關係：

MPLL(FCLK) = (2*m*Fin)/(p*2^s)

其中：m = MDIV + 8, p = PDIV + 2, s = SDIV

當設定完MPLL之後，就會自動進入LockTime變頻鎖定期間，LockTime之後，MPLL輸出穩定時鐘頻率。

表2-9 MPLL配置暫存器(MPLLCON)

通過上述演算法比較難以找到合適的PLL值，下表給出了官方推薦的一些MPLL參考設定：

表2-10 官方推薦MPLL

FCLK，HCLK，PCLK三者之間的比例通過CLKDIVN暫存器進行設定，S3C2440時鐘設定時，還要額外設定CAMDIVN暫存器，如下表，HCLK4_HALF，HCLK3_HALF分別與CAMDIVN[9:8]對應，下表列出了各種時鐘比例：

表2-11 FCLK HCLK PCLK設定比例

如果HDIV設定為非0，CPU的匯流排模式要進行改變，預設情況下FCLK = HCLK，CPU工作在fast bus mode快速匯流排模式下，HDIV設定為非0後， FCLK與HCLK不再相等，要將CPU改為asynchronous bus mod非同步匯流排模式，可以通過下面的嵌入彙編程式碼實現：

__asm{ 

mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 讀取CP15 C1暫存器 */ 

orr r1, r1, #0xc0000000 /* 設定CPU匯流排模式 */ 

mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 寫回CP15 C1暫存器 */

} 

關於mrc與mcr指令，請檢視MMU與記憶體保護的實現章節。

表2-12時鐘分頻器控制暫存器（CLKDIVN）