智芯Z20K144x MCU开发之时钟架构

一、zhixin时钟架构

可以将时钟架构分解为三个部分来理解：

• 时钟源（OSC、FIRC、LPO）
• 系统时钟控制器（SCC）
• 外设时钟控制器 （PARCC）

其中SCC产生的时钟信号主要输出至PARCC进而分配至对应的外设使用；
LPO主要一般主要用于低功耗，输出智SRMC进行低功耗管理；
所有时钟信号均可输出至Port进而配置在对应的引脚上，可以通过示波器观测；

1.时钟源

三种时钟源特性对比：

时钟源名称	特性
OSC(晶振)	精度高(误差ppm（百万分之一）级别)、启动慢、功耗高
FIRC(内部RC振荡器)	精度始中（百分之几到千分之几）、快速启动、功耗适合中
LPO(低功耗振荡器)	精度相对较低、功耗较低

2.系统时钟控制器（SCC）

Cpu通过APB总线访问SCC寄存器进而配置系统时钟分配，SCC主要负责系统时钟相关的参数配置以及输出监控，以下为主要使用寄存器介绍：

SCC_PARAM：只读 记录当前MCU设计参数
SCC_CST：只读 记录当前各个分频器以及复选器参数配置
SCC_CFG：附带寄存器锁 设置各个分频器以及复选器参数
SCC_CLKOUTCFG：选择所需的时钟源输出至CLKOUT复用功能的Pin
SCC_OSCCS：附带寄存器锁 控制OSC工作模式以及状态监控

• 可以设置OSC信号loss时是触发中断还是复位
• 可以监控OSC信号是否ready
• 可以设置OSC监控模式（前提FIRC必须保持有效）

SCC_OSCCFG：OSC参数配置

• 选择什么类型外部时钟源（晶振/其他方波源）
• 高频模式配置（高于24M）
• 驱动电流配置（不同频率选择对应配置）

SCC_FIRCCS：控制FIRC工作模式以及状态监控，功能与SCC_OSCCS类似不再赘述
SCC_SPLLCS：控制SPLL工作模式以及状态监控，功能与SCC_OSCCS类似不再赘述
SCC_SPLLCFG1：SPLL锁相环参数配置，可以倍频出更高频率的时钟
SCC_SPLLCFG2：SPLL锁相环参数配置，可以倍频出更高频率的时钟
SPLL锁相环倍频计算方法如下：

默认复位状态下System clock是由FIRC驱动的，后续软件配置选择对应的时钟源后进行切换：

3.外设时钟控制器（PARCC）

PARCC（Peripheral Access & Reset & Clock Controller）是用于访问外设&复位&时钟分配功能的模块，主要功能如下：

• 外设访问保护
• 外设复位
• 外设时钟分配(clkmux用于选择所需的时钟源，CLKDIV用于外设时钟分频)

由PARCC架构图可知，PARCC主要由3个部分组成：外设时钟配置模块、APB外设访问以及控制模块、外设低功耗控制模块；由PARCC模块寄存器为每个外设都开辟了独立的寄存器，功能基本相同，因此以下仅以一个PARCC寄存器举例介绍：

二、软件应用

下面展示一些 内联代码片。

//FIRC时钟源使能控制
void CLK_FIRC64MEnable(ControlState_t stopModeEn);
void CLK_FIRC64MDisable(void);
//获取system clk使用的时钟源是OSC还是FIRC
CLK_System_t CLK_GetSysClkSrc(void);
//OSC时钟使能控制
ResultStatus_t CLK_OSC40MEnable(uint32_t freq, ControlState_t stopModeEn, CLK_OscMode_t mode);
ResultStatus_t CLK_OSC40MEnable2(CLK_OscFreqMode_t freqMode, ControlState_t stopModeEn, CLK_OscMode_t mode);       
void CLK_OSC40MDisable(void);
//system clk选择时钟源
ResultStatus_t CLK_SysClkSrc(CLK_System_t clk);
//配置osc 40M时钟Loss监控
void CLK_OSC40MMonitorEnable(CLK_MonitorAct_t act);
//关闭osc 40M时钟Loss监控
void CLK_OSC40MMonitorDisable(void);
//配置FIRC时钟Loss监控
void CLK_FIRC64MMonitorEnable(CLK_MonitorAct_t act);
//关闭FIRC时钟Loss监控
void CLK_FIRC64MMonitorDisable(void);
//LPO低功耗时钟源使能控制
void CLK_LPO32KEnable(void);
void CLK_LPO32KDisable(void);
//OSC 32K时钟使能控制
void CLK_OSC32KEnable(CLK_OscMode_t mode);
void CLK_OSC32KDisable(void);
//scc设置时钟分配
void CLK_SetClkDivider(CLK_Module_t module, CLK_Divider_t divider);
//选择对应外设时钟源
ResultStatus_t CLK_ModuleSrc(CLK_Module_t module, CLK_Src_t clockSource);
//选择TIM外部时钟源
void CLK_TimExternalClkSrc(CLK_TIM_t timId, CLK_TIMExtClk_t clockSrc);
//选择对应的时钟源输出至外部PIN
void CLK_ClkOutEnable(CLK_OutSrc_t outSrc, CLK_OutDiv_t divider);
void CLK_ClkOutDisable(void);
//获取对应外设时钟频率
uint32_t CLK_GetModuleClkFreq(CLK_Module_t module,uint32_t oscFreq);
//获取时钟源状态
FlagStatus_t CLK_GetClkStatus(CLK_Src_t clockSource);
//等待时钟源状态ready
ResultStatus_t CLK_WaitClkReady(CLK_Src_t clockSource);
//SCC安装终端回调函数可以配置当时钟源丢失时进入中断
void SCC_InstallCallBackFunc(CLK_Int_t intId,isr_cb_t * cbFun);
//清楚SCC中断标志位
void SCC_IntClear(CLK_Int_t intId);

三、总结

本文为博主开发过程中总结而得，如有不正之处欢迎指正。