第15讲第7章时间管理-61页.ppt

1、2008年六月28日南京大学计算机系张家界培训，第1，7章中断，DMA，时间管理，牙齿章节主要是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同步电路电子电路时钟电源管理器实时时钟脉冲宽度调制计时器，2008年6月28日南京大学计算机系张家界培训，2，7.3嵌入式系统时钟控制和管理，2008年6月28日实时时钟(RTC，日历时钟)计算时钟速度的脉冲信号数，以嵌入式系统提供时钟位脉冲信号、定时信号(年/月/日、周、小时/分/秒)和报警(报警)信号。另一个使用时钟频率信号的外围设备PWM(脉宽调制器)提供指定的占空比时钟脉冲信号和计数定时信号。2008年六月28日，南京大学计算机系张家

2、界教育，3，7.3.1锁相环时钟频率信号生成器，ARM处理器，相位锁定器参考接收到的脉冲信号的频率和相位，输出同时时钟信号，即时钟频率信号。相位锁定器的内部通常称为锁相环，因为它是反馈电路。请参考下面的原理图。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，4，锁相环基本结构，锁相环，主要是变频器，可曹征的相位/频率曹征时钟生成器和环路滤波器三部分，各部分工作如下：相位检测器：用于确定相位锁定器输出的时钟信号和接收的晶体冲击脉冲信号的时钟差异。可曹征相位/频率调制时钟生成器：根据相位锁定器的输出信号，相应地调节相位锁定器内部时钟输出信号的频率或相位，使相位锁定器能够执行这种固定的差分功能。回

3、路过滤器：用于过滤和平滑相位探测器的输出信号，大多数情况下是低通滤波器。用于过滤数据更改和其他不稳定性对整个模块的影响。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，5，S3C44B0X锁相环内部模块，包含S3C44B0X锁相环的4茄子基本模块：VCO用于生成随直流电压变化的输出频率。Voltage Controlled Oscillator、电压控制振荡器Divider P(字典分配器P)将输入频率(Fin)除以CLKCON寄存器内的P分频参数(P分频)。Divider M(主分频器M)将VCO的输出频率除以CLKCON寄存器内M频率参数(相位频率检测器，PFD)的输入。Divider

4、S(后分配器S)将输出频率除以CLKCON寄存器内的S-frequency参数(S-frequency)，以获得Fpllo (PLL模块的输出频率)。，2008年六月28日南京大学计算机系张家界培训，6，S3C44B0X的锁相环电路块图表，S3C44B0X的PLL输出时钟控制PLLCON设置，2008年六月28日，南京大学计算机系统张家界培训，7，S3C44B0X相位同步电路输出壁时钟频率同步电路输出FPC即，divider P的分频值2表示Fpllo大于20MHz且小于66MHz，2008年六月28日南京大学计算机系统张家界培训，8，S3C44B0X的锁相环控制寄存器PLLCON位定义，20

5、08年六月28日，南京大学计算机系统张家界培训，9 PLL的输入时钟FLL con位定义也就是说，m分割系数为59 PDIV=6。也就是说，p分割系数为6 SDIV=1，000)/(62) * 21)=59，956，625=60mhz，2008年六月28日南京大学计算机系张家界培训，10，S3C44B0X 66MHz时钟频率信号设置H PLL配置PLL的输入时钟Fin=14.318MHz要求如果PLL的输出时钟Fout=66MHz，则可以将PLLCON的三个茄子分频系数字段值设置为MDIV=66。换句话说，M频率分割系数为：也就是说，s分频系数1可以是计算结果fout=(66 8) * 14，

6、318，000)/(6 2) * 21)=66，220，750=66 MHz，2008年6的独立晶片，也可以整合在处理器内部。前者的示例为80186处理器外部8284时钟生成器，后者的示例为8051微控制器、S3C44B0X、S3C2410X等。目前，大部分嵌入式处理器时钟信号发生器后存在一种茄子形式。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，12，S3C44B0X的时钟电源管理器，S3C44B0X的内置时钟电源管理器，CPU和外部设备都有时钟信号。牙齿内置时钟电源管理器可以控制提供时钟信号的外部设备模块是软件，还是阻止哪个外部设备时钟源以降低功耗。此外，在软件控制下，时钟电源管理器可

7、以为嵌入式应用程序提供5茄子电源管理模式。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，13，S3C44B0X的初始时钟脉冲信号，S3C44B0X初始时钟脉冲信号源可以由外部晶体生成，也可以直接输入外部时钟。初始时钟源选择取决于针脚OM3:2的状态。特别是nRESET上升时，由OM3和OM2针脚级别确定。OM3:2=00选择决策时钟，OM3:2=01选择外部时钟。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，14，启动时选择S3C44B0X时钟信号，Although The Pll Starts Just After A Reset，The Pll output can not be

8、used as fout unter，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，15，S3C44B0X的时钟电源管理器，下图为S3C44B，通过通信端口E的PE0针控制MCLK输出，PCONE的1:0=10选择输出时钟PLL的外部时钟Fpllo，1:00，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，16，S3C44B0X的电源管理，嵌入式处理器电源管理与时钟控制密切相关。S3C44B0X的电源管理提供以下5种茄子模式，其中4种是时钟相关模式：正常模式空闲模式低速度模式停止模式液晶屏上的SL_IDLE模式，2008(SL Idle模式)CLKCON寄存器设置允许用户控制外围设备的操

9、作模式。请参阅表7-8)例如，如果计时器和DMA不需要时钟操作，用户可以切断计时器和DMA的时钟供应，从而降低功耗。2008年六月28日，南京大学计算机系统张家界培训，18，S3C44B0X的时钟控制寄存器CLKCON位定义(上图)，2008年六月28日，南京大学计算机系统张家界培训，19，S3C44B0X的时钟控制寄存器CLKCON位定义(上图S3C44B0X电源管理中的节能数据，S3C44B0X在I/o模块关闭时的典型节能数据(66MHz时钟频率):南京大学计算机系张家界培训，2008年六月28日，21，S3C44B0X处于空闲模式，空闲模式CPU核心停止外部设备时钟信号保持供电。在空闲模

10、式下，总功耗不包括CPU核心的功耗。任何中断请求都可以将CPU从空闲模式中唤醒。要退出空闲模式，必须启用EINT7:0、RTC警报中断或其他中断之一。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，22，S3C44B0X的低速率模式(郑智薰PLL模式)，慢模式非倍频模式，慢模式外部时钟直接使用S3C44B0X的主工作时钟，使用内部倍频的渡边杏。在牙齿的情况下，功耗大小只依赖于外部时钟频率的大小。不包括PLL部件消耗的功耗。Fout=Fin/(2x SLOW _ VAL)SLOW _ VAL 0 Fout=Fin牙齿slow _ val=0，2008年六月28日南京大学计算机系张家界培训，23

11、，S3此时功耗最低外部中断允许将CPU从挂起模式中唤醒。刚退出停止模式时，仅进入THAW状态(解冻状态、切换状态)。这意味着用户不能从停止模式直接返回正常模式，如下一张幻灯片所示。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，25，S3C44B0X的电源管理状态系统，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，26，S3C4B0X的停止模式(继续1)，停止模式开始时时钟控制逻辑输出Fpllo 16个从停止模式发出断电命令开始进入实际断电模式的延迟可以使用以下公式计算：断电延迟=Fin(晶振时钟或外部时钟)*16 S3C44B0X处于低速率模式时，由于低速率模式的时钟频率大小低于Fin

12、，因此S3C44B0X可以立即进入停止模式。2008年六月28日南京大学计算机系张家界教育，27，S3C44B0X的停止模式(继续2)，S3C44B0X可以通过外部中断或RTC警报(闹钟)结束停止中断模式。在唤醒序列中，晶体振荡器和PLL牙齿可以开始工作。稳定Fout还需要锁定时间。锁定时间自动插入，由电源管理逻辑设置。锁定期间不提供时钟功能。启动唤醒序列时，必须唤醒中断(报警中断或外部中断)。，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，28，停止模式进入和退出停止模式计时，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界教育，29，S3C44B0X的液晶屏缓慢空闲模式(SL_IDLE模式

13、)，SL 因此，SL_IDLE空闲模式下的功耗小于空闲模式下的功耗。SL_IDLE模式的功耗比空闲模式低。进入SL_IDLE模式之前，必须进入低速模式，PLL牙齿必须关闭。进入低速模式关闭PLL，将0 x46(启用LCDC、启用IDLE、启用SL_IDLE)写入CLKCON寄存器(启用LCDC、启用IDLE、启用SL_IDLE)，然后进入SL _ IDLE模式，2008年六月28日南京大学计算机系张家界培训，30，S3C44B0X的液晶屏缓慢空闲模式关闭，SL_IDLE模式关闭，需要激活ENIT7:0或RTC警报中断。在牙齿情况下，处理器速度将自动切换到低速模式，如上图所示。要返回正常模式，必

14、须等到锁定时间结束，然后清除SL_IDLE位以禁止低速模式。锁相环锁定仅提供低速时钟信号。DRAM必须在SL_IDLE模式下保持自身的刷新模式。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，31，液晶屏缓慢空闲模式下的工作时刻表，下一步是SL_IDLE模式进入和退出时刻表，2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，32，7.3.3嵌入式系统实时时钟一般来说，如果系统停电，备用电池供电将继续运行。但是也有很多没有备用电池的嵌入式系统。在这种情况下，每当断电时，实时时钟信号发生器的寄存器内容就会牙齿为零。因此，很多嵌入式处理器在开机后必须记录校准后的实时时间数据。2008年六月28日，南京大学计算机系张家界培训，33，S3