AUTOSAR架构下TC3xx平台的MCAL时钟系统配置实践

admin 2023年12月18日10:26:17评论59 views字数 3398阅读11分19秒阅读模式

前言

我们在《TC3xx芯片Clock System功能详解-时钟源OSC》,《TC3xx芯片Clock System功能详解-锁相环PLL》,《TC3xx芯片Clock System功能详解-时钟分配CCU》三文中详细介绍了TC3xx芯片的Clock Sytstem并以手写代码(配置寄存器)的方式配置了一个完整的时钟系统,而使用AUTOSAR架构的项目的时钟系统是通过工具(Davinci, EB, e.g.)配置生成的,本文就来介绍AUTOSAR架构下TC3xx平台的MCAL时钟系统配置实践。


注意:本文不再介绍TC3xx的时钟系统的概念,如果对TC3xx的时钟不熟悉请先阅读上述三篇前文。



注:本文章引用了一些第三方工具和文档,若有侵权,请联系作者删除!


正文

1. MCU模块介绍

MCU直接访问微控制器硬件,位于微控制器抽象层(MCAL)中。

 

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MCU模块为基本的微控制器初始化、上下电、复位和其他MCAL软件模块所需的微控制器特定功能提供服务。MCU模块初始化之前(提供标准接口服务之前)ECU还会有一段启动代码,启动代码是非常特定于单片机的(非AUTOSAR标准定义之内,和每个具体的芯片厂商强绑定)。本文着重接受AUTOSAR标准MCU模块,提到系统启动代码只是为了提示在标准化的MCU初始化能够启动之前必须考虑到的一些功能。

 

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每个具体MCU的启动代码部分都是独有的,MCU模块只能描述/提供那些公有的服务,如时钟/RAM初始化,上下电,重启


MCU驱动提供的具体服务:


--描述MCAL其他模块没有覆盖到的功能配置,如时钟设置

--设置锁相环和时钟分配

-- RAM段初始化服务

--激活MCU低功耗模式

--执行MCU重启

--获取MCU重启的原因


其中的难点和重点就是MCU时钟的配置。


2. MCAL上的时钟Clock配置

2.1 AUTOSAR标准关于时钟的描述

2.1.1 McuClockSettingConfig

AUTOSAR标准规定了时钟(Clock)的顶层配置容器名为McuClockSettingConfig。由于每个厂家具体型号(Infineon, Renesas, NXP, ST e.g.)的MCU时钟配置完全不一样,McuClockSettingConfig内部的时钟具体配置无法统一,也就无法通过AUTOSAR标准规定,需要根据具体芯片来配置。也就是说,McuClockSettingConfig配置容器下的Container是非标准的配置

 

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McuClockSettingConfig包括McuClockReferencePoint的子配置容器。

 

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2.1.2 McuClockReferencePoint

McuClockReferencePoint配置时钟引用项。比如,我们在配置Can Driver模块时需要引用一个Can的模块时钟,这个引用(Reference Point)就是来自McuClockReferencePoint的配置。

 

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2.2 TC3xx芯片MCAL时钟的配

MCAL的时钟配置主要就是配置MCU模块的McuClockSettingConfig配置容器。也就是将前面文章中手写的代码通过图形化工具进行配置。

 

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McuClockSettingConfig下包括GeneralMcuClockReferencePoint两个配置容器,Genral下包括McuSystemPllSettingConfig, McuPeripheralPllSettingConfig, McuPllDistributionSettingConfig, McuExternalClockOutputConfig, McuClockMonitorConfig几个配置容器。


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2.2.1 McuSystemPllSettingConfig

McuSystemPllSettingConfig主要配置时钟源和fPLL0. 比如我们要配置选用OSC作为时钟源,且配置fPLL0100MHz.


需求:配置fPLL0100MHz.


公式:fPLL0 = (N* fOSC) / (P * K2)


fOSC == 20MHz


N = SYSPLLCON0.NDIV + 1 = 29(0x1D, 配置SYSPLLCON0.NDIV29) + 1 = 30

P = SYSPLLCON0.PDIV + 1 = 0(配置SYSPLLCON0.PDIV0) + 1 = 1

K2 = SYSPLLCON1.K2DIV + 1 = 5(配置SYSPLLCON1.K2DIV5) +1 = 6

 

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如上图种配置N,P,K2参数参考第一章节内容即可,这里面有两个地方需要捎带下:

1)两个xxxChangeDelay配置参数是配置K2参数倍频/分频时钟时渐变升高或者降低的时间,提高系统的稳定性。范围是5-100ms,这里配置15ms是个经验值。


2McuFmPllEnable配置是否使能频率调制(Frequency Modulation),McuFMPllModAmp配置频率调制幅值。至于什么是频率调制,请参考手册,作者也不懂。置为为啥配置为1.25,手册上的推荐值。


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2.2.2 McuPeripheralPllSettingConfig

McuPeripheralPllSettingConfig主要配置fPLL1fPLL2以及fsource0fsource1的时钟源,以及K3的选择。


需求

配置fPLL1320MHz.

配置fPLL2200MHz.


配置fsource0, fsource1, and fsource2三个时钟的时钟源为:

fsource0 = fPLL0

fsource1 = fPLL1

fsource2 = fPLL2


计算公式:


fPLL1 = (N* fOSC) / (P * K2)


fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 1.6) if DIVBY = 0 or fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 2) if DIVBY = 1


同样,我们配置:

N = 32

P = 1

K2 = 2

K3 = 2

Div = 0


fPLL1 = (N* fOSC) / (P * K2) = (32 * 20) / (1 * 2) = 320 MHz.


fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 1.6) if DIVBY = 0 or fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 2) if DIVBY = 1

= (32 * 20) / (1 * 2 * 1.6) = 200 MHz.


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2.2.3 McuPllDistributionSettingConfig

McuPllDistributionSettingConfig配置所有外设的时钟,主要配置每个外设模块的时钟源以及分频系数。


需求fMCAN clock配置到80MHz.


第一步:了解时钟源

从第二章已知

fPLL0100MHz.

fPLL1320MHz.

fPLL2200MHz.


第二步CCUCON0.CLKSEL配置为0x01B

也就是

fsource0 == fPLL0 == 100MHz

fsource1 == fPLL1 == 320MHz

fsource2 == fPLL2 == 200MHz


第三步:配置CCUCON1.MCANDIV = 0x4H

也就是

fMCANI = fsource1/4 = 320/4 = 80MHz.


第四步:配置CCUCON1.CLKSELMCAN = 01BfMCANI is used as clock source fMCAN

也就是

fMCANI ==  fMCAN  == 80MHz.


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2.2.4 McuExternalClockOutpuConfig

McuExternalClockOutpuConfig配置外部时钟输入,一般使用OSC不会使用外部时钟输入,这个配置项也就不用配置。


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2.2.5 McuClockMonitorConfig

McuClockMonitorConfig配置时钟的监控功能,在我们使用版本的MCAL中这个功能都是Disable的,还未开放。


2.2.6 McuClockReferencePoint

配置时钟的引用项,这里配置一个Can Driver模块需要使用到时钟引用项。

 

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Can Driver模块需要引用这个时钟引用项。

 

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2.3 小结

只要我们把第13章中的内容都理解了,配置MCAL中的时钟就比较简单了。AUTOSARMCAL模块隔离硬件,对上层提供统一的接口,具体的配置因芯片不同而不同。



End

原文始发于微信公众号(汽车电子嵌入式):AUTOSAR架构下TC3xx平台的MCAL时钟系统配置实践

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