【RTD MCAL 篇3】 K312 MCU时钟系统配置

一，文档简介
二，时钟系统理论与配置
- 2.1 K312 时钟系统
- - 2.1.1 PLL
  - 2.1.2 MUX_0系统
  - 2.1.3 MUX_6 时钟输出
  - 2.1.4 option B推荐方案
- 2.2 EB 配置
- - 2.2.1 General 配置
  - 2.2.2 McuClockSettingConfig配置
  - - 2.2.2.1 McuFIRC配置
    - 2.2.2.2 McuSIRC配置
    - 2.2.2.3 McuFXOSC配置
    - 2.2.2.4 McuCgm0ClockMux0配置
    - 2.2.2.5 McuCgm0ClockMux1配置
    - 2.2.2.6 McuCgm0ClockMux3配置
    - 2.2.2.7 McuCgm0ClockMux4配置
    - 2.2.2.8 McuCgm0ClockMux5配置
    - 2.2.2.9 McuCgm0ClockMux6配置
    - 2.2.2.10 McuCgm0ClockMux11配置
    - 2.2.2.11 McuRtcClockSelect配置
    - 2.2.2.12 McuPLL配置
    - 2.2.2.13 McuClockReferencePoint配置
  - 2.2.3 McuModeSettingConf 配置
  - 2.2.4 PORT 配置
三，测试结果
- 3.1 CLKOUT FIRC_CLK DIV2
- 3.2 CLKOUT SIRC_CLK DIV2
- 3.3 CLKOUT FXOSC_CLK DIV10
- 3.4 CLKOUT PLLPH0 CLK DIV10
- 3.5 CLKOUT CORE CLK DIV10
- 3.6 CLKOUT PLLPH1 CLK DIV4
- 3.7 CLKOUT HSE CLK DIV10
- 3.8 CLKOUT AIPS_PLAT CLK DIV10
- 3.9 CLKOUT AIPS_SLOW CLK DIV10

一，文档简介

很久没开张了，理由省掉一万字，结论为绝非偷懒！抓着2024的尾巴尖，再次激活下写文章系统。既然新的一年要开始了，那么就从MCU的小心脏跳动起来：谈谈如何在K3芯片MCAL的MCU中配置时钟系统。这个话题之前在做LLD的时候，一直是不屑去讲的，因为K3的时钟系统实在是太过简单，内部快慢时钟源，外部快慢时钟源，一个PLL倍频，然后各路内核外设来分羹，K3的RM甚至还做了几个option把规则给框了起来，从LLD的角度，尤其是S32DS CT配置的角度，更是简洁明了，来个CT图秀一下：
在这里插入图片描述

图 1

在这里插入图片描述

图 2

就这么个时钟系统，小手点点戳戳几下，一生成代码不就完事了。但是在LLD里面太过自由，到了MCAL却时常磕磕碰碰，所以，索性花些许时间把这个MCAL MCU的整个时钟系统给整的明明白白，本文以K312为例来讲解，其他的K3系列类似。

二，时钟系统理论与配置

2.1 K312 时钟系统

从RM的时钟章节，可以看到整个系统框图情况：
在这里插入图片描述

图 3

这个框图把每个部分的情况都画的很清晰，时钟来源有四种：
内部快速时钟FIRC：48MHz, +/-5%误差，启动最大25us
内部慢速时钟SIRC: 32KHz,+/-10%误差，启动最大3ms
外部快速时钟FXOSC: 8-40MHz, 启动稳定时间FXOSC_CTRL[EOCV] × 128
外部慢速时钟SXOSC：32.768KHz, 启动稳定时间SXOSC_CTRL[EOCV] x 128
一个PLL：输入8-40MHZ，VOC输出640M-1280Mhz，PLL_PHIn_CLK输出25-480MHz。
MUX_0：输出CORE_CLK, AIPS_PLAT_CLK, AIPS_SLOW_CLK, HSE_CLK,DCM_CLK
MUX_1: 输出系统定时器STM0_CLK
MUX_3: 输出FLEXCAN0-2时钟
MUX_4: 输出FLEXCAN3-5时钟
MUX_5: 输出CLKOUT_STANDBY
MUX_6: 输出 CLKOUT_RUN
MUX_11: 输出TRACE_CLK
RTC_CLK：RTC时钟

2.1.1 PLL

从PLL角度，需要知道倍频和哪些值有关，可以通过如下公式去计算：
在这里插入图片描述

图4

如果是整数情况，上图的红色框是常用的方式，本文也会用上面的方式去配置。
PLL_PHI是最终PLL输出的时钟，供给其他MUX对应的MC去选择的。

2.1.2 MUX_0系统

从RM中可以看到细节的MUX_0系统：
在这里插入图片描述

图 5

可以看到，MUX_0的时钟源头可以是两种：PLL或者内部FIRC。
然后后面是可以生成内核时钟，AIPS_PLAT_CLK, AIPS_SLOW_CLK, HSE_CLK, DCM_CLK.
那么具体是生成时钟的频率是多少？原则上是符合各个模块对应的最大时钟即可，但是K3系列里面还做了一些option的推荐，比如K312推荐RUN的时候用optionB模式，尤其HSE的时钟，通常是需要严格满足option的推荐。

2.1.3 MUX_6 时钟输出

为了检查芯片内对应时钟情况，可以通过CLKOUT引脚输出对应的时钟，CLKOUT引脚可以对应多个时钟源的选择，具体情况如下：

在这里插入图片描述

图 6

图中黄色的内容是K312的CLKOUT_RUN所能支持的，后续配置时钟之后，将会具体选择对应的时钟测试是否输出和配置一致。

2.1.4 option B推荐方案

本文K312将会在EB中配置optionB的时钟情况。
在这里插入图片描述

图 7

2.2 EB 配置

首先先新建一个K312的EB工程，具体新建方法可以参考之前的文章：

S32K3 工具篇8：如何移植RTD现有demo到其他K3芯片
本文将重点讲解基于RTD400 MCAL的MCU模块对应的时钟配置，对于MCU配置，两个文档需要作为工具书查阅：
C:\NXP\SW32K3_S32M27x_RTD_R21-11_4.0.0\eclipse\plugins\Mcu_TS_T40D34M40I0R0\doc下的：RTD_MCU_UM.pdf和RTD_MCU_IM.pdf
有些不知道怎么配置的，就按照文档推荐的默认值配置即可。
下图是mcu的概览，主要配置的模块有如下三个组件：
General, McuClockSettingConfig, McuModeSettingConf
在这里插入图片描述

图8

2.2.1 General 配置

除了图8，需要打开内部外部快慢速时钟控制以及PLL控制，并且添加对应API，以及晶振频率情况，如果这边不打开，后面的对应配置将会无法配置。
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图 9

2.2.2 McuClockSettingConfig配置

这里是MCU时钟配置的核心区域，里面包含了时钟源，PLL，以及各大MUX情况。

首先需要先添加一个时钟配置：
在这里插入图片描述

图 10

点击进去，里面会有详细的配置：
在这里插入图片描述

图 11

里面一共17个选项，对于第1,6可以保持默认配置，5外部慢速晶振，由于板子没接，所以不配置。其余要根据实际情况配置，下面予以一一讲解：

2.2.2.1 McuFIRC配置

内部快速时钟，48MHz:
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图 12

2.2.2.2 McuSIRC配置

内部慢速时钟32Khz
在这里插入图片描述

图 13

2.2.2.3 McuFXOSC配置

外部晶振16MHZ，根据实际连接情况填写。
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图 14

2.2.2.4 McuCgm0ClockMux0配置

Mux0配置，这里配置的有内核时钟，AIPS_PLAT_CLK,AIPS_SLOW_CLK,HSE, DCM_CLK,是满足optionB要求，并且时钟来源于PLL_PHI0_CLK，真正配置的时候，先配置PLL时钟输出正确的PLL_PHI0_CLK, PLL_PHI1_CLK时钟。
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图 15

2.2.2.5 McuCgm0ClockMux1配置

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图16

可以根据实际模块需要的时钟源情况去配置。

2.2.2.6 McuCgm0ClockMux3配置

配置FLEXCAN0-2模块的时钟源：
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图 17

2.2.2.7 McuCgm0ClockMux4配置

配置FLEXCAN3-5模块的时钟源：
在这里插入图片描述

图 18

2.2.2.8 McuCgm0ClockMux5配置

配置CLKOUT_STANBY模块的时钟源：
在这里插入图片描述

图19

2.2.2.9 McuCgm0ClockMux6配置

配置CLKOUT_RUN模块的时钟源
在这里插入图片描述

图20

2.2.2.10 McuCgm0ClockMux11配置

配置TRACE_CLK模块的时钟源
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图21

2.2.2.11 McuRtcClockSelect配置

配置RTC模块的时钟源
在这里插入图片描述

图22

2.2.2.12 McuPLL配置

配置PLL模块的时钟源
在这里插入图片描述

图23

2.2.2.13 McuClockReferencePoint配置

配置参考时钟，外设模块的时钟源选择接口。
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图24

到这里，时钟就配置结束了。
下面为了验证，可以使用CLKOUT_RUN这个输出，将对应的时钟输出到引脚PTD10查看。

2.2.3 McuModeSettingConf 配置

Mcu中的McuModeSettingConf->McuPeripheral这里需要把使用到的外设给打开：
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图 25

2.2.4 PORT 配置

因为需要将内部时钟输出到CLKOUT_RUN, K312的PTD10 MSCR106查看，所以添加PORT引脚如下：

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图26

三，测试结果

下面在S32K312-EVB板子上，通过修改EB的CLKOUT_RUN的时钟源测试看看时钟是否和配置的能够对上。
常用的mcu相关驱动如下：
在这里插入图片描述

图 27

系统启动MCU初始化的调用顺序如下：
1）. Mcu_Init()
2）. Mcu_InitClock()
3）. Mcu_GetPllStatus() - Till PLL is locked.
4）. Mcu_DistributePllClock()
5）. Mcu_SetMode()
6）. Mcu_InitRamSection() - If required

对应的main代码如下：

#include "Mcu.h"
#include "Mcu_Cfg.h"
#include "Port.h"
#include "Dio.h"
#include "Port_Cfg.h"
#include "Platform.h"
void TestDelay(uint32 delay);
void TestDelay(uint32 delay)
{static volatile uint32 DelayTimer = 0;while(DelayTimer < delay){DelayTimer++;}DelayTimer = 0;
}/**
* @brief        Main function of the example
* @details      Initialize the used drivers and uses the Icu
*               and Dio drivers to toggle a LED on a push button
*/
int main(void)
{uint8 count = 0U;uint8 u8TimeOut = 100U;/* Initialize the Mcu driver */
#if (MCU_PRECOMPILE_SUPPORT == STD_ON)Mcu_Init(NULL_PTR);
#elif (MCU_PRECOMPILE_SUPPORT == STD_OFF)Mcu_Init(&Mcu_Config_VS_0);
#endif /* (MCU_PRECOMPILE_SUPPORT == STD_ON) *//* Initialize the clock tree and apply PLL as system clock */Mcu_InitClock(McuClockSettingConfig_0);#if (MCU_NO_PLL == STD_OFF)while ( MCU_PLL_LOCKED != Mcu_GetPllStatus() ){}Mcu_DistributePllClock();
#endif/* Apply a mode configuration */Mcu_SetMode(McuModeSettingConf_0);/* Initialize all pins using the Port driver */Port_Init(NULL_PTR);/* Initialize Platform driver */Platform_Init(NULL_PTR);while (count++ < 10){Dio_WriteChannel(DioConf_DioChannel_Digital_Output_LED_Q172, STD_HIGH);Dio_WriteChannel(DioConf_DioChannel_Digital_Output_LED_Q257, STD_HIGH);TestDelay(5000000);Dio_WriteChannel(DioConf_DioChannel_Digital_Output_LED_Q172, STD_LOW);Dio_WriteChannel(DioConf_DioChannel_Digital_Output_LED_Q257, STD_LOW);TestDelay(5000000);}//    Exit_Example(TRUE);return (0U);
}#ifdef __cplusplus
}
#endif