大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是i.MXRT10xx系列MCU外接24MHz晶振的作用。
痞子衡之前写过一篇关于时钟引脚的文章 《i.MXRT1xxx系列MCU时钟相关功能引脚的作用》,里面简单提及了外部晶振相关引脚的作用,但是并没有详细展开。最近在客户支持中,有客户咨询项目板级设计上能否将外部 24MHz 晶振完全去掉,就使用芯片内部集成的 RC24M 做初始时钟源。今天痞子衡就详细展开这个话题:
一、外部24MHz晶振作用
i.MXRT 系列共有两组外接晶振专用引脚,XTALI/O 用于连接 24MHz 晶振,RTC_XTALI/O 用于连接 32.768KHz 晶振。其中低频 32.768KHz 晶振主要用于低功耗场景(SNVS 域),而高频 24MHz 晶振(即本文主角)主要是给内部 PLL 提供时钟源,它是高性能应用的保证。
外部 24MHz 晶振(XTAL24M)并不是直接连到 PLL 模块的,中间会经过芯片内部 OSC 24MHz 模块,而 OSC 24MHz 模块本身还包含了一个 RC24M 震荡电路,这是为了确保在没有外部 XTAL24M 的情况下,PLL 也能正常工作。
二、内部RC24M振荡器能否替代外部24MHz晶振?
我们知道内部 RC24M 精度较差,最差的情况甚至有 20% 的精度误差,这种情况下一些对精度要求高的外设(比如 USB、ENET)是无法使用 RC24M 为源的 PLL 输出作为时钟源的。
如果你的应用里不涉及 USB、ENET 等外设,就使用了一些简单的 LPUART/LPSPI 等外设,那么是完全可以禁掉外部 XTAL24M 的使用的,切换代码如下。其中需要注意的是如果当前内核时钟源来自 PLL,那么必须先将内核时钟切到 OSC24M,否则 OSC24M 时钟源切换操作会直接导致代码跑飞(一旦 PLL 时钟源发生变化,输出会不稳,此时内核运行会出现异常):
void ClockSelectRcOsc(void)
{
// 将内核时钟源从 PLL 切换到 OSC 24M
CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphClk2Mux, 1);
CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphMux, 1);
// 将 OSC 24M 时钟源从外部 XTAL24 切换到内部 RC24M
CLOCK_InitRcOsc24M();
CLOCK_SwitchOsc(kCLOCK_RcOsc);
CLOCK_DeinitExternalClk();
// 恢复内核时钟源(这里的 m、n 为切换之前的配置)
CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphClk2Mux, m);
CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphMux, n);
}
更多 RC24M 的应用详见 \SDK_2_12_0_EVKB-IMXRT1050\boards\evkbimxrt1050\demo_apps\power_mode_switch\bm 例程。
三、能否完全去掉外部24MHz晶振?
既然在低速或者低功耗应用场合,RC24M 可以替代 XTAL24M,那么我们能不能直接把 XTAL24M 完全去掉呢?答案很遗憾,不能!因为芯片系统(内核、PLL)默认就是以 XTAL24M 为初始时钟源:
XTALOSC24M->LOWPWR_CTRL[OSC_SEL] = 1'b0 // 24MHz clock from XTAL OSC
CCM_ANALOG->PLL_ARM[BYPASS_CLK_SRC] = 2'b00 // clock from REF_CLK_24M
CCM->CBCMR[PRE_PERIPH_CLK_SEL] = 2'b11 // clock from divided PLL1 (PLL_ARM)
CCM->CBCDR[PERIPH_CLK_SEL] = 1'b0 // clock from pre_periph_clk_sel
如果没有外部 XTAL24M,芯片系统上电后,内核没有正确的时钟源,BootROM 代码无法正常执行,这时候甚至仿真器也没法找到内核,那后续设计也就没有任何意义。看到这里,你可能会明白,i.MXRT毕竟是跨界处理器,它是为高性能场景而生的,运行起来后切换到内部 RC24M 来降功耗只是它的附带功能而已。
至此,i.MXRT10xx系列MCU外接24MHz晶振的作用便介绍完毕了,掌声在哪里~~~
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