U-Boot移植——设置系统时钟

0 开发环境
    宿主机：Ubuntu14.04

    开发板：Mini2440

    U-Boot：u-boot-1.1.6 

    编译器：arm-linux-gcc

1 设置[b]FCLK、HCLK和PCLK[/b]    

    根据《U-Boot移植——添加新开发板》的方法添加Mni2440的配置和目录后，打开board/mini2440/mini2440.c，在board_init()中通过修改MPLLCON、UPLLCON和CLKDIVN三个寄存器的值来达到设置FCLK、HCLK和PCLK的目的。

（1）在board_init()函数上方添加如下宏，分别表示将要设定MPLLCON、UPLLCON和CLKDIVN三个寄存器的值：

#define S3C2440_MPLL_400MHZ ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x01))
#define S3C2440_UPLL_48MHZ 	((0x38<<12)|(0x02<<4)|(0x02))
#define S3C2440_CLKDIV		0x05 /* FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8, UCLK=UPLL */

    说明：参考资料[2]p7-24指出，若要支持USB，UCLK必须为48MHz。可配置为UCLK = UPLL或者UCLK = UPLL / 2。因此UPLL只能为48MHz或者96MHz。上述配置采用了前者。

（2）添加clk_power->CLKDIVN设置，并且切换到异步总线模式：

/* FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8 */
clk_power->CLKDIVN = S3C2440_CLKDIV;		// Added by OneSea

/* 修改为异步总线模式 */					// Added by OneSea
__asm__( "mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0\n"		/* Read ctrl regisger */
"orr r1, r1, #0xc0000000\n"			/* Asynchronous */
"mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0\n"		/* Write ctrl regisger */
:::"r1"
);

    注：上述设置必需添加在下面设置前面的位置。

（3）修改clk_power->MPLLCON的值

clk_power->MPLLCON = S3C2440_MPLL_400MHZ;

（4）修改clk_power->UPLLCON的值

clk_power->UPLLCON = S3C2440_UPLL_48MHZ;

2 修改获取系统时钟的函数

    打开cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c，分别修改get_PCLK()、get_HCLK和get_PLLCLK()三个函数。

（1）通过给get_PLLCLK()传递不同的函数，可以返回Mpll或者Upll的值，在S3C2440中它们的计算公式是不同的[2]p7-20，因此需要添加一个条件判断和Mpll的返回语句：

if (pllreg == UPLL)
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m) / (p << s));
else
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m * 2) / (p << s)); // Added

    注：FCLK取Mpll，get_FCLK()函数直接返回Mpll的值：

ulong get_FCLK(void)
{
return(get_PLLCLK(MPLL));
}

（2）修改get_HCLK()。

    先在get_HCLK()前面的位置定义以下宏：

#define S3C2440_CLKDIVN_PDIVN (1<<0)
#define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK (3<<1)
#define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1 (0<<1)
#define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2 (1<<1)
#define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8 (2<<1)
#define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6 (3<<1)
#define S3C2440_CLKDIVN_UCLK (1<<3)

#define S3C2440_CAMDIVN_CAMCLK_MASK (0xf<<0)
#define S3C2440_CAMDIVN_CAMCLK_SEL (1<<4)
#define S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF (1<<8)
#define S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF (1<<9)
#define S3C2440_CAMDIVN_DVSEN (1<<12)    然后将get_HCLK()的return语句替换为：

unsigned long clkdiv = clk_power->CLKDIVN;
unsigned long camdiv = clk_power->CAMDIVN;
int hdiv = 1;

switch (clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK) {
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1:
hdiv = 1;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2:
hdiv = 2;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8:
hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF) ? 8 : 4;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6:
hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF) ? 6 : 3;
break;
}

return get_FCLK() / hdiv;

（3）修改get_PCLK()，将return语句替换为：

unsigned long clkdiv = clk_power->CLKDIVN;
unsigned long camdiv = clk_power->CAMDIVN;
int hdiv = 1;

switch (clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK) {
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1:
hdiv = 1;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2:
hdiv = 2;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8:
hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF) ? 8 : 4;
break;
case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6:
hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF) ? 6 : 3;
break;
}

return get_FCLK() / hdiv / ((clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_PDIVN) ? 2 : 1);

    说明：和get_HCLK()基本一样的，只是最后的返回语句不同而已。

3 为S3C24X0_CLOCK_POWER结构添加CAMDIVN成员

    在修改get_HCLK()和get_PCLK()时候都使用clk_power->CAMDIVN，然而在u-boot-1.1.6中所定义的S3C24X0_CLOCK_POWER结构并没有CAMDIVN这个成员，因此编译上述修改后的U-Boot会出错。根据参考资料[3]的提示，我们需要为S3C24X0_CLOCK_POWER结构添加CAMDIVN成员。

    经过搜索发现上述结构定义于include/s3c24x0.h，打开该头文件，在S3C24X0_CLOCK_POWER结构的最后添加CAMDIVN成员：

typedef struct {
S3C24X0_REG32   LOCKTIME;
S3C24X0_REG32   MPLLCON;
S3C24X0_REG32   UPLLCON;
S3C24X0_REG32   CLKCON;
S3C24X0_REG32   CLKSLOW;
S3C24X0_REG32   CLKDIVN;
S3C24X0_REG32   CAMDIVN;    // Added
} /*__attribute__((__packed__))*/ S3C24X0_CLOCK_POWER;

4 相关设置

    由于SDRAM受到系统时钟的影响，因此需要根据上述设置的系统时钟对其进行相应的修改，详见《U-Boot移植——设置SDRAM》。

参考资料

[1]韦东山. 嵌入式Linux应用开发完全手册. 人民邮电出版社，2012

[2]S3C2440A USER'S MANUAL

[3]关于uboot移植 CAMDIVN与时钟