第2章、系统时钟

向 RTTC 中的一次写入操作将会使 RCNR 自增。在 RTTR 中，有一部分被保留的位，这 些位应当被设置成 0，任何对它们的读操作都将被忽略。RTTR 只能通过硬件的重启来复位， 不像 RCNR 可以通过软件方式来复位。RTTR 的第 32 位为 Lock 功能，如果被置位的话，那 么本寄存器就变成只读的了，这样可以更好地保护数据。第 32 位只能通过硬件复位来清除。 RTTR 的定义如图 2-2 与表 2-1 所示。
RCNR 的定义如图 2-4 与表 2-3 所示。
物理地址 0x4090_0000
RCNR
系统内部集成单元
位 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
RCV
复位 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
通过 RTC Trim Register 提供给开发者一个时钟修正的途径。在理想的情况下，这种修正 方式可以使 32kHz 晶振在一个月内的误差控制在±5s 之内。
1．修正过程
赫兹时钟的输出频率是晶振分频的结果，但是晶振自身也有误差，再加上板上各种电容 的负面影响，时钟会产生误差。因此需要在特定的时钟周期内进行小规模的修正。RTC 精确 修正寄存器允许对时钟进行误差在 1ppm 内的修正操作。这样的话，对于 1Hz 频率的赫兹时 钟，一个月的误差也就是 5s 左右。
物理地址 0x4090_000C
RTTR
系统内部集成单元
位 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
LC K
保留
LCK
CK_DIV
复位 0 ? ? ? ? ? 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
表 2-3
图 2-4 RCNR RCNR 定义
位号
名称
描述
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《Windows CE 嵌入式开发入门--基于 Xscale 架构》——第 2 章、系统时钟
<31:0>
RCV

RTC 计数值 当前 RTC 计数器的值
2.1.5 RTC Status Register（RTSR）
华清远见——嵌入式培训专家
“黑色经典”系列之《Windows CE 嵌入式开发入门--基于 Xscale 架构》
第 2 章 系统时钟
电子系统中，时钟是一个关键的要素，尤其在手持设备中，时钟系统的设计与系统的性 能和功耗有直接关系。PXA255 提供了丰富的时钟系统的控制能力，能有效地实现性能和功 耗的平衡。
表 2-1 位号
<31> <30:26>
名称 LCK -
图 2-2 RTTR RTTR 定义
描述
调整值的锁存位 0-RTTR 值允许被改变 1-RTTR 值不允许被改变
保留
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<25:16> <15:0>
华清远见——嵌入式培训专家
RTSR 在硬件复位后默认值为 0。ALE 和 HZE 位为中断控制位，它们都可以触发中断。 AL 和 HZ 位为状态位，它们的值分别和 ALE 与 HZE 位相对应。向 AL 和 HZ 中写 1，可以 把 ALE 和 HZE 清零。
RTSR 的定义如图 2-5 与表 2-4 所示。 同样，在这个寄存器中也有很多保留位，这些位应当被清零，任何读操作都将被忽略。 如果系统处于睡眠状态，那么只有 AL 的事件会被得到响应，而 HZ 的事件则被忽略。
DEL CK_DIV
调整用的删除计数 这个值代表了 32MHz 时钟被删除的数目
时钟除数 这个值代表了 32MHz 时钟周期数，加 1 等于赫兹时钟周期
2.1.3 RTC 闹钟寄存器（RTAR）
RTAR 闹钟寄存器是一个 32 位的寄存器。处理器可以进行读/写操作。 在赫兹时钟的每个上升沿，本寄存器的值都将和 RCNR 的值进行比较，如果它们相等， 并且 RTSR[ALE]被置位，则 RTSR[AL]被设置成 1，引发中断。 RTAR 寄存器在复位后，值为 0x0。 RTAR 的定义如图 2-3 与表 2-2 所示。
可以通过编程来指定产生赫兹时钟的除法的参数，这同时也提供给开发人员修正时钟误 差的机会，关于修正误差，我们将在后续的章节中讨论。
2.1.2 RTC 精确调整寄存器（RTTR）
通过设置 RTTR 寄存器，可以调整赫兹时钟的频率。这个寄存器在复位后的值为 0x0000_7FFF，如果晶振为非常精确的 32.768kHz 的话，那么正好将产生 1Hz 的输出。如果设置 成其他值，也同样会使赫兹时钟产生其他的频率。如果使用的晶振不是 32.768kHz 的话，也可以 通过这个寄存器的值的改变来弥补。在后面的章节中我们将介绍如何计算赫兹时钟的频率。
表 2-2
图 2-3 RTAR RTAR 定义
位号
名称
描述
<31:0>
RTMV
RTC 闹钟触发值 这个值将会和 RTC 计数器的值比较
2.1.4 RTC Counter Register（RCNR）
RCNR 是一个读/写寄存器，如图 2-4 所示。理论可以在任何时候对这个寄存器进行操作， 但是 Intel 公司建议开发人员不要随意地在系统运行时随便改动这个值。
物理地址 0x4090_0008
RTSR
系统内部集成单元
位 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
HZE AL E HZ AL
保留
复位 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? / ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 0 0
RTC 闹钟监测 0-没有监测到 RTC 闹钟 1-监测到 RTC 闹钟并且置位 ALE
续表
2.1.6 时间的修正
由于晶振的自身误差和分频时产生的误差，使得长时间后时钟的误差急剧加大，因此有 必要在运行一段时间后进行修正。
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华清远见——嵌入式培训专家
当 PXA255 的 nRESET 引脚产生高电平时，RTTR 就会被回复为 0x0000_7FFF，如果是 32kHz 的晶振，正好产生 1Hz 的输出。而当 RTTR 中的分频位（RTTR[15:0]）都为 0 时，赫 兹时钟将一直输出高电平，这样也就失去了时钟的意义。对于其他数值来说，最终的赫兹时 钟输出应当为 32kHz 除以 RTTR 中的分频值再加 1。
除了计数器以外，PXA255 还提供了闹钟寄存器 RTAR，可以向 RTAR 中写入特定的值， 每当 RCNR 计数器递增后就会和 RTAR 进行比较，如果值相等，则触发中断 RTSR[AL]（如 果中断没有被屏蔽的话）。
赫兹时钟是由两个时钟源中任何一个的频率进行特定运算后得到的频率。在 PX255 的系 统中，要求使用 3.6864MHz 的晶振和 32.768kHz 的晶振。系统中可以同时使用这两个时钟源 或者其中一个，如果是使用 3.6864MHz 晶振的话，应当对其进行分频到 32.914kHz。
图 2-1 PXA255 时钟系统
3.6864MHz 晶振是系统的主要时钟源，可以用来驱动大部分的模块。在没有 32.768kHz 晶振的情况下，可以将其分频使用。
一个实时时钟是系统在关闭时也能追踪、记录时间的时钟。它经常以集成电路芯片的形 式嵌入在系统中。实时时钟可以用于许多种类的计算机，尤其在嵌入式系统中。
2．晶振频率的修正
在决定向 RTTR 中写入值之前，必须先使用一定时间精确度的基准来衡量晶振频率多用 复路器上的频率（一般为 32kHz），如使用频率计数器。PXA255 上 RTC 的脉冲可以通过复 用引脚的 GPIO[12]或者 GPIO[72]向外输出，然后将实际有效的频率用一个整数来除，并且在 特定周期内，丢弃一定量的脉冲，即每隔一段时间使脉冲无效，以补偿前面的误差。
表 2-4 位号
<31:4> <3>
位号 <2>
<1>
<0>
名称 -
HZE
图 2-5 RTSR RTSR 定义
保留 HZ 中断使能 0-HZ 中断禁止 1-HZ 中断使能
描述
名称 ALE HZ AL
描述
RTC 闹钟中断使能 0-RTC 闹钟中断禁止 1-RTC 闹钟中断使能
HZ 上升沿监测 0-没有监测到上升沿 1-监测到上升沿并且 HZE 位被置为 1
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《Windows CE 嵌入式开发入门--基于 Xscale 架构》——第 2 章、系统时钟
在硬件复位或者看门狗复位后，RCNR 计数恢复为 0，然后在每赫兹时钟的每个下降沿 递增 1。由于 1 赫兹产生的脉冲的高电平区只能维持 32kHz 周期的宽度，而 RCNR 的递增操 作发生在赫兹时钟产生上升沿后的 32kHz 周期的时间点上，因此看起来就像是在赫兹时钟下 降沿递增的。这个寄存器是读/写寄存器，当要把特定的计数值写入这个寄存器时，直接操作 即可。RTSR 计数器不受系统的睡眠或者是空闲状态改变的影响。
物理地址 0x4090_0004