NXP IMX6ULL芯片时钟系统全概况_imx6ull硬件电路

本文主要针对IMX6ULL芯片的时钟系统进行分析，并没有针对哪款开发板，毕竟是芯片的问题。

一、硬件原理图分析

对于IMX6ULL芯片有两个时钟源，我使用的开发板是百问网IMX6ULL，其他IMX6ULL开发板应该也是如此，两个时钟源如下图所示，

1. 32.768KHz的晶振是供给RTC使用。

2. 24MHz的晶振接到了开发板的T16和T17引脚供给给开发板使用，作为初始时钟，IMX6ULL后面的一系列时钟都是围绕着这颗24MHz的晶振展开。

二、IMX6U时钟系统分析

2.1 IMX6U的7路PLL

IMX6U时钟系统是一个相对复杂的系统，由于IMX6U的外设系统相当丰富，也就会涉及到不同的外设会使用到不同的时钟。IMX6U芯片为了方便生成时钟，IMX6U从24MHz的晶振中生出来了7路PLL，每个PLL对应一种时钟。另外，这7路的PLL中有的又会生出来PFD，同样也对应着不同频率的时钟。

根据IMX6ULL芯片的参考手册，可以看到，芯片已经对生出来的7路PLL进行了安排。

• PLL1：ARM PLL供给给ARM内核使用。
• PLL2：Sysytem PLL，528MHz，528_PLL，此路PLL分出了4路PFD，分别为PLL2_PFD0~PFD3。
• PLL3：USB1 PLL，480MHz 480_PLL，此路PLL分出了4路PFD，分别为PLL3_PFD0~PFD3。
• PLL4：Audio PLL，主供音频使用。
• PLL5：Video PLL，主供视频外设，比如RGB LCD接口，和图像处理有关的外设。
• PLL6：ENET PLL，主供网络外设。
• PLL7: USB2_PLL ,480MHz，无PFD。

后面也会结合时钟树来说明，PLL的作用是什么，现在我们只需要知道，我们从24MHz的晶振倍频后生出了7路不同频率的时钟。

2.1.1 PLL1时钟 ARM PLL

PLL1时钟也可以称为ARM PLL时钟，该锁相环是从24MHz的参考时钟合成的低抖动时钟。ARM PLL锁相环范围的输出频率从650MHz到1.3GHz。而输出频率是由7位寄存器字段CCM_ANALOG_PLL_ARM[DIV_SELECT]来确定的。

ARM PLL输出频率的计算公式： PLL output frequency = Fref * DIV_SEL/2

2.1.2 PLL2时钟 System PLL

System PLL只能在528MHz的默认频率下运行。此 PLL 分出了 4 路 PFD，分别为： PLL2_PFD0~PLL2_PFD3，这 4 路 PFD 和 528_PLL共同作为其它很多外设的根时钟源。通常 528_PLL和这4路PFD是I.MX6U 内部系统总线的时钟源，比如内处理逻辑单元、 DDR 接口、 NAND/NOR 接口等等。

2.1.3 PLL3时钟 USB PLL

USB PLL的输出频率是480MHz，是固定的 20 倍频，该PLL应该使用该默认频率。

2.2 各路PLL分出的PFD

根据IMX6ULL的参考手册，我们可以知道，PFD是在PLL的基础之上再一次进行分频而产生的，目前只有PLL2与PLL3会产生有PFD。

 其实PLL与PFD是一样的，都是产生时钟用的。

2.3 时钟树

 IMX6U的时钟树是相对复杂的，毕竟有这么多的外设呢。但将时钟树拆开来看，并没有想象中的复杂。根据上面的图，将时钟树分成了三个部分，就是上面用红色框框出来的部分，CLOCK SWITCHER，CLOCK ROOT GENERATOR，SYSTEM CLOCKS这三个部分。其中左边的 CLOCK_SWITCHER 就是我们上一小节讲解的那 7 路 PLL 和8 路 PFD，右边的 SYSTEM CLOCKS 就是芯片外设，中间的 CLOCK ROOT GENERATOR 是最复杂的！这一部分就像“月老”一样， 给左边的CLOCK_SWITCHER和右边的SYSTEM CLOCKS进行牵线搭桥。外设时钟源是有多路可以选择的， CLOCK ROOT GENERATOR 就负责从 7 路PLL 和 8 路 PFD 中选择合适的时钟源给外设使用。

具体操作肯定是设置相应的寄存器，我们以ESAI 这个外设为例，