Zynq-7000 CPU系列時鐘詳解
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在此之前,先看看Zynq-7000系列時鐘介紹,下圖顯示 CPU 時鐘域中的時鐘生成網(wǎng)絡(luò)
CPU 時鐘生成和域
1比率示例
CPU 時鐘域以6:2:1和4:2:1兩種模式運行。下圖顯示了這些模式和模塊在每個時鐘域中運行的示例頻率。
CPU 時鐘頻率比示例
2CPU 時鐘分頻器限制
為了提高進入 CPU 和 DDR 的高速時鐘的質(zhì)量,需要在slcr.ARM_CLK_CTRL [DIVISOR]位字段中將它們除以偶數(shù),對于slcr.ARM_CLK_CTRL [DIVISOR],軟件必須將其編程為等于或大于 2。
3時鐘使用
在正常使用過程中,大多數(shù)系統(tǒng)時鐘將通過獲取輸入時鐘PS_CLK,將其發(fā)送到PLL,最后將其分頻在PS內(nèi)使用來導(dǎo)出。
雖然 PS 生成許多不同的時鐘,但系統(tǒng)中交互作用最大且重要性最大的時鐘域有 3 個:
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DDR_3x 域
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DDR_2x 域
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CPU 時鐘域
DDR_3x 時鐘域包括 DDR 存儲器控制器, DDR_2x 域主要用于到 PL(AXI_HP{0:3})和互連的高性能 AXI 接口, CPU 時鐘域控制 ARM 處理器以及許多 CPU 外設(shè)。
CPU 時鐘域由四個獨立的時鐘組成:
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CPU_6x4x
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CPU_3x2x
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CPU_2x
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CPU_1x
這四個時鐘是根據(jù)它們的頻率命名的,它們與以下兩個比率之一相關(guān):6:3:2:1 或 4:2:2:1(縮寫為 6:2:1 和 4:2:1),操作時鐘比率由CLK_621_TRUE [0]位值決定,在6:2:1模式下,CPU_6x4x 時鐘的頻率是 CPU_1x 時鐘的 6 倍。
所有 CPU 時鐘相互同步;而DDR時鐘相互獨立,CPU時鐘相互獨立, CAN 參考時鐘和 SDIO 參考時鐘等 I/O 外設(shè)時鐘都是通過類似的方法生成的,從 PS_CLK 引腳開始,經(jīng)過一個 PLL,然后是一個分頻器,最后到達外設(shè)目的地,每個外設(shè)時鐘與所有其他時鐘完全異步。
4互連時鐘域
各個時鐘域如圖所示:
系統(tǒng)時鐘域
中央互連有兩個主要時鐘域:DDR_2x 和 CPU_2x。對于五個子開關(guān),四個時鐘在CPU_2x時鐘域中,而內(nèi)存互連時鐘在DDR_2x時鐘域中。
CPU(通過 L2 緩存)和 DDR 控制器之間的直接路徑在 DDR_3x 時鐘域中,確保最大吞吐量。
CPU 和 OCM 之間的直接路徑在 CPU_6x4x 時鐘域中。
SCU ACP 和 PL 之間的直接路徑在 CPU_6x4x 時鐘域中(PL 時鐘域和 CPU 時鐘域之間的時鐘域交叉在 PS 中的異步 AXI 橋接器中完成。
5CPU時鐘停止
可以使用slcr.A9_CPU_RST_CTRL.A9_CLKSTOP{0,1}單獨停止每個 CPU 時鐘。
6PS 外設(shè) AMBA 時鐘
PS 內(nèi)的每個外設(shè)都提供有自己獨立門控版本的 CPU 時鐘,用于連接到控制和狀態(tài)寄存器的 AMBA 總線,有時還連接到控制器邏輯本身。當(dāng)保證外設(shè)未被尋址時,可以禁用該時鐘。
7系統(tǒng)性能
PS 不同時鐘域的時鐘頻率有助于決定總體系統(tǒng)性能,在許多情況下,最高頻率的 CPU 時鐘會帶來最高的性能,然而,一些用戶會發(fā)現(xiàn) CPU 不是系統(tǒng)中的關(guān)鍵執(zhí)行者,互連帶寬是瓶頸,在這種情況下,將比率從6:2:1切換到4:2:1模式可能會很有用。
根據(jù)設(shè)備速度等級,CPU 時鐘頻率在6:2:1模式下可能受 cpu_6x 限制,而在4:2:1模式下可能受 cpu_2x 時鐘限制。
因此,建議對于那些可能會交換某些 CPU 性能以換取互連性能的應(yīng)用程序,請查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)表以確定最佳頻率。





