AUTOSAR架构下TC3xx平台的MCAL时钟系统配置实践

1. MCU模块介绍

MCU直接访问微控制器硬件，位于微控制器抽象层(MCAL)中。

MCU模块为基本的微控制器初始化、上下电、复位和其他MCAL软件模块所需的微控制器特定功能提供服务。在MCU模块初始化之前（提供标准接口服务之前）ECU还会有一段启动代码，启动代码是非常特定于单片机的（非AUTOSAR标准定义之内，和每个具体的芯片厂商强绑定）。本文着重接受AUTOSAR标准MCU模块，提到系统启动代码只是为了提示在标准化的MCU初始化能够启动之前必须考虑到的一些功能。

每个具体MCU的启动代码部分都是独有的，MCU模块只能描述/提供那些公有的服务，如时钟/RAM初始化，上下电，重启。

MCU驱动提供的具体服务:

--描述MCAL其他模块没有覆盖到的功能配置，如时钟设置

--设置锁相环和时钟分配

-- RAM段初始化服务

--激活MCU低功耗模式

--执行MCU重启

--获取MCU重启的原因

其中的难点和重点就是MCU时钟的配置。

2. MCAL上的时钟Clock配置

2.1 AUTOSAR标准关于时钟的描述

2.1.1 McuClockSettingConfig

AUTOSAR标准规定了时钟（Clock）的顶层配置容器名为McuClockSettingConfig。由于每个厂家具体型号（Infineon, Renesas, NXP, ST e.g.）的MCU时钟配置完全不一样，McuClockSettingConfig内部的时钟具体配置无法统一，也就无法通过AUTOSAR标准规定，需要根据具体芯片来配置。也就是说，McuClockSettingConfig配置容器下的Container是非标准的配置。

McuClockSettingConfig包括McuClockReferencePoint的子配置容器。

2.1.2 McuClockReferencePoint

McuClockReferencePoint配置时钟引用项。比如，我们在配置Can Driver模块时需要引用一个Can的模块时钟，这个引用（Reference Point）就是来自McuClockReferencePoint的配置。

2.2 TC3xx芯片MCAL时钟的配

MCAL的时钟配置主要就是配置MCU模块的McuClockSettingConfig配置容器。也就是将前面文章中手写的代码通过图形化工具进行配置。

McuClockSettingConfig下包括General和McuClockReferencePoint两个配置容器，Genral下包括McuSystemPllSettingConfig, McuPeripheralPllSettingConfig, McuPllDistributionSettingConfig, McuExternalClockOutputConfig, McuClockMonitorConfig几个配置容器。

2.2.1 McuSystemPllSettingConfig

McuSystemPllSettingConfig主要配置时钟源和f_PLL0. 比如我们要配置选用OSC作为时钟源，且配置fPLL0到100MHz.

需求：配置fPLL0到100MHz.

公式：fPLL0 = (N* fOSC) / (P * K2)

fOSC == 20MHz

N = SYSPLLCON0.NDIV + 1 = 29(0x1D, 配置SYSPLLCON0.NDIV为29) + 1 = 30

P = SYSPLLCON0.PDIV + 1 = 0(配置SYSPLLCON0.PDIV为0) + 1 = 1

K2 = SYSPLLCON1.K2DIV + 1 = 5(配置SYSPLLCON1.K2DIV为5) +1 = 6

如上图种配置N,P,K2参数参考第一章节内容即可，这里面有两个地方需要捎带下：

1）两个xxxChangeDelay配置参数是配置K2参数倍频/分频时钟时渐变升高或者降低的时间，提高系统的稳定性。范围是5-100ms，这里配置15ms是个经验值。

2）McuFmPllEnable配置是否使能频率调制（Frequency Modulation），McuFMPllModAmp配置频率调制幅值。至于什么是频率调制，请参考手册，作者也不懂。置为为啥配置为1.25，手册上的推荐值。

2.2.2 McuPeripheralPllSettingConfig

McuPeripheralPllSettingConfig主要配置fPLL1和fPLL2以及fsource0和fsource1的时钟源，以及K3的选择。

需求

配置fPLL1到320MHz.

配置fPLL2到200MHz.

配置fsource0, fsource1, and fsource2三个时钟的时钟源为：

fsource0 = fPLL0

fsource1 = fPLL1

fsource2 = fPLL2

计算公式：

fPLL1 = (N* fOSC) / (P * K2)

fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 1.6) if DIVBY = 0 or fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 2) if DIVBY = 1

同样，我们配置:

N = 32

P = 1

K2 = 2

K3 = 2

Div = 0

fPLL1 = (N* fOSC) / (P * K2) = (32 * 20) / (1 * 2) = 320 MHz.

fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 1.6) if DIVBY = 0 or fPLL2 = (N* fOSC) / (P * K3 * 2) if DIVBY = 1

= (32 * 20) / (1 * 2 * 1.6) = 200 MHz.

2.2.3 McuPllDistributionSettingConfig

McuPllDistributionSettingConfig配置所有外设的时钟，主要配置每个外设模块的时钟源以及分频系数。

需求：fMCAN clock配置到80MHz.

第一步：了解时钟源

从第二章已知

fPLL0为100MHz.

fPLL1为320MHz.

fPLL2为200MHz.

第二步：CCUCON0.CLKSEL配置为0x01B

也就是

fsource0 == fPLL0 == 100MHz

fsource1 == fPLL1 == 320MHz

fsource2 == fPLL2 == 200MHz

第三步：配置CCUCON1.MCANDIV = 0x4H

也就是

fMCANI = fsource1/4 = 320/4 = 80MHz.

第四步：配置CCUCON1.CLKSELMCAN = 01B，fMCANI is used as clock source fMCAN

也就是

fMCANI ==  fMCAN  == 80MHz.

2.2.4 McuExternalClockOutpuConfig

McuExternalClockOutpuConfig配置外部时钟输入，一般使用OSC不会使用外部时钟输入，这个配置项也就不用配置。

2.2.5 McuClockMonitorConfig

McuClockMonitorConfig配置时钟的监控功能，在我们使用版本的MCAL中这个功能都是Disable的，还未开放。

2.2.6 McuClockReferencePoint

配置时钟的引用项，这里配置一个Can Driver模块需要使用到时钟引用项。

Can Driver模块需要引用这个时钟引用项。

2.3 小结

只要我们把第1到3章中的内容都理解了，配置MCAL中的时钟就比较简单了。AUTOSAR的MCAL模块隔离硬件，对上层提供统一的接口，具体的配置因芯片不同而不同。

End

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