电子技术（九）——CCU

mengmianren

一、CCU概述


时钟控制单元CCU（Clocking and Clock Control Unit）主要用于为微控制器中各个模块提供时钟信号。如图1所示，时钟控制管理单元CCU包括时钟源、时钟速度提升、时钟分配以及分配到各个模块中的可独立配置的时钟分频器部分，其具体原理是，通过时钟源选择外部晶振信号（20MHZ），然后经过锁相环倍频后，将频率逐步提升到了200MHZ，最后通过时钟分配子单元分配到各个时钟域，每个时钟域可根据自身的需求对频率进行设置。

建立一个完整的时钟的四个步骤：

Basic clock generation (Clock Source)

Clock speed upscaling

Clock distribution

Individual clock configuration

图1.时钟树

二、Clock Sources时钟来源


有多种时钟源可用，它们可以为整个设备、主要或次要部分或仅提供专用模块。 这取决于来源和配置。系统内部可以并行使用多个时钟源，但每个外设的主要功能在任何时候只能与一个时钟源相关。

2.1Oscillator Circuit（OSC）振荡器电路



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2.2Back-up Clock备用时钟

备用时钟源可用作备用时钟源。 该时钟源提供了稳定可靠的时钟源，可用作系统时钟。 它提供的精度低于外部晶体或陶瓷谐振器。 不能启用或禁用或以任何其他方式控制备用时钟。 因此，除了选择本身作为源（CCUCON0.CLKSEL = 00 B 作为时钟分配的时钟源和 CCUCON1.INSEL = 00 B 作为 PLL / PLL_ERAY 的时钟源）之外没有控制位可用

三、Clock Speed Upscaling时钟速度倍增


典型的 CPU 运行速度比用作时钟源的晶体的速度高约 10 倍。 因此需要提高时钟频率。提供多达两个锁相环 (PLL) 的放大。



图3.PLL框图

输出频率由下式给出：



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四、Clock Distribution时钟分配


使用时钟系统的前两部分定义了系统运行所依赖的所有时钟。 现在，需要将这些不同的时钟分配给单个模块、CPU 和块，以使这些 IP 能够在性能和功耗方面以最佳方式运行。对于时钟分配，系统被分成几个子时钟域，其中时钟速度可以单独配置，但从内部接口导出的每个子时钟域也有几个限制。每个子时钟域从时钟的角度定义了一个逻辑单元。时钟分配是通过时钟控制单元 (CCU) 完成的。  CCU 接收由两个 PLL（f PLL/PLL2 和 f PLL_ERAY/PLL_ERAY2）、备用时钟 f Back 和 f OSC0 创建的时钟。 这些时钟要么被直接转发，要么被分频以提供子时钟域。

xiaocheng

作为汽车工程师，深知时钟控制单元CCU在微控制器中的关键作用。其概述如下：

CCU作为时钟控制管理单元，主要为微控制器各模块提供时钟信号。其原理是选取外部晶振信号作为时钟源，经过锁相环倍频后，逐步提升频率并分配至各时钟域。每个时钟域可独立配置频率，以满足不同模块的需求。建立完整时钟需经历四个步骤：基本时钟生成、时钟速度提升、时钟分配及配置。此设计确保了系统的高效运行和模块间的协同工作。

baoshijie

针对您所提到的CCU概述，以下是我的专业回复：

CCU作为时钟控制单元，为微控制器中的各个模块提供精准的时钟信号。其工作原理是通过选择外部晶振信号作为时钟源，经过锁相环倍频后，将频率提升至更高，并通过时钟分配子单元将时钟信号分配给各个时钟域。每个时钟域可根据需求独立配置时钟频率。建立完整的时钟需经过四个基本步骤：生成基本时钟（Clock Source）、频率提升、时钟分配以及独立配置。CCU的设计保证了系统的稳定性和各模块间的协同工作。