第4章 复位时钟同步和初始化.docx

1、第4章 复位时钟同步和初始化第四章 复位、时钟同步和初始化 本章介绍复位、时钟同步和MPC8349E设备的整体初始化，包括复位配置信号的定义及其选项。此外还介绍配置、控制和状态寄存器。注意，本书的每一章都介绍了一个部件额外的具体的初始化过程。4.1 概述 复位、时钟同步和控制信号为设备的操作提供很多选项。可以在硬复位或上电复位期间配置不同的模式和特性。大多数可配置特性由复位配置字装入设备，只有很少一部分信号用作复位序列期间的复位配置输入。4.2 外部信号说明 下面几节详细说明复位和时钟信号。4.2.1 复位信号 表4-1说明了MPC8349E的复位信号。4.4.2节“复位配置字”介绍了还作为复

2、位配置信号的信号。表4-1 系统控制信号详细信号说明信号I/O说明/PORESETI上电复位。该信号有效时启动上电复位流，初始化设备，配置设备的各种属性，包括它的时钟模式。状态含义有效外部代理触发了一个上电复位序列。无效指示无上电复位。时序关于该信号的具体时序信息见MPC8349E硬件规范。复位状态始终输入。/HDRESETI/O硬复位。使设备终止所有当前内部和外部事务，并将大部分寄存器设置为它们的缺省值。/HRESET可以完全与所有其他信号异步有效。设备不在硬复位状态时，才能检测到外部的硬复位请求。在/HRESET有效期间，/SRESET有效。/HRESET是一个漏极开路信号。状态含义有效外

3、部代理或内部硬件触发了一个硬复位序列。内部硬件一直驱动/HRESET，直到序列完成。无效指示无硬复位。时序有效可以随时出现，异步于任何时钟。无效必须有效（保持）至少32个CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）个周期。要求这是一个漏极开路信号，需要一个外部上拉电阻。复位状态输出，在上电和硬复位流期间驱动低电平。复位流完成后为高阻。/SRESETI/O软复位。使设备终止所有当前内部事务，将大部分寄存器设置为它们的缺省值，并让e300c1核进入复位状态。I/O信号的功能和方向，以及存贮器控制器操作不受/SRESET的影响。/SRESET可以完全与所有其他信号异步有效。设备不在

4、硬复位或软复位状态时才能检测到外部软复位请求。/SRESET是一个漏极开路信号。状态含义有效外部代理或内部硬件触发了一个软复位序列。内部硬件一直驱动/SRESET，直到序列完成。时序有效可以随时出现，异步于任何时钟。无效必须有效（保持）至少32个CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）个周期。要求这是一个漏极开路信号，需要外部一个上拉电阻。复位状态输出，在上电和硬复位流期间驱动为低电平。复位流完成后为高阻。CFG_RESET_SOURCE0:2I复位配置字源选择。这些复位配置输入信号位于这样一些设备引脚上，当设备未处于复位状态时，这些引脚具有其他功能。在/PORESET有

5、效期间对这些输入信号进行采样，以确定从哪一个接口装入复位控制字。状态含义详细说明见4.4.1.1节“复位控制字源”时序在/PORESET有效期间、提供的时钟稳定之后（/PORESET流）对这些输入信号进行采样，一旦/HRESET有效，就必须由外部电阻将其拉高或拉低。要求在/POREST和/HREEST流期间，所有连接到这些信号的其他信号驱动器必须为高阻状态。关于用于拉高或拉低复位配置信号的合适的电阻值见MPC8349E硬件规范。复位状态在上电和硬复位流期间为输入信号，在复位流完成后为功能信号。CFG_CLKIN_DIVI时钟分配选择。该复位配置输入信号位于这样一个设备引脚上，当设备未处于复位状

6、态时，该引脚具有其他功能。在/PORESET有效期间对该输入信号进行采样，以确定CLKIN是否为倍频（除以2）。状态含义见4.4.1.2节“时钟分配”时序在/PORESET有效期间、提供的时钟稳定之后（/PORESET流）对这些输入信号进行采样，一旦/HRESET有效，就必须由外部电阻将其拉高或拉低。要求在/POREST和/HRESET流期间，所有连接到这些信号的其他信号驱动器必须为高阻状态。关于用于拉高或拉低复位配置信号的合适的电阻值见MPC8349E硬件规范。复位状态在上电和硬复位流期间驱动为输入信号，在复位流完成后为功能信号。4.2.2 时钟信号 表4-2说明了MPC8349E的外部时钟

7、信号。注意，某些信号对设备内的某些部件来说是特定的，虽然4.5节“时钟同步”介绍了它们的某些功能，但分别在各章中对它们进行了详细定义。表4-2 时钟信号详细信号说明信号I/O说明/CLKINI系统时钟。若MPC8349E为PCI主机设备，则CLKIN就是它的主输入时钟。CLKIN直接馈送给PCI输出时钟分配器，还作为无时滞外部PCI时钟通路的信号驱动输出。若MPC8349E为PCI代理设备，则应将该信号连到GND。时序有效/无效关于该信号的具体时序信息见MPC8349E硬件规范。要求在PCI代理模式时应连到低复位状态始终输入。PCI_CLK/PCI_SYNC_INIPCI时钟/PCI同步时钟（

8、PCI_CLK/PCI_SYNC_IN）。当设备处于PCI代理模式时，PCI_CLK就是到该设备的主时钟输入。当设备处于PCI主机模式时，将PCI_SYNC_IN连接到外部PCI_SYNC_OUT。时序有效/无效关于该信号的具体时序信息见MPC8349E硬件规范。复位状态始终输入。PCI_SYNC_OUTO参考PCI输出同步时钟（PCI_SYNC_OUT）。当MPC8349E为PCI主机设备时，为消除外部PCI时钟通路的时滞，将PCI_SYNC_OUT连接到外部的PCI_SYNC_IN信号。PCI_SYNC_OUT的频率与CLKIN或CLKIN/2相同，它与复位时CFG_CLKIN_DIV的状

9、态有关。更多信息见4.4.1.2节“CLKIN分配”。当MPC8349E为PCI主机设备时，一般不使用该信号。时序有效/无效关于该信号的具体时序信息见MPC8349E硬件规范。复位状态始终输出，在PCI主机模式时触发。PCI_CLK_OUT0:7OPCI输出时钟集。当MPC8349E为PCI主机设备时，它提供八路独立的时钟输出信号，馈送给PCI代理设备。时序有效/无效关于该信号的具体时序信息见MPC8349E硬件规范。复位状态始终输出。在上电复位期间和之后为高阻。由内存映射寄存器启用。复位状态在上电和硬复位流期间驱动为输入信号，在复位流完成后为功能信号。4.3 功能说明 本节介绍复位设备的各种

10、方法、上电复位配置和设备的时钟同步。4.3.1 复位操作 设备有数个到复位逻辑的输入： 上电复位（/PORESET） 外部硬复位（/HRESET） 外部软复位（/SRESET） 软件看门狗复位 系统总线监控器复位 检查停止（checkstop）复位 JTAG复位 软件硬复位 所有这些复位源都被馈送到复位控制器，并根据复位源的不同采取不同的行动。4.6.1.3节“复位状态寄存器（RSR）”中介绍的复位状态寄存器指示引起复位的最后的复位源。4.3.1.1 复位原因 表4-3介绍了复位原因。表4-3 复位原因名称说明上电复位（/PORESET）输入信号。该信号有效时启动上电复位流，它复位所有的设备并

11、配置设备的各种属性，包括其时钟模式。硬复位（/HRESET）这是一个双向I/O信号。只有在设备未宣告硬复位但出现该信号时，设备才能检测到外部/RESET有效。在/HDRESET有效期间，/SRESET有效。/HDRESET是一个漏极开路信号。软复位（/SRESET）双向I/O信号。只有在设备未宣告硬或软复位但出现该信号时，设备才能检测到外部有效的/SRESET。/SRESET是一个漏极开路信号。软件看门狗复位在设备的看门狗计数值到零以后，发出软件看门狗复位。然后允许的软件看门狗事件产生内部硬复位序列。系统总线监控器复位在设备的CSB总线监控器到达超时状态时，总线复位有效。然后允许的总线监控器事

12、件产生内部硬复位序列。检查停止复位如果核进入检查停止状态，且允许检查停止复位（RMRCSRE1），则检查停止复位有效。然后允许的检查停止事件产生内部硬复位序列。JTAG复位当JTAG逻辑宣告JTAG软复位信号有效时，产生内部软复位序列。软件硬复位写入内存映射寄存器（RCR）可以初始化硬复位序列。软件软复位写入内存映射寄存器（RCR）可以初始化软复位序列。4.3.1.2 复位操作 复位控制逻辑确定复位的原因，必要时对其进行同步，并复位适当的内部硬件。每个复位流对设备有不同的影响: 上电复位的影响最大，它复位整个设备，包括时钟逻辑和错误捕获寄存器。 硬复位复位整个设备，但不包括时钟逻辑和错误捕获寄

13、存器。 软复位则初始化内部逻辑，但保持系统的配置。所有复位类型都产生到e300c1核的复位。/PORESET、/HRESET和/SRESET对给定应用的影响是核将MSRIP的值复位为复位寄存器字高端的BMS字段中的值。参见4.4.2.12节“引导内存空间（BMS）”。 存贮器控制器、系统保护逻辑、中断控制器和I/O信号仅在硬复位时初始化。软复位初始化内部逻辑，但保持系统的配置。外部/SRESET有效向核和其余的设备产生硬复位。表4-4标识了每个复位源的复位操作。表4-4 复位操作动作复位源上电复位外部硬复位软件看门狗总线监控器检查停止软件硬复位JTAG复位外部软复位复位：PLL、时钟、RTC单

14、元和错误捕获寄存器是否否复位：DDR、LBC、I/O复用器、GTM、PIT、GPIO、系统配置和本地存取窗口是是否复位其他内部逻辑是是是复位装入的配置字是是否/HRESET驱动是是否/SRESET驱动是是是到e300c1核的硬复位是是是4.3.2 上电复位流 /PORESET外部信号有效启动上电复位流。在设备的外部供电稳定之后，应保持/PORESET外部有效至少32个输入时钟周期。在/PORESET无效之后，设备立即开始配置过程。设备在整个上电复位过程期间，包括配置期间，宣告/HRESET和/SRESET有效。配置时间根据配置源和CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）频

15、率的不同而变化。首先对复位配置输入进行采样，确定配置源和输入时钟的分配模式。然后设备开始装入复位配置字。系统PLL根据复位配置字低端中的时钟模式值开始锁定。当系统PLL锁时序，时钟单元开始在设备中分配时钟信号。在这个阶段，e300c1核的PLL开始锁定。当它被锁定并完成了复位配置字的装入时，释放/HRESET，在4个时钟之后释放/SRESET。4.3.2.1 详细上电复位流程 MPC8349E的详细上电复位（POR）流程如下：1. 加电，满足MPC8349E硬件规范的要求。2. 系统宣告/PORESET（以及可选的/HRESET）和/TRST有效，让所有寄存器初始化到它们的缺省状态，让大部分I

16、/O驱动器释放为高阻（某些时钟、时钟允许和系统控制信号仍保持有效）状态。3. 系统施加稳定的CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）信号和稳定的复位配置输入信号（CFG_RESET_SOURCE和CFG_CLKIN_DIV）。4. 在至少32个稳定的CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）时钟周期之后，系统将/PORESET置为无效。5. 设备对复位配置输入信号进行采样，确时时钟分配和复位配置源。6. 设备开始装入复位配置字。装入时间与复位配置字源有关。7. 一旦装入了复位配置字低端，系统PLL就开始锁定。当系统PLL锁时序，向e300c1 PLL提

17、供csb_clk。8. e300c1 PLL开始锁定。9. 设备一直驱动/HRESET有效，直到e300c1 PLL锁定且装入了复位配置字为止。10. 如果前面未将/HRESET置为无效，此时用户可以选择将/HRESET置为无效。注意JTAG逻辑必须总是能通过设置/TRST有效来初始化。如果未使用JTAG信号，应将/TRST与/PORESET直接连接。在/PORESET 无效之后，/TRST一定不能继续有效。在/HRESET有效时，不需要让/SRESET有效。11. 将到核和其余逻辑的内部复位置为无效。启用I/O驱动器。LBC DLL开始锁定。为响应配置周期，PCI接口可以宣告/DEVSEL有

18、效。12. 设备停止驱动/SRESET，/SRESET变为无效。将到e300核的复位置为无效，并启用核。如果允许，释放引导定序器，让它从串行ROM装入配置数据，参见17.4.5节“引导定序器模式”。13. 在引导定序器完成操作之前，如果需要，可以清除PCI总线功能寄存器中的CFG_LOCK位以允许PCI接口接受外部请求。PCI总线功能寄存器见表13-41。如果e300核要求继续进行，引导定序器应清除ACRCOREDIS，允许取引导向量。有关说明见6.2.1节“仲裁器配置寄存器（ACR）”。14. 如果允许，PCI接口现在可以接受外部请求。如果允许，核可以取引导向量。现在设备就处于就绪状态了。图

19、4-1给出了上电复位流的时序图图4-1 上电复位流4.3.3 硬复位流 /HRESET信号由外部通过设置/HRESET有效来启动，或在设备检测到某种情况时由内部产生内部硬复位序列来启动。在上述两种情况中，设备在整个/HRESET状态期间继续宣告/HRESET和/SRESET有效。硬复位序列的时间根据配置源和CLKIN（PCI主机模式）或PCI_CLK（PCI代理模式）频率的不同而变化。硬复位不对复位配置输入信号（CFG_RESET_SOURCE和CFG_CLKIN_DIV）进行采样，所以设备立即开始装入复位配置字，并按4.4.3节“装入复位配置字”解释的那样配置设备。在配置序列完成之后，设备释

20、放/HRESET和/SRESET信号，并退出/HRESET状态。一个外部上拉电阻应让信号无效。在检测到信号无效之后，需要经过16个周期的时间才能开始测试外部（硬/软）复位是否存在。注意因为设备在硬复位流期间不对复位配置输入信号（CFG_RESET_SOURCE和CFG_CLKIN_DIV）进行采样，所有对那些信号设置新值（不是上电复位期间设置的值）没有用。 图4-2给出了硬复位流的时序图。图4-2 硬复位流4.3.4 软复位流 /SRESET信号可以由外部通过使/SRESET有效来启动，或在设备检测到某种情况时由内部宣告/SRESET有效来启动。在上述两种情况中，设备宣告/SRESET有效51

21、2个PCI_CLK/PCI_SYNC_IN/SYNC_IN个时钟周期，然后设备释放/SRESET，并退出/SRESET信号。一个外部上拉电阻应让/SRESET无效。在检测到此信号无效之后，需要经过16个周期的时间才能开始测试外部（硬/软）复位是否存在。当/SRESET有效时，复位内部硬件，但硬复位配置不会改变。4.4 复位配置 用两种互补的方法初始化设备：锁存CFG_RESET_SOURCE和装入复位配置字。开始时，在/PORESET置为有效期间对一小部分输入信号进行采样。这些信号确定是否需要复位配置字，以及从哪个设备源接口装入。根据这些信号的值，设备可以继续装入复位配置字。4.4.1 复位配

22、置信号 复位配置输入信号位于这样一些设备引脚上，在设备未处于复位状态时，这些引脚具有其他功能。在/PORESET有效期间，提供的时钟稳定之后（/PORESET），对这些输入信号进行采样并放入寄存器，一旦/HRESET有效，这些输入信号就必须立即由外部电阻拉高或拉低。在/PORESET和/HRESET信号期间，连接到这些信号的所有其他信号的驱动器必须处于高阻状态。关于用于拉高或拉低复位配置信号的合适的电阻值参考MPC8349E硬件规范。 本节介绍由复位配置信号配置的模式。注意，软件通过在4.6.1.3节“复位状态寄存器（RSR）”和4.6.2.1节“系统PLL模式寄存器（SPMR）”介绍的内存映

23、射寄存器可以访问复位配置输入信号的采样值。注意建议用户实现下列方法中的一种，来控制对这些引脚的复位和非复位功能的选择。 电阻。使用上拉或下拉电阻在复位配置输入信号上设置所期望的值。在上电和硬复位序列期间，这些信号是到设备的输入信号。 主动驱动设备。使用/HRESET控制驱动设备。当/HRESET有效时，驱动引脚的复位配置值；当/HRESET无效时，停止驱动复位配置输入信号。4.4.1.1 复位配置字源 复位配置字源选项如表4-5所示，它选择是从本地总线EEPROM、还是从I2C EEPROM（I2C 1）装入复位配置字，或者使用硬编码的缺省选项。表4-5 复位配置字源CFG_RESET_SOU

24、RCE0:2含义000从本地总线EEPROM装入复位配置字。001从本地总线I2C EEPROM装入复位配置字。PCI_CLK/PCI_SYNC_IN的范围为2544MHz。注意：将来的设计将删除该选项，因此建议客户使用010选择。010从本地总线I2C EEPROM装入复位配置字。PCI_CLK/PCI_SYNC_IN对高达66.666MHz（2566.666MHz）的所有PCI频率都有效。011硬编码选择0。不装入复位配置字。100硬编码选择1。不装入复位配置字。101硬编码选择2。不装入复位配置字。110硬编码选择3。不装入复位配置字。111硬编码选择4。不装入复位配置字。注意这些信号的

25、值还影响上电和硬复位序列的持续时间。无论如何，复位序列不能超过1ms。4.4.1.2 CLKIN分配 当把设备配置为PCI主机设备时，CFG_CLKIN_DIV配置输入选择CLKIN和PCI_SYNC_OUT/SYNC_OUT之间的关系，如表4-6所示。当配置为PCI主机设备时，该设备支持八路PCI_CLK输出信号。每个输出时钟的频率都可以在OCCR寄存器中设定，让它等于CLKIN频率或为CLKIN频率的一半。如果至少有一个频率为CLKIN频率一半的输出PCI时钟，则应将CFG_CLKIN_DIV复位配置信号拉高，否则拉低。 当把设备配置为PCI代理设备时，如果在上电复位有效期间采样值为“1”

26、，则可以使用CFG_CLKIN_DIV配置输入将内部时钟频率加倍。如果期望不论PCI时钟是按33还是按66MHz运行，内部频率都固定，则该特性很有用。PCI规范要求，由M66EN信号提供PCI时钟频率的信息。表4-6 CLKIN分配CFG_CLKIN_DIV说明0在PCI主机模式，CLKIN:PCI_SYNC_OUT1:1，且所有的PCI_CLK_OUT0:7时钟都被限制为等于CLKIN的频率。1在PCI主机模式，CLKIN:PCI_SYNC_OUT2:1，可以在OCCR寄存器中将PCI_CLK_OUT0:7时钟设定为CLKIN/2。在PCI代理模式，内部频率加倍。更多细节参见MPC8349E

27、硬件规范。4.4.1.3 选择复位配置输入信号 表4-7给出了一个例子，说明用户应如何拉低或拉高复位配置输入信号（CFG_RESET_SOURCE和CFG_CLKIN_DIV）。复位序列持续的时间从/PORESET无效时开始到/SRESET无效时结束。表4-7 选择复位配置输入信号I2C EEPROM复位配置字CLKIN频率（主机模式）CFG_CLKIN_DIV（主机模式）PCI_CLK频率（代理模式）CFG_RESET_SOURCE0:2按CLKIN/PCI_CLK周期数的复位序列持续时间持续时间否33MHz033MNz000，011111（非I2C EEPROM）15380462s否66M

28、Hz066MNz000，011111（非I2C EEPROM）15380231s否66MHz133MNz000，011111（非I2C EEPROM）30760/15380462s是33MHz033MNz001（I2C EEPROM，低PCI_SYNC_IN/PCI_CLK时钟频率）24548736s是66MHz066MNz010（I2C EEPROM，高PCI_SYNC_IN/PCI_CLK时钟频率）37908568s是66MHz133MNz001（I2C EEPROM，低PCI_SYNC_IN/PCI_CLK时钟频率）49096/24548736s4.4.2 复位配置字 复位配置字控制时钟

29、的比率和其他基本设备功能，例如PCI主机或代理模式、引导定位、TSEC模式和字节序模式等。在上电或硬复位期间，从本地总线、或I2C接口、或硬编码值中装入复位配置字。关于复位配置字源的更多信息见4.4.1节“复位配置信号”。还要注意，尽管复位配置字是在硬复位流期间装入的，但仅在上电复位期间/PORESET有效时才复位时钟和PLL模式。更多信息见4.3.1.2节“复位操作”。 通过下列只读内存映射寄存器，软件可以访问复位配置设置： 复位配置字低端寄存器（RCWLR） 复位配置字高端寄存器（RCWHR） 复位状态寄存器（RSR） 系统PLL模式寄存器（SPMR） 这些寄存器在4.6节“内存映射/寄存

30、器定义”中介绍。4.4.2.1 复位配置字低端寄存器（RCWLR Reset Configuration Word Low Register） 复位配置字低端寄存器如图4-3所示。图4-3 复位配置字低端寄存器（RCWLR）表4-8定义了复位配置字低端的位字段。表4-8 复位配置字低端位设置位名称含义详细说明0LBIUCM本地总线存贮器控制器时钟模式4.4.2.3节“本地总线控制器时钟模式”1DDRCMDDR SDRAM存贮器控制器时钟模式4.4.2.4节“DDR SDRAM存贮器控制器时钟模式”23保留，应清除。47SPMF系统PLL乘法因子4.4.2.4节“系统PLL配置”8保留，应清除。915COREPLL核PLL配置4.4.2.6节“核PLL配置”1631保留，应清除。4.4.2.2 复位配置字高端寄存器（RCWHR Reset Configuration Word