使用C2000?? DCC功能監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)鐘

簡介：

在MCU系統(tǒng)里，系統(tǒng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性及精度對于系統(tǒng)的安全運(yùn)行非常重要，為保證系統(tǒng)可對時(shí)鐘的準(zhǔn)確性進(jìn)行監(jiān)控，從F28004X 系列開始，C2000 產(chǎn)品增加了一個(gè)新的功能模塊Dual-Clock Comparator，簡稱DCC。DCC是一個(gè)可配置的，雙時(shí)鐘比較的模塊，用于在應(yīng)用程序的時(shí)間執(zhí)行期間確定時(shí)鐘信號的準(zhǔn)確性。 DCC 使用另一個(gè)輸入時(shí)鐘作為參考來測量可選時(shí)鐘源的頻率。 時(shí)鐘源以及精度由應(yīng)用程序編程?？梢詫?shí)現(xiàn)對時(shí)鐘信號提供時(shí)鐘輸入頻率的自主、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)輸入時(shí)鐘頻率范圍超出設(shè)定值時(shí)，DCC模塊會觸發(fā)錯誤，從而完成對輸入時(shí)鐘頻率的監(jiān)控。本文以F280049為例，介紹了DCC模塊的工作原理和實(shí)際應(yīng)用及相應(yīng)的注意事項(xiàng)。

1.DCC工作原理介紹和配置方法：

顧名思義，DCC模塊提供了兩個(gè)時(shí)鐘模塊clock0 和clock1 按照設(shè)定比例及允許誤差范圍進(jìn)行互相校驗(yàn)，用戶可以自由選擇兩個(gè)時(shí)鐘的輸入源，如下圖所示，同時(shí)也需要設(shè)定最大的允許誤差。

Counter1 的時(shí)鐘源有：

PLLRAWCLK

INTOSC1

INTOSC2

Counter0 的時(shí)鐘源有：

XTAL

INTOSC1

INTOSC2

注：F280049是Type1 型的DCC，F(xiàn)28002x, F28003x, F280013x, F280015x, F2838x 均為Type2 型的DCC，clock0 和clock1都有更多的輸入源，具體細(xì)節(jié)可以參考對應(yīng)產(chǎn)品的datasheet。

在DCC的設(shè)定過程中，除了選定的被檢測的兩個(gè)時(shí)鐘外，還有兩個(gè)重要的參數(shù)：tolerance 和frequency error。

1. Tolerance : Tolerance代表著DCC模塊的顆粒細(xì)度，Tolerance越大，Clock0和Clock1的counter 越小，類似于ADC 的采樣位數(shù)更小。但是當(dāng)頻率異常的時(shí)候，也可以反應(yīng)的更快。我們一般設(shè)這個(gè)值為1%。

2. Frequency error：時(shí)鐘誤差的接受度，由于兩個(gè)時(shí)鐘的不同步和量化都會引入誤差，所以本身就存在一個(gè)最小的誤差。同時(shí)，時(shí)鐘一定程度的偏差也是可以接受的，可以根據(jù)系統(tǒng)的需求輸入，針對+/- total error 的時(shí)間偏差，都是可以被接受的。

根據(jù)系統(tǒng)需要，給出Tolerance和frequency error，計(jì)算方法在庫函數(shù)中可以看到：

count0 = window - total_error;

valid  = 2 * total_error;

count1 = window * freq1 / freq0;

配置好后，一旦DCC 被使能，counter0 和Valid0 會在每一次clock0 的時(shí)鐘信號來一次減1，同樣的，counter1 會在每一次clock1的時(shí)鐘信號來一次減1。

我們先假設(shè)clock0 是個(gè)可靠的時(shí)鐘，在clock1 的精度在允許最大誤差內(nèi)運(yùn)行的時(shí)候，三個(gè)計(jì)數(shù)器應(yīng)該按照下列順序到達(dá)0：

Counter0 -> Counter1 -> Valid0

如果clock1的誤差偏大，那么 有兩種失效可能性：

一種是clock1 偏快，那么就會出現(xiàn)clock1 的counter1 先到達(dá)0。

一種是clock1 偏慢 ，那么就會出現(xiàn)clock0和valid0都到達(dá)0 之后， counter1 還沒到達(dá)0。

2.實(shí)際應(yīng)用：

在實(shí)際應(yīng)用中，我們既可以用Clock0 來監(jiān)測Clock1的精度，也可以用clock1 來監(jiān)測Clock0的丟失（將Clock0設(shè)為XTAL）（因?yàn)镃lock1輸入只能選內(nèi)部時(shí)鐘）。DCC 的值的計(jì)算比較復(fù)雜，可以用TI 提供的driverlib 函數(shù)DCC_continuousMonitor（）來完成計(jì)算，也可以參考C2000Ware中的例程，方便快速實(shí)現(xiàn)功能。DCC 相關(guān)例程的路徑如下：C:tic2000C2000Ware_4_03_00_00driverlibf28004xexamplesdcc

需要注意的是：

DCC 還可以配置為在單次或連續(xù)模式下運(yùn)行。 在單次模式下，DCC 執(zhí)行一次性倒計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到 0 時(shí) DCC 停止操作。引發(fā)完成中斷并可以檢查狀態(tài)。

在連續(xù)模式下，因?yàn)樾枰i住發(fā)生錯誤的時(shí)刻（即counter0 或counter1 的值），也會使得DCC 模塊報(bào)錯后，counter停止工作。會遇到只能進(jìn)入一次DCC中斷的情況，如果客戶希望多次進(jìn)入DCC 中斷，則需要在DCC中斷中重新使能DCC模塊，可以通過調(diào)用這個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)：DCC_enableModule(DCC0_BASE)。

3.總結(jié)：

使用DCC模塊可以方便快捷地實(shí)現(xiàn)對兩路時(shí)鐘信號輸入頻率的自主、實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過對兩路時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的比較，可以實(shí)現(xiàn)對時(shí)鐘系統(tǒng)可靠的監(jiān)控，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

4.參考文檔：

Continuous Monitor of the PLL Frequency With the DCC

C2000 Real-Time Control Peripheral Reference Guide (Rev. Q)

TMS320F28004x Real-Time Microcontrollers Technical Reference Manual (Rev. F)