MCX A系列微處理器之時(shí)鐘架構(gòu)

全新的MCX A系列融合了恩智浦通用MCU的特點(diǎn)，適用更為廣泛的通用應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了低成本，低功耗，高安全性和高可靠性。

今天，大家一起來了解一下MCX A最新產(chǎn)品的時(shí)鐘架構(gòu)：

MCXA153是MCX A系列的第一款產(chǎn)品，已于2024年1月份上市，為低成本入門MCU應(yīng)用提供了豐富的功能和特性。后續(xù)MCX A系列還會(huì)繼續(xù)推出新產(chǎn)品，為客戶提供持續(xù)的硬件和軟件的可擴(kuò)展升級(jí)路徑。

MCXA153的時(shí)鐘架構(gòu)

這個(gè)是精簡的時(shí)鐘架構(gòu)框圖，整體上時(shí)鐘架構(gòu)可分為兩大部分，一部分電路是控制整個(gè)時(shí)鐘的來源，另外一部分電路是控制時(shí)鐘的分配。

對于時(shí)鐘源控制電路，MCXA主要有SCG（System Clock Generator）和VBAT模塊:

■ SCG模塊主要提供FRO192M （Free Running Oscillator 192MHz）, FRO12M, 和SOSC （System Oscillator），也就是8M-50MHz的外部晶振輸入。SCG模塊還實(shí)現(xiàn)了Clock Mux，主要用于選擇哪些時(shí)鐘源可以作為系統(tǒng)時(shí)鐘，即CPU_CLK，SYSTEM_CLK和SLOW_CLK。另外所有FRO192M，F(xiàn)RO12M，SOSC都可以從SCG模塊，直接送到外設(shè)中

■ VBAT模塊主要是提供FRO16K，作為低功耗時(shí)鐘源，用于低功耗應(yīng)用場景

值得注意的是，F(xiàn)RO12M在SCG模塊內(nèi)部，還有一個(gè)獨(dú)立的分頻器，把12MHz分出1MHz的時(shí)鐘（clk_1m）。另外FRO192M,除了直接送出192MHz時(shí)鐘，它還同時(shí)提供一個(gè)48MHz的時(shí)鐘 （clk_48m）。對于FRO16K來說，它可以作為整個(gè)系統(tǒng)和各個(gè)外設(shè)模塊的時(shí)鐘源。

對于時(shí)鐘分配，MCXA主要是通過MRCC（Module Reset Clock Control）模塊來控制。在MRCC模塊中，可以控制CPU時(shí)鐘的分頻，因?yàn)镕RO192M最高可提供192MHz時(shí)鐘源，需要分頻到96MHz作為系統(tǒng)時(shí)鐘，另外SLOW_CLK是CPU_CLK的固定4分頻，即始終是CPU_CLK的四分之一。MRCC模塊中還設(shè)計(jì)了fro_hf分頻器，可以將fro_hf進(jìn)一步分頻，產(chǎn)生fro_hf_div時(shí)鐘。因?yàn)閒ro_hf最高可以到192MHz，但并不是所有外設(shè)都需要這么高頻率的時(shí)鐘源，這里的fro_hf分頻器就可以幫忙用戶優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng) 的功耗，對于不需要那么高頻率時(shí)鐘源的外設(shè)，可以使用分頻后的fro_hf_div時(shí)鐘，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的功耗。

總體來看，MCXA給外設(shè)提供了各種時(shí)鐘源，包括了fro_hf_div, fro_hf, fro_12m, clk_1m, clk_in, clk_48m, 送給外設(shè)的clock mux。這些clock mux會(huì)選擇合適的時(shí)鐘源，送給相應(yīng)的外設(shè)。在Clock Mux和外設(shè)之間，還會(huì)有一個(gè)分頻器，將時(shí)鐘源分頻到用戶需要的頻率。

總結(jié)一下MCXA的時(shí)鐘源，首先是FRO192M，最高頻率是192MHz，用戶是可以通過配置產(chǎn)生192M，96M，64M和48MHz時(shí)鐘源。對于FRO12M，默認(rèn)輸出是12MHz，用戶可以分頻到1MHz。SOSC system oscillator，支持8M到50MHz的外部晶振輸入。FRO16K提供16.384KHz的時(shí)鐘。

整體看來，MCXA的時(shí)鐘系統(tǒng)架構(gòu)跟MCXN比較相似，主要區(qū)別是MCXA使用MRCC來控制clock mux的選擇以及分頻，MRCC是SYSCON的子模塊。另外MCXA153不支持PLL來倍頻時(shí)鐘。更具體的時(shí)鐘配置細(xì)節(jié)，敬請參考芯片的用戶手冊。