能否将外部 24MHz 晶振完全去掉,就使用芯片内部集成的 RC24M 做初始时钟源?
今天给大家介绍一下i.MXRT1xxx系列MCU时钟相关功能引脚作用,下面就详细展开这个话题:
Note: 本文中图片代码均以 i.MXRT1050 为例,但内容基本也适用其他 i.MXRT10xx 系列。
一、外部24MHz晶振作用
i.MXRT 系列共有两组外接晶振专用引脚,XTALI/O 用于连接 24MHz 晶振,RTC_XTALI/O 用于连接 32.768KHz 晶振。其中,低频 32.768KHz 晶振主要用于低功耗场景(SNVS 域);而高频 24MHz 晶振(即本文主角)主要是给内部 PLL 提供时钟源,它是高性能应用的保证。
Note: i.MXRT1011/102x 的 PLL 时钟源仅能是 OSC 24MHz,而 i.MXRT105x/106x 的 PLL 时钟源除了 OSC 24MHz 外,还可以是专门时钟输入引脚(CLK1_P/N)。
外部 24MHz 晶振(XTAL24M)并不是直接连到 PLL 模块的,中间会经过芯片内部 OSC 24MHz 模块,而 OSC 24MHz 模块本身还包含了一个 RC24M 震荡电路,这是为了确保在没有外部 XTAL24M 的情况下,PLL 也能正常工作。
Note1: OSC 24MHz 模块的源可来自外部 XTAL24M 也可以是内部 RC24M,但这种切换不是自动的,需要在代码里主动切换。
Note2: RC24M 主要用于低速应用场合,并且以 RC24M 为源的功耗比以 XTAL24M 为源的功耗小很多。
二、内部RC24M振荡器能否替代外部24MHz晶振?
我们知道内部 RC24M 精度较差,最差的情况甚至有 20% 的精度误差,这种情况下一些对精度要求高的外设(比如 USB、ENET)是无法使用 RC24M 为源的 PLL 输出作为时钟源的。
如果你的应用里不涉及 USB、ENET 等外设,就使用了一些简单的 LPUART/LPSPI 等外设,那么是完全可以禁掉外部 XTAL24M 的使用的,切换代码如下。
但需要注意的是,如果当前内核时钟源来自 PLL,那么必须先将内核时钟切到 OSC24M;否则 OSC24M 时钟源切换操作会直接导致代码跑飞(一旦 PLL 时钟源发生变化,输出会不稳,此时内核运行会出现异常):
更多 RC24M 的应用详见 \SDK_2_12_0_EVKB-IMXRT1050\boards\evkbimxrt1050\demo_apps\power_mode_switch\bm 例程。
三、能否完全去掉外部24MHz晶振?
既然在低速或者低功耗应用场合,RC24M 可以替代 XTAL24M,那么我们能不能直接把 XTAL24M 完全去掉呢?
答案很遗憾,不能!因为芯片系统(内核、PLL)默认就是以 XTAL24M 为初始时钟源:
如果没有外部 XTAL24M,芯片系统上电后,内核没有正确的时钟源,BootROM 代码无法正常执行,这时候甚至仿真器也没法找到内核,那后续设计也就没有任何意义。
看到这里,你可能会明白,i.MXRT毕竟是跨界处理器,它是为高性能场景而生的,运行起来后切换到内部 RC24M 来降功耗只是它的附带功能而已。
至此,i.MXRT10xx系列MCU外接24MHz晶振的作用便介绍完毕了。
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