用時(shí)鐘頻率精度測(cè)量電路進(jìn)行時(shí)間校驗(yàn)

瑞薩RA系列微控制器上有一些外設(shè)如DLC、ELC等，它們可以幫你創(chuàng)建完整的自主子系統(tǒng)，管理微控制器應(yīng)用中的許多典型的常規(guī)維護(hù)和I/O密集型任務(wù)。這種基本任務(wù)的自動(dòng)化可以大大減少CPU需求時(shí)間，減少需要服務(wù)的中斷數(shù)量，而且通?？梢燥@著降低系統(tǒng)功耗。

本篇文章我們將向您介紹RA微控制器系列中一個(gè)不太常見和不太容易理解的外設(shè)，即時(shí)鐘頻率精度測(cè)量電路（CAC）。時(shí)鐘頻率精度測(cè)量電路旨在使我們能夠通過(guò)將RA微控制器上可用的許多內(nèi)部和外部時(shí)鐘源相互對(duì)比，檢查它們的精度，并在比較結(jié)果出現(xiàn)意外偏差時(shí)指示出來(lái)。

CAC最初是為了幫助我們提高系統(tǒng)的安全性和可靠性而設(shè)計(jì)的，通過(guò)使時(shí)鐘系統(tǒng)具有自檢功能，但是你會(huì)看到，它也可以實(shí)現(xiàn)其他用途。

CAC框圖

CAC允許我們從各種內(nèi)部和外部時(shí)鐘源中選擇來(lái)作為參考信號(hào)以及你想確認(rèn)振蕩速度的目標(biāo)時(shí)鐘。通?？梢詮闹鲿r(shí)鐘和32kHz外部時(shí)鐘輸入中兩者選其一，也可以從內(nèi)部片上振蕩器上做選擇，如HOCO、MOCO和LOCO，以及獨(dú)立看門狗iWDT時(shí)鐘，甚至你也可以選擇PCLKB，把內(nèi)部外設(shè)時(shí)鐘作為輸入。每個(gè)時(shí)鐘輸入，無(wú)論是參考時(shí)鐘還是目標(biāo)時(shí)鐘，都可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆诸l比來(lái)進(jìn)行縮放。

這些時(shí)鐘中的每一個(gè)都可以作為參考或目標(biāo)時(shí)鐘選擇，你還有一個(gè)額外的選項(xiàng)可用于參考時(shí)鐘，那就是你可以選擇一個(gè)外部時(shí)鐘輸入，它允許你從外部測(cè)試設(shè)備輸入一個(gè)精確的參考時(shí)鐘。

這個(gè)參考時(shí)鐘可用作時(shí)間基準(zhǔn)，來(lái)對(duì)一個(gè)待測(cè)時(shí)鐘的周期進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，并保存在一個(gè)寄存器中。測(cè)量周期結(jié)束后，計(jì)數(shù)寄存器中的脈沖數(shù)與存儲(chǔ)在CAC的比較寄存器中的最小和最大期望值進(jìn)行比較，如果檢測(cè)到時(shí)鐘超出范圍，就可以產(chǎn)生一個(gè)中斷。

這是檢查內(nèi)部時(shí)鐘校準(zhǔn)是否被正確設(shè)置，或者是否存在一些可能導(dǎo)致定時(shí)錯(cuò)誤的時(shí)鐘寄存器初始化問(wèn)題的理想方法。很棒的是，一旦設(shè)置好，它就可以自主運(yùn)行，并且如果系統(tǒng)檢測(cè)到錯(cuò)誤，你就可以得到一個(gè)中斷。如果計(jì)數(shù)器溢出或在每次測(cè)量結(jié)束時(shí)，也可以產(chǎn)生一個(gè)中斷，因?yàn)橐苍S你只想偶爾使用這個(gè)功能來(lái)檢查各種時(shí)鐘源的精度。

CAC被設(shè)計(jì)用于支持自檢以檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘的錯(cuò)誤，但是它也可以用于其他目的，特別是如果我們使用外部參考引腳。

例如，如果你有一個(gè)外部信號(hào)，它表示系統(tǒng)的健康狀況，它根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)改變頻率，那么CAC就是測(cè)量這個(gè)信號(hào)并檢測(cè)它何時(shí)改變頻率的理想解決方案。在這種情況下，實(shí)際上是反向使用CAC，你把信號(hào)輸入到外部參考引腳，并選擇相關(guān)的時(shí)鐘信號(hào)、分頻設(shè)置和比較器設(shè)置來(lái)檢測(cè)當(dāng)你的參考信號(hào)頻率超出“健康”頻率范圍時(shí)是否發(fā)生錯(cuò)誤，從而指示系統(tǒng)錯(cuò)誤。如果CAC檢測(cè)到這種情況，它就可以產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤中斷。

CAC是一個(gè)有用的外設(shè)，我們可以用它來(lái)幫助檢查系統(tǒng)的健康狀況，特別是對(duì)于消費(fèi)者或工業(yè)應(yīng)用，在這些應(yīng)用中系統(tǒng)可靠性可能非常重要。但是正如我們所看到的，它也可以用于監(jiān)測(cè)外部脈沖列并檢測(cè)脈沖頻率何時(shí)改變。

審核編輯：湯梓紅