【AUTOSAR实战系列 · TC23x篇】MCU时钟模块原理与EB配置-程序员充电站

时钟和时钟控制单元CCU

1 功能及原理分析

1.1 TC23x时钟架构解析

核心构建模块：

Clock Source 基础时钟源（外部晶振/内部RC振荡器）
Clock Speed Upscaling PLL倍频电路（提升时钟频率）
Clock Distribution 时钟分配网络（将时钟分发至CPU/外设/GTM等）
Individual Clock Config 外设级时钟门控/分频（如单独配置ADC、PWM）

1.2 Clock Speed Upscaling

（1）相位锁相环PLL

模式控制：

Normal Mode 正常模型（常用）
Prescaler Mode
Freerunning Mode

正常模式下，输入频率fosc先通过P分频，再乘以N，然后通过k2或k3再分频：

fPLL=N+1（P+1）（K2+1）fOSC f_{PLL} = \frac{N + 1}{（P + 1）（K2 + 1）}f_{OSC}fPLL=（P+1）（K2+1）N+1fOSC

fPLL2=N+1（P+1）（K3+1）fOSC f_{PLL2} = \frac{N + 1}{（P + 1）（K3 + 1）}f_{OSC}fPLL2=（P+1）（K3+1）N+1fOSC

例如：当
fOSC=20MHz，N=29，P=0，K2=2，K3=5 f_{OSC} = 20MHz，N=29，P=0，K2=2，K3=5fOSC=20MHz，N=29，P=0，K2=2，K3=5
计算得到：
fPLL=200MHz，fPLL2=100MHz f_{PLL} = 200MHz，f_{PLL2} = 100MHzfPLL=200MHz，fPLL2=100MHz

（2）PLL_ERAY，为汽车以太网提供高精度时钟

模式控制：

Normal Mode 正常模型（常用）
Prescaler Mode
Freerunning Mode

正常模式下，输入频率fosc先通过ErayP分频，再乘以ErayN，然后通过ErayK2或ErayK3再分频：

fPLLERAY=ErayN+1（ErayP+1）（ErayK2+1）fOSC f_{PLLERAY} = \frac{ErayN + 1}{（ErayP + 1）（ErayK2 + 1）}f_{OSC}fPLLERAY=（ErayP+1）（ErayK2+1）ErayN+1fOSC

fPLL2ERAY=ErayN+1（ErayP+1）（ErayK3+1）fOSC f_{PLL2ERAY} = \frac{ErayN + 1}{（ErayP + 1）（ErayK3 + 1）}f_{OSC}fPLL2ERAY=（ErayP+1）（ErayK3+1）ErayN+1fOSC

例如：当
fOSC=20MHz，ErayN=23，ErayP=0，ErayK2=2，ErayK3=4 f_{OSC} = 20MHz，ErayN=23，ErayP=0，ErayK2=2，ErayK3=4fOSC=20MHz，ErayN=23，ErayP=0，ErayK2=2，ErayK3=4
计算得到：
fPLLERAY=160MHz，fPLL2ERAY=96MHz f_{PLLERAY} = 160MHz，f_{PLL2ERAY} = 96MHzfPLLERAY=160MHz，fPLL2ERAY=96MHz

Note：这里P的值与外部晶振的频率有关，这里fPFD必须满足芯片手册规定范围（1−25MHz） Note：这里P的值与外部晶振的频率有关，这里f_{PFD}必须满足芯片手册规定范围（1-25MHz）Note：这里P的值与外部晶振的频率有关，这里fPFD必须满足芯片手册规定范围（1−25MHz）

fPFD=fOSCP+1 f_{PFD} = \frac{f_{OSC}}{P + 1}fPFD=P+1fOSC

1.3 Clock Distribution

时钟来源：

PLL/PLL2、PLL_ERAY/PLL_ERAY2、back-up、OSC0

2 EB工程搭建

2.1 创建工程

（1）首先打开EB软件，依次点击File -> New -> Configuration Project

（2）在弹出的窗口中输入工程名称，选择路径。本例选择使用默认路径。之后点击Next继续

（3）此处选择需要的芯片型号并填写ECU ID

在下面第一个选项打钩，它会自动为新建工程添加最低需要的子元素。点击Next继续

（4）这一步选择工程需要的模块。 Resource为默认必选项，用来设置芯片具体型号。

在这里我们选择MCU模块，添加后点击Finsh完成

2.2 配置Resource模块

下图即为建好的EB工程，新工程首先要打开Resource模块，在ResourceSubDerivative中选择相应的芯片型号

TC234LP_32F200F：

TC234，是 AURIX™ TC23x 系列中的一个子系列，属于中端性能的 32 位多核微控制器（TriCore™架构），面向汽车和工业应用
LP，表示低功耗（Low Power）版本
32F200F：3.2MB Flash容量，200MHZ主频，F封装

2.3 配置Mcu模块

（1）打开Mcu->General模块，配置晶振频率20MHz，使能McuPerformReset和McuClearColdReset功能。

McuPerformResetApi：触发微控制器的软件复位（Software Reset），使 MCU 重新启动（类似于看门狗复位或手动复位）。

McuClearColdResetApi：清除冷复位（Cold Reset）状态标志，用于识别复位源或初始化复位相关配置。

（2）选择McuModuleConfiguration选项卡，双击选择打开其中的配置文件McuModuleConfiguration_0;

（3）McuModuleConfiguration_0->General选项卡中，配置Mcu复位设置

（4）McuModuleConfiguration_0->McuClockSettingConfig选项卡中，双击打开McuClockSettingConfig_0，配置参数得到目标时钟

配置项含义：

具体配置参数请参照下图（MCU频率200MHz）：

2.4 生成配置文件

最后点击工具栏上的Generate按钮，生成配置好的文件（output\generated文件夹下），包括头文件（inc）和源文件（scr）

3 Tasking工程搭建

3.1 创建工程

（1）打开TASKING VX-toolset for TriCore软件，依次点击 File -> New ->
TASKING TriCore C/C++ Project

（2）在在弹出的窗口中输入工程名字，设置路径以及选择工程类型，这里为了方便直接选择了Hello World C Project。之后点击Next继续

（3）选择芯片（TC23X），之后点击Finish完成创建

3.2 导入库文件和EB生成的配置文件

（1）在建好的工程里做如下操作：

在EB安装路径下找到Aurix_MC-ISAR文件夹，复制到工程中
将EB生成的output文件夹复制到工程中

（2）此工程中只用到了MCU模块，Aurix_MC-ISAR文件夹中有很多多余文件，需要删掉保证编译正确

3.3 创建文件

在当前工程中新建头文件MemMap.h，代码中有调用，防止编译出错。
在ClockTest.c中添加代码，所用Demo板需要在BMHD位置写入起始地址才能启动程序。
添加Mcal_safeErrorHandler函数，代码中有调用
添加相应头文件

#include<stdio.h>#include"Std_Types.h"#include"Mcu.h"constunsignedintBMHD_VAL[]__at(0xa0000000)={0x80000020,0xB3590078,0x00000000,0x00000000,0x00000000,0xFFFFFFFF,0x9BC407AB,0x643BF854};voidMcal_SafeErrorHandler(uint32 ErrorType){}intmain(void){Printf(“Hello world\n”);}

3.4 工程属性配置

（1）右键工程名，选择菜单中的Properties选项，弹出界面如下图所示

（2）点击C/C++ Build – Settings—Optimization Level 调为0-None

（3）将所需文件的路径都添加在Include Paths项目下

"${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general/tricore}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general/tricore/compiler}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general/tricore/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/general/tricore/inc/TC23x}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/integration_general}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/integration_general/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/cfg1}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/cfg1/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/cfg1/lib}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/cfg1/obj}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/cfg1/src}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/ssc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/ssc/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/ssc/lib}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/ssc/obj}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/mcu_infineon_tricore/ssc/src}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general/ssc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general/ssc/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general/ssc/lib}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general/ssc/obj}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/tricore_general/ssc/src}""${workspace_loc:/${ProjName}/output}""${workspace_loc:/${ProjName}/output/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/output/src}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/dio_infineon_tricore}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/dio_infineon_tricore/ssc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/dio_infineon_tricore/ssc/inc}""${workspace_loc:/${ProjName}/Aurix_MC-ISAR/dio_infineon_tricore/ssc/src}"

（4）在Preprocessing项目中要讲Automatic include of ‘,sfr’ file 前面的钩取消掉。

在Defined symbols下添加一个条目：_TASKING_C_TRICORE_=1。

3.5 编译

完成上述操作后，此工程即可以被编译通过。

4 API接口

API接口	解释
Mcu_Init	MCU初始化
Mcu_InitClock	时钟初始化
Mcu_DistributePllClock	激活PLL时钟，并分配给系统时钟
Mcu_GetPllStatus	获取PLL时钟锁定状态
Mcu_ClearColdResetStatus	清除冷复位状态
Mcu_PerformReset	软件复位MCU
Mcu_GetResetReason	获取复位原因
Mcu_InitRamSection	初始化RAM空间

5 Demo示例

在main函数中添加如下代码

intmain(void){Std_ReturnType RetVal;// MCU初始化，加载Mcu_ConfigRoot中的时钟参数（包括PLL/ERAY的预配置）Mcu_Init(&Mcu_ConfigRoot[0]);// 时钟初始化，实际配置PLL和ERAY，根据Mcu_kClockConfiguration0的参数设置寄存器RetVal=Mcu_InitClock(0);if(RetVal==E_OK){// 获取PLL时钟锁相状态，确认PLL稳定输出目标频率while((Mcu_GetPllStatus())==0){};// 激活PLL时钟，并分配给系统时钟，配置寄存机，将PLL时钟分配给CPU/SPB/SRI/外设（如ERAY、SPB等）Mcu_DistributePllClock();}Mcu_InitRamSection(0U);// 初始化RAM空间}