之前寫過一篇關(guān)于時鐘引腳的文章 《i.MXRT1xxx系列MCU時鐘相關(guān)功能引腳的作用》，里面簡單提及了外部晶振相關(guān)引腳的作用，但是并沒有詳細(xì)展開。最近在客戶支持中，有客戶咨詢項目板級設(shè)計上能否將外部 24MHz 晶振完全去掉，就使用芯片內(nèi)部集成的 RC24M 做初始時鐘源。今天痞子衡就詳細(xì)展開這個話題：

Note: 本文中圖片代碼均以 i.MXRT1050 為例，但內(nèi)容基本也適用其他 i.MXRT10xx 系列。

一、外部24MHz晶振作用

i.MXRT 系列共有兩組外接晶振專用引腳，XTALI/O 用于連接 24MHz 晶振，RTC_XTALI/O 用于連接 32.768KHz 晶振。其中低頻 32.768KHz 晶振主要用于低功耗場景（SNVS 域），而高頻 24MHz 晶振（即本文主角）主要是給內(nèi)部 PLL 提供時鐘源，它是高性能應(yīng)用的保證。

Note: i.MXRT1011/102x 的 PLL 時鐘源僅能是 OSC 24MHz，而 i.MXRT105x/106x 的 PLL 時鐘源除了 OSC 24MHz 外，還可以是專門時鐘輸入引腳（CLK1_P/N）。

外部 24MHz 晶振（XTAL24M）并不是直接連到 PLL 模塊的，中間會經(jīng)過芯片內(nèi)部 OSC 24MHz 模塊，而 OSC 24MHz 模塊本身還包含了一個 RC24M 震蕩電路，這是為了確保在沒有外部 XTAL24M 的情況下，PLL 也能正常工作。

Note1: OSC 24MHz 模塊的源可來自外部 XTAL24M 也可以是內(nèi)部 RC24M，但這種切換不是自動的，需要在代碼里主動切換。

Note2: RC24M 主要用于低速應(yīng)用場合，并且以 RC24M 為源的功耗比以 XTAL24M 為源的功耗小很多。

二、內(nèi)部RC24M振蕩器能否替代外部24MHz晶振？

我們知道內(nèi)部 RC24M 精度較差，最差的情況甚至有 20% 的精度誤差，這種情況下一些對精度要求高的外設(shè)（比如 USB、ENET）是無法使用 RC24M 為源的 PLL 輸出作為時鐘源的。

如果你的應(yīng)用里不涉及 USB、ENET 等外設(shè)，就使用了一些簡單的 LPUART/LPSPI 等外設(shè)，那么是完全可以禁掉外部 XTAL24M 的使用的，切換代碼如下。其中需要注意的是如果當(dāng)前內(nèi)核時鐘源來自 PLL，那么必須先將內(nèi)核時鐘切到 OSC24M，否則 OSC24M 時鐘源切換操作會直接導(dǎo)致代碼跑飛（一旦 PLL 時鐘源發(fā)生變化，輸出會不穩(wěn)，此時內(nèi)核運(yùn)行會出現(xiàn)異常）：

?

void?ClockSelectRcOsc(void)
{
????//?將內(nèi)核時鐘源從?PLL?切換到?OSC?24M
????CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphClk2Mux,?1);
????CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphMux,?1);

????//?將?OSC?24M?時鐘源從外部?XTAL24?切換到內(nèi)部?RC24M
????CLOCK_InitRcOsc24M();
????CLOCK_SwitchOsc(kCLOCK_RcOsc);
????CLOCK_DeinitExternalClk();

????//?恢復(fù)內(nèi)核時鐘源（這里的?m、n?為切換之前的配置）
????CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphClk2Mux,?m);
????CLOCK_SetMux(kCLOCK_PeriphMux,?n);
}

?

更多 RC24M 的應(yīng)用詳見 SDK_2_12_0_EVKB-IMXRT1050oardsevkbimxrt1050demo_appspower_mode_switchm 例程。

三、能否完全去掉外部24MHz晶振？

既然在低速或者低功耗應(yīng)用場合，RC24M 可以替代 XTAL24M，那么我們能不能直接把 XTAL24M 完全去掉呢？答案很遺憾，不能！因為芯片系統(tǒng)（內(nèi)核、PLL）默認(rèn)就是以 XTAL24M 為初始時鐘源：

?

XTALOSC24M->LOWPWR_CTRL[OSC_SEL]    = 1'b0   // 24MHz clock from XTAL OSC
CCM_ANALOG->PLL_ARM[BYPASS_CLK_SRC] = 2'b00  // clock from REF_CLK_24M
CCM->CBCMR[PRE_PERIPH_CLK_SEL]      = 2'b11  // clock from divided PLL1 (PLL_ARM)
CCM->CBCDR[PERIPH_CLK_SEL]          = 1'b0   // clock from pre_periph_clk_sel

?

如果沒有外部 XTAL24M，芯片系統(tǒng)上電后，內(nèi)核沒有正確的時鐘源，BootROM 代碼無法正常執(zhí)行，這時候甚至仿真器也沒法找到內(nèi)核，那后續(xù)設(shè)計也就沒有任何意義?？吹竭@里，你可能會明白，i.MXRT畢竟是跨界處理器，它是為高性能場景而生的，運(yùn)行起來后切換到內(nèi)部 RC24M 來降功耗只是它的附帶功能而已。

至此，i.MXRT10xx系列MCU外接24MHz晶振的作用便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

審核編輯：劉清