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MSP430 FRAM FR5/FR6 クロックシステム    [msp430info fram clock]

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FR5/FR6シリーズのクロックシステムについて、概要と留意pointを説明します。

F5/F6シリーズと少し差異が有ります。 またFR2/FR4とも差異があります。

数値で示しているdataは、FR5969 data-sheet を参考にしています。

 

1 システムクロック

 

・ CPUとペリフェラルが使用できるシステムクロックは、下記が有ります。

  ペリフェラルのブロック図に、使用できるシステムクロックが記載されています。

1) ACLK max 50KHz  ・・RTCとペリフェラルのLF(Low frequency)クロックとして使用します。

2) MCLK max 16MHz  ・・CPUクロックとして使用します。

3) SMCLK max 16MHz  ・・ペリフェラルのLF/HF(High frequency)クロックとして使用します。

4) VLOCLK 約10KHz  ・・WDT、LCDなどのクロックとして使用します。

5) MODCLK 約5MHz  ・・ADC、USCIなどのクロックとして使用します。

 

・ システムクロックは、下記のクロックソースを使えます。 クロックソースREFOはなくなりました。

1) ACLK :VLOCLK、LFXTCLK、LFMODCLK(MODOSC/128=約39KHz)

2) MCLK :VLOCLK、LFXTCLK、LFMODCLK、DCO、MODCLK

3) SMCLK:  同上

4) VLOCLK:VLO

5) MODCLK:MODOSC

 

2 クロックソース

 

1) VLO -> VLOCLK

・ 約10Kzの内蔵クロックです。 VCCと温度の変化でdriftが起きますので、data-sheetで確認してください。

・ 一番消費電流が少ない(約100nA)クロックソースです。

・ デフォルトはoffですので、使用するときは、CSCTL4:VLOOFF=1->0 に切り替えます。

 

2) LFXT(XT1)

・ 時計クリスタル(32768Hz)やresonatorを接続します。 低消費電流(約200~300nA)タイプです。 

  あるいは外部クロック(~50kHz)をbypassモードで使います。

・ 内蔵load capacitor は有りません。 (Flashデバイスと異なる点です。)

クリスタル特性とドライブ電流強度(CSCTL4:LFXTDRIVE)により、適切なload capacitorを接続します。

data-sheet  Table 5-4. Low-Frequency Crystal Oscillator の注意書きを見てください。

・ LFXIN/LFXOUT がDIO(default)との共有pinの場合は、事前に切り替えが必要です。

・ CSCTL4:LFXTOFF=0 (on) に設定して、LFXTOFFGとOFIFGを見て正常発振したら利用できます。

  発振安定の確認(no fault)に、かなり時間(約1秒)がかかります。 data-sheetで確認してください。

* code-exampleを参考にして動作確認をお願いします。

 

3) HFXT(XT2)

・ HF(4~24MHz)専用です。 外部クリスタルかresonatorを接続します。

  あるいは外部クロック(4~24MHz)をbypassモードで使います。

・ HFXIN/HFXOUT がDIO(default)と共有なので、事前に切り替えが必要です。

・ CSCTL4:HFXTOFF=0 (on) に設定して、HFXTOFFGとOFIFGを見て正常発振したら利用できます。

  発振安定の確認(no fault)に時間(数ms)がかかります。 data-sheetで確認してください。

・ ボード特性とクリスタル特性(適正R/C)によって発振条件が左右されます。

  発振子メーカ様に発振余裕度、温度特性などの事前評価をしていただくように、強くお勧めいたします。

 

4) DCO

・ 内蔵クロックです、主にMCLKソースおよびペリフェラルのHFクロックソースとして使用します。

  FLL機能はなくなり、工場出荷時に書き込まれたデバイスごとの補正値が自動で適用されます。

・ CSCTL1: DCORSEL, DCOFSEL を使い 1/4/8/12/16/24MHz他 の周波数が利用できます。

  周波数精度はmax ±3.5%程度です。 data-sheetで確認してください。

 

5) MODOSC -> MODCLK、*1/128 -> LFMODCLK

・ 内蔵クロックです、約5MHz 、消費電流は約25uAです。

・ 普通はADCなどのペリフェラル用のクロックとして使用します。

・ ��ステムクロック LFMODCLK -> ACLK、 MODCLK -> MCLK,SMCLK に使用できます。

・ LPM4で動作停止します。 ADCなどのクロックソースに指定するときは、LPM3を使います。

 

3 LFXT,HFXT,VLOクロックソースの留意点

 

・ 使用するクロックソースは、CSCTL4:LFXTOFF,HFXTOFF,VLOOFF =0(=on:動作継続) に設定するのが安全です。

・ defaultでは、CSCTL4:LFXTOFF,HFXTOFF,VLOOFF =1 (=off:停止)および

  CSCTL6:SMCLKREQEN,MCLKREQEN,ACLKREQ=1 と設定されています。

・ この条件では、LFXT,HFXT,VLOクロックソースがACLK/MCLK/SMCLKに指定されているとき、動作します。

  また、ペリフェラルがACLK/MCLK/SMCLKを使用しているとき、クロックは動作します。

  しかし、クロックソースの利用がない時に、LPMxでwaitすると、該当クロックソースは停止します。

 

・ 例えばLFXTがACLKに使われ、ペリフェラルがACLKを使用しないとき、LPM4でLFXTの発振が停止します。

  LPM4を解除すると、LFXTの再起動が始まりますが、安定発振までに時間がかかります。

  また、安定発振を確認せずに、ペリフェラルがACLKを使えば誤動作のリスクが有ります。

  たとえば、UART送信がACLK:LFXTを使うとき、LPM4から復帰した直後の送信はキャラクタ化けが起きます。

・ ですから、クロックソースの消費電流を下げたいときにoffにすべきか検討したほうが安全です。

 

4 評価ボードのLFXT load capacitor

 

・ MSP-EXP430FR5969 LaunchPad™ Development Kit の LFXTにクリスタルとC5,C6=10pF が実装されています。

  このまま利用可能です。

・ MSP-TS430RGZ48C LFTXクリスタル C1,C2は、実装されていません。

  しかし、標準添付のクリスタルを接続して、C1,C2未実装でも、msp430fr59xx_cs_03.c は動作しました。

  data-sheetではLFXTDRIVE = {0}, CL,eff = 3.7pF、 内部に2pFはあるので、未実装でも動作するようです。   

  

 

 

Kazuo Yamauchi

3 Replies

  • 現在使用しているCPUは、MSP430FR5849の38ピンタイプです。

    外部クロック発振器から16MHZのクロックをLFXT端子に入れています。

    LFXT Onlyというのは、外部クロックの場合、最大50KHZしか動作できないということでしょうか?

    何かの方法で、周辺機器のクロック源を16MHZにすることが可能でしょうか?

    よろしくお願いします。

  • In reply to kei fujii:

    お手数をおかけいたしますが、下記のようにCSC(カスタマーサポートセンター)へお問い合わせのほど、
    お願いいたします。

    Kazuo Yamauchi

  • In reply to trout:

    下記は問い合わせで頂いた回答です:
    ・ data-sheetのLFXTには下記制限が書かれています。
    >   残念ですが、16MHzは接続できません。
    >   Table 5-4. Low-Frequency Crystal Oscillator, LFXT
    >     fLFXT,SW  LFXTBYPASS = 1  max 50KHz
    >
    > ・ DCO=16MHz ->SMCLK として利用する手はありますが、
    >   クロック精度とジッタの問題が有ります。
    >    Table 5-6. DCO をご参照ください。

    * DCO=16MHz ->MCLKの時はFlashコントローラにwait設定が必要です。 resetされる原因かもしれません。
    >下記から、exampleをdownloadします。
    >  www.tij.co.jp/.../toolssoftware
    >  MSP430FR59xx, MSP430FR58xx Code Examples (ZIP545KB )

    以上、問題解決しました。

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