之前寫過一篇關(guān)于時(shí)鐘引腳的文章 《i.MX RT1xxx系列MCU時(shí)鐘相關(guān)功能引腳的作用》，里面簡(jiǎn)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(xiàng)目板級(jí)設(shè)計(jì)上能否將外部24MHz晶振完全去掉。

今天就這個(gè)話題，使用芯片內(nèi)部集成的RC24M做初始時(shí)鐘源，詳細(xì)展開，好好地聊聊。

注：本文中圖片代碼均以i.MX RT1050為例，但內(nèi)容基本也適用其它i.MX RT10xx系列。

1、外部24MHz晶振的作用

i.MXRT 系列共有兩組外接晶振專用引腳，XTALI/O用于外部連接24MHz晶振，RTC_XTALI/O用于連接32.768kHz晶振。其中低頻的32.768kHz晶振主要用于低功耗場(chǎng)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(shí)鐘源，它是高性能應(yīng)用的保證。

注: i.MX RT1011/102x的PLL時(shí)鐘源僅能是OSC 24MHz，而 i.MX RT105x/106x的PLL時(shí)鐘源除了OSC 24MHz外，還可以是專門時(shí)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(huì)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(gè)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。

注1: 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(dòng)的，需要在代碼里主動(dòng)切換。

注2: RC24M主要用于低速應(yīng)用場(chǎng)合，并且以RC24M為源的功耗比以XTAL24M為源的功耗小很多。

2、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(duì)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(shí)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(jiǎn)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(shí)鐘源來自PLL，那么必須先將內(nèi)核時(shí)鐘切到OSC24M，否則OSC24M時(shí)鐘源切換操作會(huì)直接導(dǎo)致代碼跑飛（一旦PLL時(shí)鐘源發(fā)生變化，輸出會(huì)不穩(wěn)，此時(shí)內(nèi)核運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)異常）：

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

    // 將 OSC 24M 時(shí)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(shí)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-IMXRT1050boardsevkbimxrt1050demo_appspower_mode_switchbm 例程。

3、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(chǎng)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?yàn)樾酒到y(tǒng)（內(nèi)核、PLL）默認(rèn)就是以 XTAL24M為初始時(shí)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(shí)鐘源，BootROM代碼無法正常執(zhí)行，這時(shí)候甚至仿真器也沒法找到內(nèi)核，所有后續(xù)設(shè)計(jì)也就沒有任何意義。

看到這里，你可能會(huì)明白，i.MX RT畢竟是跨界處理器，它是為高性能場(chǎng)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。

來源：恩智浦MCU加油站

審核編輯：湯梓紅