使用C2000?? DCC功能監控系統時鐘

簡介：

在MCU系統里，系統時鐘的準確性及精度對于系統的安全運行非常重要，為保證系統可對時鐘的準確性進行監控，從F28004X 系列開始，C2000 產品增加了一個新的功能模塊Dual-Clock Comparator，簡稱DCC。DCC是一個可配置的，雙時鐘比較的模塊，用于在應用程序的時間執行期間確定時鐘信號的準確性。 DCC 使用另一個輸入時鐘作為參考來測量可選時鐘源的頻率。 時鐘源以及精度由應用程序編程。可以實現對時鐘信號提供時鐘輸入頻率的自主、實時的監控，當輸入時鐘頻率范圍超出設定值時，DCC模塊會觸發錯誤，從而完成對輸入時鐘頻率的監控。本文以F280049為例，介紹了DCC模塊的工作原理和實際應用及相應的注意事項。

1.DCC工作原理介紹和配置方法：

顧名思義，DCC模塊提供了兩個時鐘模塊clock0 和clock1 按照設定比例及允許誤差范圍進行互相校驗，用戶可以自由選擇兩個時鐘的輸入源，如下圖所示，同時也需要設定最大的允許誤差。

Counter1 的時鐘源有：

PLLRAWCLK

INTOSC1

INTOSC2

Counter0 的時鐘源有：

XTAL

INTOSC1

INTOSC2

注：F280049是Type1 型的DCC，F28002x, F28003x, F280013x, F280015x, F2838x 均為Type2 型的DCC，clock0 和clock1都有更多的輸入源，具體細節可以參考對應產品的datasheet。

在DCC的設定過程中，除了選定的被檢測的兩個時鐘外，還有兩個重要的參數：tolerance 和frequency error。

1. Tolerance : Tolerance代表著DCC模塊的顆粒細度，Tolerance越大，Clock0和Clock1的counter 越小，類似于ADC 的采樣位數更小。但是當頻率異常的時候，也可以反應的更快。我們一般設這個值為1%。

2. Frequency error：時鐘誤差的接受度，由于兩個時鐘的不同步和量化都會引入誤差，所以本身就存在一個最小的誤差。同時，時鐘一定程度的偏差也是可以接受的，可以根據系統的需求輸入，針對+/- total error 的時間偏差，都是可以被接受的。

根據系統需要，給出Tolerance和frequency error，計算方法在庫函數中可以看到：

count0 = window - total_error;

valid  = 2 * total_error;

count1 = window * freq1 / freq0;

配置好后，一旦DCC 被使能，counter0 和Valid0 會在每一次clock0 的時鐘信號來一次減1，同樣的，counter1 會在每一次clock1的時鐘信號來一次減1。

我們先假設clock0 是個可靠的時鐘，在clock1 的精度在允許最大誤差內運行的時候，三個計數器應該按照下列順序到達0：

Counter0 -> Counter1 -> Valid0

如果clock1的誤差偏大，那么 有兩種失效可能性：

一種是clock1 偏快，那么就會出現clock1 的counter1 先到達0。

一種是clock1 偏慢 ，那么就會出現clock0和valid0都到達0 之后， counter1 還沒到達0。

2.實際應用：

在實際應用中，我們既可以用Clock0 來監測Clock1的精度，也可以用clock1 來監測Clock0的丟失（將Clock0設為XTAL）（因為Clock1輸入只能選內部時鐘）。DCC 的值的計算比較復雜，可以用TI 提供的driverlib 函數DCC_continuousMonitor（）來完成計算，也可以參考C2000Ware中的例程，方便快速實現功能。DCC 相關例程的路徑如下：C:tic2000C2000Ware_4_03_00_00driverlibf28004xexamplesdcc

需要注意的是：

DCC 還可以配置為在單次或連續模式下運行。 在單次模式下，DCC 執行一次性倒計時，當計數器達到 0 時 DCC 停止操作。引發完成中斷并可以檢查狀態。

在連續模式下，因為需要鎖住發生錯誤的時刻（即counter0 或counter1 的值），也會使得DCC 模塊報錯后，counter停止工作。會遇到只能進入一次DCC中斷的情況，如果客戶希望多次進入DCC 中斷，則需要在DCC中斷中重新使能DCC模塊，可以通過調用這個函數來實現：DCC_enableModule(DCC0_BASE)。

3.總結：

使用DCC模塊可以方便快捷地實現對兩路時鐘信號輸入頻率的自主、實時監控，通過對兩路時鐘計數器的比較，可以實現對時鐘系統可靠的監控，從而保證整個系統的安全可靠運行。

4.參考文檔：

Continuous Monitor of the PLL Frequency With the DCC

C2000 Real-Time Control Peripheral Reference Guide (Rev. Q)

TMS320F28004x Real-Time Microcontrollers Technical Reference Manual (Rev. F)