使用C2000™ DCC功能监控系统时钟

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作者：Emma Wang

简介：

在MCU系统里，系统时钟的准确性及精度对于系统的安全运行非常重要，为保证系统可对时钟的准确性进行监控，从F28004X 系列开始，C2000产品增加了一个新的功能模块Dual-Clock Comparator，简称DCC。DCC是一个可配置的，双时钟比较的模块，用于在应用程序的时间执行期间确定时钟信号的准确性。 DCC 使用另一个输入时钟作为参考来测量可选时钟源的频率。 时钟源以及精度由应用程序编程。可以实现对时钟信号提供时钟输入频率的自主、实时的监控，当输入时钟频率范围超出设定值时，DCC模块会触发错误，从而完成对输入时钟频率的监控。本文以F280049为例，介绍了DCC模块的工作原理和实际应用及相应的注意事项。

1.DCC工作原理介绍和配置方法：

顾名思义，DCC模块提供了两个时钟模块clock0 和clock1 按照设定比例及允许误差范围进行互相校验，用户可以自由选择两个时钟的输入源，如下图所示，同时也需要设定最大的允许误差。

Counter1 的时钟源有：

PLLRAWCLK

INTOSC1

INTOSC2

Counter0 的时钟源有：

XTAL

INTOSC1

INTOSC2

注：F280049是Type1 型的DCC，F28002x, F28003x, F280013x, F280015x, F2838x 均为Type2 型的DCC，clock0 和clock1都有更多的输入源，具体细节可以参考对应产品的datasheet。

在DCC的设定过程中，除了选定的被检测的两个时钟外，还有两个重要的参数：tolerance 和frequency error。

1. Tolerance: Tolerance代表着DCC模块的颗粒细度，Tolerance越大，Clock0和Clock1的counter 越小，类似于ADC的采样位数更小。但是当频率异常的时候，也可以反应的更快。我们一般设这个值为1%。

2. Frequency error：时钟误差的接受度，由于两个时钟的不同步和量化都会引入误差，所以本身就存在一个最小的误差。同时，时钟一定程度的偏差也是可以接受的，可以根据系统的需求输入，针对+/- total error 的时间偏差，都是可以被接受的。

根据系统需要，给出Tolerance和frequency error，计算方法在库函数中可以看到：

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 会在每一次clock0 的时钟信号来一次减1，同样的，counter1 会在每一次clock1的时钟信号来一次减1。

我们先假设clock0 是个可靠的时钟，在clock1 的精度在允许最大误差内运行的时候，三个计数器应该按照下列顺序到达0：

Counter0 -> Counter1 -> Valid0

如果clock1的误差偏大，那么 有两种失效可能性：

一种是clock1 偏快，那么就会出现clock1 的counter1 先到达0。

一种是clock1 偏慢 ，那么就会出现clock0和valid0都到达0 之后， counter1 还没到达0。

2.实际应用：

在实际应用中，我们既可以用Clock0 来监测Clock1的精度，也可以用clock1 来监测Clock0的丢失（将Clock0设为XTAL）（因为Clock1输入只能选内部时钟）。DCC 的值的计算比较复杂，可以用TI提供的driverlib 函数DCC_continuousMonitor（）来完成计算，也可以参考C2000Ware中的例程，方便快速实现功能。DCC 相关例程的路径如下：C:tic2000C2000Ware_4_03_00_00driverlibf28004xexamplesdcc

需要注意的是：

DCC 还可以配置为在单次或连续模式下运行。 在单次模式下，DCC 执行一次性倒计时，当计数器达到 0 时 DCC 停止操作。引发完成中断并可以检查状态。

在连续模式下，因为需要锁住发生错误的时刻（即counter0 或counter1 的值），也会使得DCC 模块报错后，counter停止工作。会遇到只能进入一次DCC中断的情况，如果客户希望多次进入DCC 中断，则需要在DCC中断中重新使能DCC模块，可以通过调用这个函数来实现：DCC_enableModule(DCC0_BASE)。

3.总结：

使用DCC模块可以方便快捷地实现对两路时钟信号输入频率的自主、实时监控，通过对两路时钟计数器的比较，可以实现对时钟系统可靠的监控，从而保证整个系统的安全可靠运行。