ARU-connected Timer Output Module (ATOM)

Overview

连接ARU的定时器输出模块（ATOM）由于其与ARU的连接，能够在没有CPU交互的情况下生成复杂的输出信号。通常，通过连接到ARU的子模块（例如MCS、DPLL或PSM）在ARU连接上提供输出信号特性。每个ATOM子模块包含八个输出通道，这些通道可以在几种可配置的操作模式下相互独立操作。ATOM子模块的框图如图25.32所示

ATOM子模块的架构与TOM子模块类似，但有一些不同。首先，ATOM只集成了八个输出通道。因此，存在用于ATOM通道的一个ATOM全局控制子单元（AGC）。ATOM连接到ARU，可以设置来自ARU的单独读取请求和对ARU的写入请求。此外，ATOM通道能够代表时间戳生成信号，ATOM通道能够代表内部移位寄存器生成串行输出信号。

GLOBAL CHANNEL CONTROL BLOCK

TBU_CH0-2 (ACT_TB)时基匹配寄存器

HOST trigger

强制更新触发器(FUPD)

输出启用控制(OUTEN_STAT) w/ shadow (OUTEN_CTRL

通道启用控制(ENDIS_STAT) w/影子寄存器(ENDIS)

通道更新启用控制(UPEN_CTRL)

内部TRIG_0信号选择(INT_TRIG)

ATOM Channel architecture

每个ATOM通道能够根据四种操作模式生成输出信号。ATOM通道的体系结构类似于TOM通道的体系结构。ATOM通道的一般架构如图25.34所示。

两个计数器/比较单元CCU0和CCU1

24位计数器寄存器(CN0)时钟w/选择输入频率(CMU_CLK0-7)

信号输出产生单元(SOU)

ARU接口单元(ACI)

两个比较寄存器CM0和CM1与影子寄存器SR0和SR1连接到ARU

时钟源(CLK_SRC) w/ shadow (CLK_SRC_SR)

相对于TOM来说，主要多了一个ARU接口-ACI模块

ATOM Channel modes

SOMP-Signal Output Mode PWM

输出PWM

TOM功能，当CN0达到CM0或CM1时输出切换

一次或连续操作

CM0定义周期，CM1定义占空比

通过AEI总线进行同步/异步更新

通过ARU同步更新可以使用w/ or w/o ARU

SOMP - ARU

仅同步更新ARU SR0, SR1和CLK_SRC_SR(影子寄存器)

在ARU传输期间阻止从影子寄存器更新CM0和CM1以确保数据一致性

SR0保存CM0，即PWM周期，SR1保存CM1，即PWM占空比

SOMC-Signal Output Mode Compare

输出比较

基于CM0/CM1与TBU_TS0/TS1比较的输出动作

较大/相等或较小/相等比较

在CM0/CM1的时间戳匹配存储在通道阴影寄存器(SR0/SR1)



在编程匹配和输出动作后禁用ATOM通道

• 读取SR0/SR1并写入新的CM0/CM1后进行下一步匹配

必须配置并启用TBU

SOMC - ARU

在ARU控制CM0、CM1下，由ARU发送匹配行为和输出行为

非阻塞:如果没有匹配，ARU数据将连续传输到CM0, CM1和ACBI

阻塞:在CM0和CM1更新后，不向ARU请求新的数据，直到匹配

SOMC – COMPARE COMMAND

Serve first:在CCC0和CCU1上进行并行比较，第一次匹配导致输出动作，禁用第二次匹配

Serve last:首先比较CCU0，然后比较CCU1。

CCU0匹配触发输出动作

CCU1匹配切换输出状态

Single compare:只比较CCU0或CCU1，匹配时触发输出动作

ARU data request:切换到ARU RDADDR1并请求新的匹配数据，没有输出动作

配置TBU通道使用(TBU12_SEL)

使用时，比较大于等于或小于等于TBU_TS1/2 (CMP_CTRL)

如果CCU0使用TBU_TS0进行比较，则只有Greater-equal

SR0/SR1中比较匹配时的时间戳

SOMC – OUTPUT ACTION

ATOM Signal Output Mode Serial (SOMS)

CM1寄存器的位在通道输出上移出

在CM0中移位的位数

在ATOM_CH[x]_CTRL位ACB0中确定移动方向(左/右)

• 右:CM1数据对齐到0位
• 左:CM1数据对齐到第23位

CCU0以计数器/比较模式运行，计数移位的位数

SERIAL OUTPUT - ARU

SR0和SR1以及移位方向

移动方向ACBI(0)

下一个ARU请求发出后，影子寄存器加载到CM0, CM1

• 如果通道更新被禁用(UPEN=0)，则没有连续的ARU请求

ATOM Signal Output Mode Buffered Compare(SOMB)

类似于SOMC(定义比较的输出操作)

• 新值存储在影子寄存器(ARU或AEI)中
• 匹配后从阴影寄存器加载新值(SR0, SR1, ACB_SR)
• 当没有新的阴影值CCU0/CCU1时，等待空闲

SOMB - COMPARE COMMAND

SOMB – OUTPUT ACTION

ATOM SYNCHRONOUS UPDATE

几个ATOM寄存器有影子寄存器

CM0/1, CLK_SRC, ENDIS, OUTEN

影子寄存器(CPU, DMA)的更新不影响通道操作

在触发状态下更新工作寄存器(当启用时)

更新多个影子寄存器时应禁用更新

通过AEI或ARU写入影子寄存器

触发方式：

Host CPU (HOST_TRIG)

TBU时间戳匹配(ACT_TB)

内部触发

• From CCU0 on CN0 reset (CN0 >= CM0, end of a period)
• From ATOM[x-1] (INT_TRIG)
• From TIM_EXT_CAPTURE of TIM channel (EXT_FUPD)

SYNCHRONOUS UPDATE BY ARU

同步更新示例

同步更新：如下图所示，通过对SR1寄存器值更新，使得ATOM输出在下一个周期才同步一起更新CM1

ASYNCHRONOUS UPDATE

只能通过AEI外围总线主机(CPU, DMA)实现

直接写入工作寄存器CM0, CM1, ENDIS_STAT, OUTEN_STAT

新设置立即生效(无一致性)

通过直接对CM1寄存器值更新，使得ATOM输出可能在本次周期内输出就发生改变。

ATOM Interrupt signals

ATOM Register overview

ATOM Register description

GTM0ATOMiAGCGLBCTRL (i = 0 to 2)

使能通道更新CM0, CM1 and CLK_SRC

UPEN_CTRL：

RST_CH：写1后会复位对应的通道

HOST_TRIG：触发请求信号(参见AGC)来更新寄存器ENDIS_STAT和OUTEN_STAT

GTM0ATOMiAGCENDISCTRL (i = 0 to 2)

ENDIS_CTRL：使能通道通过trigger更新值

GTM0ATOMiAGCENDISSTAT (i = 0 to 2)

ENDIS_STAT:使能通道

GTM0ATOMiAGCACTTB (i = 0 to 2)

TBU_SEL：选择对应的TBU_TS

TB_TRIG：trigger触发位，触发后会自动clear

ACT_TB：设置与TBU_TS[x]的比较值，TBU_TS[x]大于该值时产生触发信号

GTM0ATOMiAGCOUTENCTRL (i = 0 to 2)

OUTEN_CTRL:使能通道输出由update trigger触发

GTM0ATOMiAGCOUTENSTAT (i = 0 to 2)

使能通道输出

GTM0ATOMiAGCFUPDCTRL (i = 0 to 2)

RSTCN0_CHx：强制更新事件时重置通道x的CN0

FUPD_CTRL0:是否使能强制更新ATOM通道0操作寄存器

GTM0ATOMiAGCINTTRIG (i = 0 to 2)

INT_TRIGx:选择输入信号TRIG_x作为触发源

GTM0ATOMixCTRL (i = 0, x = 0 to 7,i = 1, x = 0 to 7,i = 2, x = 0 to 4)

SOMB:使能SOMB功能

ABM：ARU阻塞方式

0:禁用ARU阻塞模式:ATOM连续地从ARU读取并更新CM0, CM1，独立于挂起的比较匹配事件

1:使能ARU阻塞模式:通过ARU更新CM0、CM1后，不从ARU读取新的数据，直到发生比较匹配事件

OSM：单次还是连续

SLA：执行Serve last ARU通信策略

0:捕获未提供给ARU的CCU0匹配事件后的SRx时间戳

1:捕获提供给ARU的CCU0匹配事件后的SRx时间戳

此位仅适用于SOMC模式。

TRIGOUT：选择输出trigger的方式，0-选择前一个通道的trigger，1-由CN0到达CM0触发

EXTTRIGOUT：选择TIM_EXT_CAPTURE(x)作为备用输出信号TRIG_[x]
0:信号TRIG_[x-1]被选择作为TRIG_[x]的输出(如果TRIGOUT = 1)

1:选择信号TIM_EXT_CAPTURE(x)作为TRIG_[x]的输出(如果Trigout = 1)

EXT_TRIG：选择TIM_EXT_CAPTURE(x)作为触发信号

0:选择信号TIM_[x-1]作为触发器，复位CN0或开始单脉冲产生。

1:选择“信号TIM_EXT_CAPTURE(x)”

OSM_TRIG：启用触发信号OSM_TRIG触发单次脉冲

0:信号OSM_TRIG不能触发单脉冲产生启动

1:信号OSM_TRIG可以触发单脉冲生成启动(仅当位Osm = 1)

RST_CCU0：选择CN0的复位方式，0-CN0达到CM0复位，1-通过前一个通道的trigger复位

WR_REQ：CPU写请求位用于后期比较寄存器更新。（此位仅适用于SOMC和SOMB模式。）

CLK_SRC_SR：选择通道时钟，该时钟作为CN0计数用。

SL：选择输出的占空比的有效电平为高还是低

CMP_CTRL：CCUx比较策略选择。

0:与TBU时间基准值比较大于等于(TBU_TSx≥CMx)

1:与TBU时间基准值比较小于/等于(TBU_TSx≤CMx)

ACB：ATOM模式控制位。

ARU_EN：ARU输入流使能。

0:关闭ARU输入流

1:表示ARU输入流使能

TB12_SEL：选择时间基准值TBU_TS1或TBU_TS2。

0:选择TBU_TS1进行比较

1:选择TBU_TS2进行比较

MODE：选择ATOM通道模式。

GTM0ATOMixSTAT (i = 0, x = 0 to 7,i = 1, x = 0 to 7,i = 2, x = 0 to 4)

ACBO：ATOM内部状态位。

ACBO[3] = 1: CCU0比较匹配发生

ACBO[4] = 1: CCU1比较匹配发生

WRF：CPU写请求失败，延迟更新。

0:后期更新成功，CCUx单元等待比较。

1:后期更新失败。

DV：存储在比较寄存器中的有效ARU数据。

0:寄存器CM0和/或CM1中没有存储有效数据，没有激活比较。

1:有效数据存储在CM0和/或CM1中，启动比较

ACBI：ATOM模式控制位。

OL：ATOM_CHx_OUT的实际输出信号电平。

0:实际输出信号电平低

1:实际输出信号电平高

GTM0ATOMixRDADDR

RDADDR1/0：ARU读地址1/0。

GTM0ATOMixCN0

CN0:ATOM计数寄存器

GTM0ATOMixCM0

CM0：ATOM CCU0比较寄存器，用来设置周期。

GTM0ATOMixSR0

SR0:CM0的影子寄存器，ATOM同步更新时使用

GTM0ATOMixCM1

CM1:ATOM CCU1比较寄存器，设置为0时表示占空比0%。

GTM0ATOMixSR1

SR1:CM1的影子寄存器，TOM通道同步更新时使用

GTM0ATOMixIRQNOTIFY (x = 0 to 7)

CCU1/0TC:CCU1/0通道x触发条件中断。

0:没有中断。

1: CCU1/0触发条件中断被ATOM通道x触发,CCU0在周期触发，CCU1在占空比到达时触发

GTM0ATOMixIRQEN (x = 0 to 7)

CCU1/0TC_IRQ_EN:ATOM_CCU1/0TC_IRQ中断使能。

0:关闭中断，中断在GTM-IP之外不可见。

1:使能中断，中断在GTM-IP外可见。

GTM0ATOMixIRQFORCINT (x = 0 to 7)

TRG_CCU1/0TC：通过软件触发ATOM_CCU1/0TC_IRQ中断。

GTM0ATOM00IRQMOD (x = 0 to 7)

IRQ_MODE:IRQ模式选择

00:电平模式

01:脉冲模式

10:脉冲通知模式

11:单脉冲模式