ARM系列—PCK600基礎知識簡析

PCK-600是一個與功耗控制相關IP包，里面包含了六個組件，分別是LPD-Q，LPD-P，LPC-Q，P2Q Converter，CLK_CTRL和PPU。前面四個是輔助組件，后面兩個才是這個IP包中的重要角色，我們一個一個來看。

LPD-Q

LPD-Q全稱是Low Power Distributor Q-Channel，其作用是幫助帶Q-Channel接口的控制器能夠控制多個Q-Channel設備，并可能對其進行排序。

LPD-Q支持2-32設備Q-Channel接口，可配置為在以下兩種模式（通過SEQUENCER參數）運行：

Q-Channel擴展器（Expander）：控制器Q-Channel轉換請求并行廣播到所有設備Q-Channel。發送到設備的轉換請求可以按任何順序完成。在這個模式下，當LPD-Q在控制Q-Channel上收到靜態進入或退出請求時，它會將該請求發送到所有設備Q-Channel。LPD-Q等待所有設備接受或拒絕，然后生成對控制器的響應。當出現拒絕情況時，LPD-Q會將所有設備Q-Channel返回到運行狀態。

Q-Channel序列器（Sequencer）：控制器Q-Channel轉換請求按順序傳遞給每個設備Q-Channel。每個轉換請求必須在LPD-Q向下一個設備發送轉換請求之前完成。在這個模式下，當LPD-Q在控制Q-Channel上接收到靜態進入或退出請求時，它會依次向所有設備Q-Channel發送請求。LPD-Q等待每個設備的響應，然后再向下一個設備發送靜止請求。LPD-Q在生成對控制器的響應之前，等待所有設備響應。

總結一下：LPD-Q是把一個Q-Channel擴展成多個Q-Channel，就這么簡單。至于為什么要擴展，那一定是前面的控制器沒那么多接口唄。

LPD-P

跟LPD-Q組件類似，LPD-P組件使P-Channel控制器能夠控制多個P-Channel設備，并可能對其進行排序。不同的是，LPD-P使用的是P-Channel。LPD-P支持1-8個設備P-Channel接口，也是可以配置成兩種模式：expander和sequencer。

LPD-P將所有設備的P-Channel初始化為0x00，這是PCSA關閉電源模式。如果LPD-P設計用于不兼容的PCSA體系結構，則只支持較低的4位（PSTATE[3:0]），最多16種電源模式，PSTATE[7:4]位保留。

LPD-P在復位信號被釋放后，將PREQ置高。這會消除復位和時鐘使能之間的依賴。這里跟LPD-Q的區別主要還是P-Channel引起的。

總結一下：LPD-P與LPD-Q類似，所不同的就是接口類型從Q-Channel換成了P-Channel，而已。

LPC-Q

LPC-Q的全稱是Low Power Combiner Q-Channel，用于兩個或多個Q-Channel控制器控制一個或多個具有相同控制要求的設備。當任何控制Q-Channel請求靜止時，LPC-Q將設備Q-Channel移動到靜止狀態。當最后一個控制Q-Channel退出靜止狀態時，設備Q-Channel退出靜止狀態。

LPC-Q支持2-32個控制接口，1-32個設備接口。

總結一下：LPD-Q是一對多控制，即一個控制器接口，多個設備接口。而LPC-Q是多對一或者多對多控制。在實際的應用中，要格外注意PLC-Q的使用，確保被控制設備能夠正確進入靜止狀態。

P2Q converter

P2Q converter將單個P-Channel轉換為單個Q-Channel。P2Q支持PSTATE最大8-bit寬度，PACTIVE最大32-bit寬度。

這個組件沒啥可總結的了。

有了以上四種輔助組件，對于電源和時鐘的控制路徑設計就靈活多了，是不是很像搭積木。

CLK-CTRL

CLK-CTRL是Clock Controller的縮寫，為時鐘域中支持Q-Channel低功耗接口（Low Power Interface，LPI）時鐘選通的設備提供高層次的時鐘控制。CLK-CTRL使用Q-Channel確保設備先進入靜止狀態，然后關閉設備時鐘。

CLK-CTRL監控Q-Channel的clk_qactive_i輸入，以了解何時必須執行Q-Channel請求。當所有Q-Channel都處于靜止狀態時，CLK-CTRL將clken_o設置為低，以停止時鐘。當任何一個clk_qactive_i變高時，CLK-CTRL將啟用時鐘，并將所有設備Q-Channel移至運行狀態。

通過改變entry_delay_i[7:0]可以配置CLK-CTRL在滯后0-255個時鐘周期后再進入禁止狀態。通過控制輸入信號clk_force_i可以關閉CLK-CTRL的時鐘關斷功能，也就是輸出時鐘一直打開。

要注意控制器端的兩組Q-Channel接口，一組是Hierarchical clock control Q-Channel（簡稱HC），另外一組是Hierarchical power control Q-Channel（簡稱PWR）。HC允許更高級別的時鐘控制器向CLK-CTRL發出請求；PWR允許更高級別的電源控制器向CLK-CTRL發出請求。

這里稍加解釋，時鐘控制器可以是級聯控制，所以對于系統中的某一個CLK-CTRL來說，可能有更高層級的CLK-CTRL來控制它，例如下圖。

對于PWR接口也好理解，如果被控制的設備需要做電源開關，那么在設備掉電前，需要先關閉設備的時鐘，確保此設備處于非工作狀態。因此，PWR接口就是留給電源控制器去控制設備的時鐘用的。如果用PPU作為電源控制器，這個PWR接口就不一定需要用了，因為PPU本身就帶有時鐘控制邏輯，也就是有一個輸出信號clk_enable用于做時鐘開關。

HC和PWR兩組接口是否需要用取決于具體實現。如果只想讓CLK-CTRL根據設備的狀態來決定是否關斷設備的時鐘，那么就可以把HC和PWR接口設置成固定值。

總結一下：CLK-CTRL由于有了HC和PWR兩組接口，用起來就比較靈活了。

PPU

PPU在之前分析過很多次了，具體功能就不再說了。

PPU接口比前幾個組件復雜一點：

• 配置接口：APB
• 時鐘控制器接口，這個接口在PPU的架構spec（1.1版本）中沒有
• 中斷接口
• PCSM接口
• 設備LPI接口：Q-Channel（1-8個）或P-Channel（1個）
• 設備控制接口

PPU在系統的典型應用如下圖：

總結一下：用PPU做電源控制器，需要額外設計PCSM。由于PPU有了一組時鐘控制的Q-Channel接口，在設備關閉電源的情況下，PPU可以關閉時鐘，節約一點點功耗。

最后，放一張用PCK-600組件做電源/時鐘控制的示意圖。