时钟

NVIDIA® Jetson™ 板级支持包 (BSP) 支持通过软件配置 Jetson 时钟和外围时钟。本主题介绍如何检查时钟状态、获取时钟的最大速率以及配置时钟源。

注意	有关可用的 Jetson 时钟源和功能的信息，请参阅您的 Jetson 处理器的技术参考手册 (TRM) 的“时钟和复位控制器”部分。 TRM 的这一部分还介绍了时钟源多路复用器，并提供了每个组件的可用时钟源的描述。

在内核 4.9 及更高版本中，支持通用时钟框架 (CCF)。因此

• 所有设备驱动程序都使用公共 CCF API include/linux/clk.h 和 include/linux/clk-provider.h，包括诸如 clk_get、clk_enable、devm_clk_get、clk_prepare_enable、clk_prepare_disable、clk_disable 等函数，而不是平台特定的 API。

• 所有时钟驱动程序，包括 Jetson 自定义 clk 驱动程序，都实现 clk_ops。

• 设备所需的时钟源和时钟在设备树中定义。

• 时钟由称为启动和电源管理处理器的 R5 控制。它从 bpmp.bin 运行 RTOS 软件。在 CCPLEX 上运行的 Linux 内核请求此软件进行时钟编程。

NVIDIA® Jetson™ Linux 驱动程序包 (L4T) 时钟驱动程序包装器在 nvidia/drivers/clk/tegra/ 目录中可用。

要检查时钟状态

适用于：Jetson AGX Xavier 系列和 Jetson TX2 系列

• 在设备上，输入以下命令启动 debugfs 并检查时钟

sudo -s

# cat /sys/kernel/debug/bpmp/debug/clk/clk_tree

这是 NVIDIA® Jetson AGX Xavier™ 系列的 debugfs 输出示例

A screenshot of a cell phone Description generated with very high confidence

覆盖默认时钟频率

每个组件的默认时钟频率在启动期间设置，并在驱动程序的控制下通过请求 BPMP 进行更新。debugfs 服务提供了一种覆盖默认时钟频率并设置固定时钟频率的方法。 debugfs 仅用于调试和实验目的。

您可以在每个时钟节点下找到如下所示的子节点。您可以使用它们来更改节点的父节点和速率。例如

root@jetson-0422818069479:/sys/kernel/debug/bpmp/debug/clk/can1# ls

all children dvfs
flags fmon hz _ off
max_rate min_rate mrq_rate_locked parent
possible_parents pto_counter rate state
vdd_aon

Jetson AGX Xavier 时钟由 BPMP 控制。例如，使用以下命令覆盖 EMC 速率

echo 1 > /sys/kernel/debug/bpmp/debug/clk/emc/mrq_rate_locked

echo 1 > /sys/kernel/debug/bpmp/debug/clk/emc/state

echo x > /sys/kernel/debug/bpmp/debug/clk/emc/rate

配置 GPU 时钟

启用使用 devfreq 框架的 GPU DVFS 后，GPU 频率会根据负载而变化。如有必要，您可以改为以固定频率运行 GPU。

要以固定频率运行 GPU

1. 输入以下命令。

• 对于 gp10b

# cd /sys/devices/17000000.gp10b/devfreq/17000000.gp10b/

• 对于 gv11b

# cd /sys/devices/gpu.0/devfreq/17000000.gv11b/

2. 列出可用频率

$ cat available_frequencies

该命令显示可用频率列表，如下所示

114750000 216750000 318750000 420750000 522750000 624750000 675750000 828750000 905250000 1032750000 1198500000 1236750000 1338750000 1377000000

3. 固定频率。

• 要将频率固定为最大支持频率

echo <max> min_freq

其中 <max> 为最大支持频率。例如，要将频率固定为步骤 2 中列表中的最大支持频率

echo 1377000000> min_freq

• 要固定任何其他支持的频率

echo <freq> > min_freq

echo <freq> > max_freq

其中 <freq> 为所需的受支持频率。例如，要将频率固定为 828750000

echo 828750000 > min_freq

echo 828750000 > max_freq

配置 VIC 时钟

视频图像合成器 (VIC) 提供一组视频处理服务，包括用于镜头失真校正和时间噪声降低的几何变换处理。 VIC 电压和频率根据活动监视器 (actmon) 测量的利用率进行动态调节，以节省功耗。

有关 VIC 的更多信息，请参阅您的 Jetson 处理器的技术参考手册 (TRM) 中的“视频图像合成器”部分。

VIC 动态电压和频率调节

VIC actmon 是一个硬件模块，用于在固定时间窗口内监视 VIC 活动周期。它与 wmark_active devfreq 调速器配合使用，以执行 VIC 的动态电压和频率调节 (DVFS) 操作。

wmark_active 尝试将当前负载（VIC 活动周期与总周期之比，缩放到 [0, 1000]）保持在一定的百分比范围内。它为当前负载设置上限和下限。当当前负载超出这些范围时，VIC actmon 会引发中断，从而导致 wmark_active 提高 VIC 频率（降低当前负载）或降低频率（增加当前负载）。

wmark_active 中的控制逻辑是

if (freq_boost_en && curr_load >= load_max)

;
else

;

选择第一个可用的频率步长，该步长大于或等于 avg_target_freqcurrent。

其中

• curr_load 是当前负载。

• freq_boost_en 是一个旋钮，用于启用或禁用频率提升功能。

• Fmax 是最大可能的 VIC 频率。

• load_max 是频率提升阈值。其范围是 [0, 1000]。当 load_level 超过此阈值时，wmark_active 会将 VIC 频率提升到 Fmax。

• load_target（负载目标）是 curr_load 的值，wmark_active 尝试保持该值。

• curr_freq 是当前的 VIC 频率，以赫兹为单位。

• curr_ideal_freq 是 VIC 频率，以赫兹为单位，在当前的瞬时运行条件下，它将产生 load_target 的 curr_load 值。

• avg_target_freq 是目标频率的移动平均值，以赫兹为单位。它用于避免在重新计算 curr_freq 时的突变。此属性在使用控制旋钮自定义 VIC DVFS 中有更全面的描述。

用于 DVFS 控制的 Sysfs 路径

本节介绍控制 VIC DVFS 运行的几个旋钮的用法。

用于 DVFS 控制的 Sysfs 节点路径名

控制 VIC 旋钮的 sysfs 节点位于一对目录中，这些目录的位置取决于平台。以下描述使用这些占位符来表示这些目录

• 对于 NVIDIA Jetson Xavier™ NX、Jetson AGX Xavier 系列和 Jetson TX2 系列

• <knobpath> 表示

/sys/devices/13e10000.host1x/15340000.vic/

• <knobpath_devfreq> 表示

/sys/devices/13e10000.host1x/15340000.vic/devfreq/15340000.vic/

• 对于 NVIDIA® Jetson Nano™ 设备和 Jetson™ TX1

• <knobpath> 表示

/sys/devices/50000000.host1x/54340000.vic/

• <knobpath_devfreq> 表示

/sys/devices/50000000.host1x/54340000.vic/devfreq/54340000.vic/

在以下过程中，请将这些占位符替换为您 Jetson 平台的相应路径名。

VIC DVFS 控制术语

许多控制旋钮都与当前负载和负载目标有关。默认负载目标为 700，即 wmark_active 尝试将 VIC 活动周期保持在当前 VIC 频率的 70%。

较低的负载目标使 VIC 频率调节更积极，因为当 VIC 活动周期超过（负载目标 / 1000）× Fmax 时，VIC 频率会向上调节到 Fmax。

启用或禁用 VIC DVFS

• 要启用或禁用 VIC DVFS，请输入命令

$ echo <gov> > <knobpath_devfreq>/governor

其中 <gov> 是要使用的 VIC devfreq 调速器的名称

• 要启用 VIC DVFS，wmark_active

• 要禁用 VIC DVFS，userspace

默认情况下启用 VIC DVFS。

例如

• 要在 Jetson Xavier NX 系列平台上禁用 VIC DVFS，请输入

$ echo userspace > /sys/devices/13e10000.host1x/15340000.vic/devfreq/15340000.vic/governor

• 要在 Jetson Nano 平台上启用 VIC DVFS，请输入

$ echo wmark_active > /sys/devices/50000000.host1x/54340000.vic/devfreq/54340000.vic/governor

使用控制旋钮自定义 VIC DVFS

• block_window 控制旋钮定义了 VIC 频率调节操作之间的最短时间段，以微秒为单位。如果上次 VIC 频率调节操作是在不到 block_window 微秒前执行的，则 VIC actmon 会跳过频率调节。

要设置 block_window，请输入命令

$ echo <period> > <knobpath>/block_window

其中 <period> 是要设置的 block_window 值。

• load_target 控制旋钮设置 VIC 负载目标。要设置 load_target，请输入命令

$ echo <target> > <knobpath>/load_target

其中 <target> 是要设置的负载目标。

• freq_boost_en 控制旋钮启用或禁用频率提升功能。如果启用了频率提升，当 VIC 负载级别超过频率提升阈值（由 load_max 控制旋钮设置，如下所示）时，wmark_active 会将 VIC 频率提升到 Fmax。

要启用或禁用频率提升，请输入命令

$ echo <b> > <knobpath>/freq_boost_en

其中 <b> 是 1（启用频率提升）或 0（禁用频率提升）。

• load_max 控制旋钮设置频率提升阈值。wmark_active 当 VIC 负载级别超过频率提升阈值时，会将 VIC 频率提升到 Fmax。其范围是 [0, 1000]。其默认值为 900。

请注意，只有在启用 freq_boost_en（上文）时，wmark_active 才会提升 VIC 频率。

要设置频率提升阈值，请输入命令

$ echo <max> > <knobpath>/load_max

其中 <max> 是要设置的频率提升阈值。

• curr_ideal_freq 是 VIC 频率，以赫兹为单位，在当前的瞬时运行条件下，它将产生 load_target 的 curr_load 值。

• avg_target_freq 是平均目标频率，以赫兹为单位。也就是说，它是目标频率的移动平均值，以赫兹为单位。

smooth 旋钮调整 avg_target_freqprevious 和 curr_ideal_freq 在调整 avg_target_freq 值以趋向目标频率时所赋予的权重。

如果 smooth 为 0，则 avg_target_freqprevious 的权重为 0%，curr_ideal_freq 的权重为 100%，因此每次调整时，avg_target_freqcurrent 都设置为 curr_ideal_freq。

要设置 smooth，请输入命令

$ echo <value> > <knobpath>/smooth

其中 <value> 是要设置的值。

要设置静态 VIC 频率

对于调试或功耗/性能评估，您可能希望将 VIC 频率设置为固定值。如果您禁用 VIC DVFS，则可以直接设置静态 VIC 频率。

1. 禁用 VIC 运行时 PM（电源管理）挂起。这会将 VIC 硬件模块强制置于通电状态，以便您可以使用命令配置 VIC 频率

$ echo on > <knobpath>/power/control

2. 读取运行时状态。

$ cat <knobpath>/power/runtime_status

该命令应显示 active 的运行时状态。

3. 禁用 VIC DVFS

$ echo userspace > <knobpath_devfreq>/governor

4. 检查可用的 VIC 频率设置

$ cat <knobpath_devfreq>/available_frequencies

该命令列出可用的频率，如下所示

115200000 268800000 409600000 550400000 691200000 844800000 985600000 1036800000

5. 选择其中一个可用频率，并将 VIC 最大频率和 VIC 频率设置为该值

$ echo <frequency> > <knobpath_devfreq>/max_freq

$ echo <frequency> > <knobpath_devfreq>/userspace/set_freq

6. 启用 VIC 运行时 PM 挂起

$ echo auto > <knobpath>/power/control

配置时钟

通常，每个模块或模块都有一个专用的时钟源寄存器。有关给定寄存器的详细信息，请参阅技术参考手册 (TRM) 中的 CLK_RST_CONTROLLER_CLK_SOURCE_<module_name>。

时钟源寄存器为模块提供时钟源选择和时钟分频器控制。分频器通常为 8 位，7 个整数位和 1 个小数位 (U7.1)。

要在内核设备驱动程序模块中更改时钟配置

1. 在设备树中声明时钟。例如，对于 padctl-uphy，可以将时钟声明如下

clocks = <&tegra_car TEGRA210_CLK_HSIC_TRK>,

<&tegra_car TEGRA210_CLK_USB2_TRK>,

<&tegra_car TEGRA210_CLK_PLL_E>;

clock-names = "hsic_trk", "usb2_trk", "pll_e";

2. 使用 devm_clk_get 函数使用 clock-names 获取所需的时钟源。

3. 使用 clk_get_parent 函数获取所需时钟的父时钟。

4. 使用 clk_set_parent 函数为目标时钟选择指定的时钟源。

5. 使用 clk_set_rate 函数设置目标时钟的频率。

分频器会根据目标速率自动计算。成功的时钟频率设置必须满足该模块的可用分频器和时钟源的频率。

6. 使用 clk_round_rate 函数获取可以从当前时钟源配置的精确时钟频率。

7. 使用 clk_prepare_enable（或 clk_prepare 和 clk_enable）函数来取消门控/启用时钟。如果操作可能会休眠，则可以使用 clk_prepare 函数代替 clk_enable 来取消门控时钟。

要使用 PLLAON 作为时钟源

适用于：仅限 Jetson Xavier NX 系列和 Jetson AGX Xavier 系列

默认情况下，PLLAON 时钟在 T194 L4T 平台上禁用，以节省功耗。

您可能希望启用 PLLAON 以在某些用例（如 CAN 和 PWM）中实现更高的时钟速率或更高的精度。您可以通过首先将 PLLAON 添加为时钟的可能父级，然后将时钟的父级设置为 PLLAON 来执行此操作。

您可以通过修改 BPMPFW DTB 和内核 DTB 文件来进行这些更改。 BPMPFW DTB 保存时钟的配置；内核 DTB 包含启用和禁用 PLLAON 的设置。

以 CAN 用例为例，按照以下步骤将 PLLAON 添加为可能的父级

1. 使用 dtc 工具将 BPMPFW DTB（例如 tegra194-a02-bpmp-p2888-a04.dtb）转换为 DTS。

2. 编辑 DTS 文件，将 PLLAON 时钟 ID 添加到可能的父级列表中。

在 clocks 下的 DTS 文件中，将 PLLAON 的时钟 ID（符号 CLK_PLLAON，十进制 94，十六进制 0x5e）添加到 allowed-parents 列表

clocks {

clock@can1 {

clk-id = <9>; /* 确认 TEGRA194_CLK_CAN1*/

allowed-parents <nn,nn,nn,...,94>; /*TEGRA194_CLK_PLLAON*/

};

...

};

这允许将 PLLAON 设置为 CAN1 的父级。

3. 将 DTS 文件转换回 DTB。

4. 使用 dtc 工具将内核 DTB（例如，tegra194-p2888-0001-p2822-0000.dtb）转换为 DTS 文件，或获取内核的源 DTS 文件。

5. 编辑内核 DTS 文件，使 CAN 使用 PLLAON 作为父级，并从要禁用的时钟列表中删除 PLLAON（条目 0x4 0x5e）

clocks-init{

compatible = "nvidia,clocks-config";

disable {

/* 编辑 clocks 属性以删除 PLLAON 的时钟提供程序 + 时钟 ID 对。*/

clocks = <nn nn, nn nn,...>;

};

6. 要更改 mttcan 节点以选择 PLLAON 作为父级，请将 "pllaon" 添加到 clock-names 中的列表，并将 0x4 0x5e 的条目添加到 clocks 中的列表

mttcan@c310000 {

pll_source = "pllaon";

clocks = <..., 0x4 0x5e>; /*新条目*/

clock-names = <name>, <name>, <name>, ..., "pllaon";

};

7. 将 DTS 文件转换为 DTB，或者如果您编辑了源文件，则构建内核 DTB。

8. 使用修改后的 DTB 文件刷新板。

可以将 PLLAON 作为父级的时钟

以下时钟可以配置为将 PLLAON 作为父级

• TEGRA194_CLK_CAN1

• TEGRA194_CLK_CAN2

• TEGRA194_CLK_DMIC5

• TEGRA194_CLK_I2C2

• TEGRA194_CLK_I2C8

• TEGRA194_CLK_PWM4

• TEGRA194_CLK_SPI2

• TEGRA194_CLK_UARTG