ARM芯片架构之coresight 时间戳组件介绍

时间戳组件（Timestamp Components）

1 关于时间戳组件（About the timestamp components）

时间戳组件在 SoC 内生成和传输时间戳信息，用于为调试和跟踪系统提供统一的时间基准。CoreSight SoC-400 提供以下时间戳相关组件：

时间戳生成器（Timestamp generator）
时间戳编码器（Timestamp encoder）
窄时间戳复制器（Narrow timestamp replicator）
窄时间戳异步桥（Narrow timestamp asynchronous bridge）
窄时间戳同步桥（Narrow timestamp synchronous bridge）
时间戳解码器（Timestamp decoder）
时间戳插值器（Timestamp interpolator）

这些组件用于生成全局时间戳、压缩后传输、在多个模块间分发、支持跨时钟/电源域传输、恢复压缩后的时间戳，并在局部提供更高精度。

2 时间戳生成器（Timestamp generator）

时间戳生成器（cxtsgen）提供全局时间参考，产生宽时间戳信号供系统使用。

特性：

提供自由运行的宽计数器，通常为 48 位或更宽。
输出全局标准化的时间戳。
支持通过 APB 接口进行配置和访问。
与系统时钟绑定，需要选择合适的时钟源。

3 时间戳编码器（Timestamp encoder）

时间戳编码器（cxtse）将宽时间戳压缩成窄格式，减少传输带宽。

特性：

接收宽位宽时间戳输入。
使用压缩机制减少位宽。
支持周期性或按需输出。

4 窄时间戳复制器（Narrow timestamp replicator）

窄时间戳复制器（cxntsreplicator）将单一路径的时间戳分发到多个模块。

特性：

支持 1:2 分发。
可选 APB 配置接口。
可使能或禁用输出端口。

5 窄时间戳异步桥（Narrow timestamp asynchronous bridge）

窄时间戳异步桥（cxntsasyncbridge）用于跨异步时钟域传输时间戳。

特性：

支持异步时钟域跨越。
可跨电源域，提供低功耗接口（LPI）。
可配置为仅主接口、仅从接口或完整桥接。

6 窄时间戳同步桥（Narrow timestamp synchronous bridge）

窄时间戳同步桥（cxntssyncbridge）用于跨同步时钟域传输。

特性：

支持 1:1、1:n、n:1、n:m 多种比率。
可插入寄存器切片以实现时序优化。
可选低功耗接口（LPI）。

7 时间戳解码器（Timestamp decoder）

时间戳解码器（cxtsd）恢复压缩后的时间戳。

特性：

接收窄时间戳输入。
使用差分或基准点恢复完整宽时间戳。
输出完整时间参考。

8 时间戳插值器（Timestamp interpolator）

时间戳插值器（cxtsintp）在局部模块内生成高分辨率时间信息。

特性：

接收低分辨率全局时间戳。
使用本地高速计数器插值。
输出高分辨率结果。

程序员模型补充

时间戳生成器寄存器（Timestamp generator registers）

时间戳生成器通过 APB 接口暴露寄存器模型，提供对时间戳的配置、控制和读取。

主要寄存器

TSGENCR - 控制寄存器
- 偏移：0x000
- 功能：使能或禁用时间戳生成器。
- 位定义：
  - $0$ ENABLE：1 = 使能时间戳生成；0 = 禁用。
  - $31:1$ 保留。
TSGENCNTL - 低 32 位计数器
- 偏移：0x004
- 功能：保存时间戳计数器的低 32 位。
- 类型：只读。
TSGENCNTH - 高位计数器
- 偏移：0x008
- 功能：保存时间戳计数器的高 16 位或更多，具体取决于实现位宽。
- 类型：只读。
TSGENID - 组件 ID 寄存器
- 偏移：0xFC0 - 0xFDC
- 功能：提供 ARM 标准组件 ID 信息。
TSGENPID - 外设 ID 寄存器
- 偏移：0xFE0 - 0xFFC
- 功能：提供外设识别号。

计数器特性

自由运行，不可写。
在溢出时自动回绕。
可通过 ENABLE 位控制启动与停止。

使用场景

调试工具通过读取 CNTL 和 CNTH 获取完整时间戳值。
当 ENABLE = 0 时，计数器保持当前值。
当 ENABLE = 1 时，计数器随时钟递增。

附录时间戳组件信号（Timestamp component signals）

本附录定义了各时间戳组件的输入和输出信号。

通用信号

CLK：输入时钟信号。
RESETn：复位信号，低有效。
APB 接口信号：
- PCLK, PRESETn, PADDR, PWDATA, PWRITE, PSEL, PENABLE, PRDATA, PREADY, PSLVERR。
时间戳输入/输出信号：
- TSIN：窄时间戳输入。
- TSOUT：窄时间戳输出。
- WIDETS：宽时间戳信号输出。

时间戳生成器（cxtsgen）

CLK：主时钟输入。
RESETn：复位输入。
APB 接口：提供寄存器访问。
WIDETS $47:0$ ：输出 48 位时间戳。

时间戳编码器（cxtse）

WIDETS $47:0$ ：宽时间戳输入。
TSOUT：压缩时间戳输出。
CLK, RESETn：控制信号。

窄时间戳复制器（cxntsreplicator）

TSIN：窄时间戳输入。
TSOUT0, TSOUT1：两个窄时间戳输出。
APB 接口：可选控制。

窄时间戳异步桥（cxntsasyncbridge）

TSIN：输入窄时间戳。
TSOUT：输出窄时间戳。
ACLK, BCLK：两侧独立时钟。
ARESETn, BRESETn：两侧复位。

窄时间戳同步桥（cxntssyncbridge）

TSIN：输入窄时间戳。
TSOUT：输出窄时间戳。
CLK：时钟。
RESETn：复位。

时间戳解码器（cxtsd）

TSIN：输入压缩时间戳。
WIDETS $47:0$ ：恢复的宽时间戳输出。
CLK, RESETn：控制信号。

时间戳插值器（cxtsintp）

WIDETS $47:0$ ：输入宽时间戳。
TSOUT：插值后的高分辨率输出。
CLK, RESETn：控制信号。