オンボードのクロック供給オプションを使用するか、外部発振器をシステムに組み込むかを選択することは、設計プロセスにおける重要な決定事項です。意思決定プロセスにおいて、以下の設計上の事項を考慮すると役に立ちますが、最終的な選択はコストとシステム・クロック要件に依存します。

2 つの内部ゼロ・ピン・オンチップ発振器 (INTOSC1 および INTOSC2) は 10MHz で動作し、メイン PLL および CPU タイマ 2 にクロックを供給するために使用できます。INTOSC1 は、ウォッチドッグ・ブロックにクロックを供給することもできます。これらの発振器は、電源投入時にデフォルトでイネーブルになります。このとき、INTOSC2 はシステムの基準クロックのソースとして設定され、INTOSC1 はバックアップ・クロックのソースとして使用されます。このクロック供給オプションは、コスト削減と設計スケジュールの短縮を優先する場合に便利です。ただし、外部クロック・ソースと比較して精度が低いことがトレードオフとなります。環境条件によっては、クロックの周波数安定性が標準的な 10MHz から約 1.5%～3% になることがあります。安定性はデバイスごとに異なるため、具体的な値とテスト条件については、デバイスのデータシートを参照してください。また、F28004x では、GPIO18 およびその多重化オプションは、システムに INTOSC からクロックを供給しており、X1 に外部プルダウン抵抗がある場合にのみ利用可能であることに注意してください。その他のデバイスでは、INTOSC を使用するときに、GPIO18 と GPIO19 を追加のデジタル信号として使用できます。

もう 1 つのクロック供給オプションは、内部発振器を外部水晶振動子と組み合わせて使用することです。1% より高いクロック精度が必要な場合は、この方法を使用する必要があります。この方法を選択する際は、水晶振動子回路に他の接続を追加することは推奨されません。また、水晶発振器が適切に機能するように、注意深く設計する必要があります。これらの水晶振動子には複数のパラメータがあるため、C2000 デバイスと適切に動作する水晶振動子を組み込むために、水晶振動子のベンダに相談することをお勧めします。選択した水晶振動子がシステムの負荷容量と正確に一致するように、特別な注意を払う必要があります。水晶振動子の負荷容量 C_load が理想値の範囲外である場合、水晶振動子を駆動する発振器が起動できず、動作の信頼性も低下します。実効負荷容量は、C1 と C2 (それぞれ X1 と X2 に接続されたコンデンサ) の直列結合として表されます。C_load の値を計算するには、C1 と C2、および PCB の配線の浮遊容量を考慮します。

C1 と C2 は等価であると想定しています。これは必須ではありませんが、次の式での計算が簡素になります。

たとえば、システムの負荷容量が 12pF、浮遊容量が 2pF であるとします。適切な計算を行うと、推奨されるコンデンサの値は 20pF となります。

現在の F2800x デバイスでは、推奨される水晶振動子の負荷容量は約 12pF～24pF です。将来のデバイスでは、この値が変わる可能性があります。追加の要件については、デバイスのデータシートを参照してください。図 3-13 に示すように、X1 と X2 の間に水晶振動子を接続して、さらに負荷コンデンサを VSS に接続する必要があります。

共振器も水晶振動子と同様の方法で使用でき、同様のトレードオフと検討事項があります。共振子を接続する際は、図 3-14 に示すように、X1 と X2 の間に配置し、そのグランドを VSS に接続する必要があります。

3 番目で最後のクロック供給源オプションは、外部発振器を使用することです。これは、外部水晶振動子を使用するよりもシンプルな方法であり、リアルタイム・システムで最も高い精度を実現できます。さらに、システム内の他のデバイスも、外部発振器から出力されるクロック信号を共有できます。クロック信号を MCU に接続するには、図 3-15 に示すように、外部発振器の出力を X1 に接続し、XTALCR.SE ビットを 1 に設定する必要があります。