STM32 클럭 시스템 — HSE, PLL, 클럭 트리 설정 가이드

HSE → PLL → SYSCLK 클럭 트리

3.1 클럭 소스

STM32H743에는 4가지 클럭 소스가 있다:

클럭 소스	주파수	정밀도	용도
HSE (High-Speed External)	4~50 MHz (보통 8 또는 25 MHz)	높음 (크리스탈)	PLL 입력 → SYSCLK
HSI (High-Speed Internal)	64 MHz 고정	보통 (RC 발진기)	리셋 후 기본 클럭
LSE (Low-Speed External)	32.768 kHz	높음	RTC, 저전력 모드
LSI (Low-Speed Internal)	32 kHz	낮음	독립 워치독 (IWDG)

로봇 보드에서의 선택:

• HSE 8MHz 크리스탈 사용 권장 → PLL을 통해 480MHz SYSCLK 생성
• LSE 32.768kHz는 선택사항 (RTC 필요 시)
• HSI는 비상용 (크리스탈 고장 시 자동 전환 가능)

3.2 PLL 설정: 8MHz → 480MHz 달성 경로

STM32H7에는 3개의 PLL이 있다. 메인 PLL1으로 SYSCLK을 생성한다:

HSE (8 MHz)
    │
    ▼
  DIVM1 = /1        ← PLL 입력 분주기
    │
    ▼
  8 MHz (PLL 입력)  ← 반드시 1~16 MHz 범위
    │
    ▼
  DIVN1 = x120      ← VCO 체배기 (곱하기)
    │
    ▼
  960 MHz (VCO)     ← VCO 범위: 192~960 MHz
    │
    ├─ DIVP1 = /2 ──→ 480 MHz ──→ SYSCLK (시스템 클럭)
    │
    ├─ DIVQ1 = /4 ──→ 240 MHz ──→ 일부 페리페럴 (FDCAN 등)
    │
    └─ DIVR1 = /2 ──→ 480 MHz ──→ (사용하지 않으면 비활성화)

CubeMX에서의 설정값:

파라미터	값	의미
PLL Source	HSE	외부 크리스탈 사용
DIVM1	1	8MHz / 1 = 8MHz
DIVN1	120	8MHz x 120 = 960MHz (VCO)
DIVP1	2	960MHz / 2 = 480MHz (SYSCLK)
DIVQ1	4	960MHz / 4 = 240MHz
DIVR1	2	960MHz / 2 = 480MHz (비활성화 가능)

3.3 클럭 트리: SYSCLK에서 각 버스로 분배

SYSCLK (480 MHz)
    │
    ▼
  D1CPRE = /1
    │
    ▼
  CPU 클럭 = 480 MHz
    │
    ├── HPRE = /2 ──→ AHB 클럭 = 240 MHz
    │                    │
    │                    ├── D1PPRE = /2 ──→ APB3 = 120 MHz (타이머는 x2 = 240 MHz)
    │                    │
    │                    ├── D2PPRE1 = /2 ──→ APB1 = 120 MHz (타이머는 x2 = 240 MHz)
    │                    │                      └── TIM2-7, TIM12-14
    │                    │                      └── USART2/3, UART4/5/7/8
    │                    │                      └── SPI2/3, I2C1-3
    │                    │                      └── **FDCAN1/2**
    │                    │
    │                    ├── D2PPRE2 = /2 ──→ APB2 = 120 MHz (타이머는 x2 = 240 MHz)
    │                    │                      └── TIM1, TIM8, TIM15-17
    │                    │                      └── USART1/6
    │                    │                      └── SPI1/4/5
    │                    │                      └── ADC1/2
    │                    │
    │                    └── D3PPRE = /2 ──→ APB4 = 120 MHz
    │                                        └── I2C4, SPI6
    │                                        └── EXTI, RTC
    │
    └── SysTick = 480 MHz (기본) 또는 AHB/8

핵심 정리:

버스	주파수	타이머 클럭	연결된 주요 페리페럴
CPU	480 MHz	—	Cortex-M7 코어
AHB	240 MHz	—	DMA, GPIO, Flash
APB1	120 MHz	240 MHz	FDCAN, UART4/5/7/8, SPI2/3, TIM2-7
APB2	120 MHz	240 MHz	USART1/6, SPI1, ADC1/2, TIM1/8
APB3	120 MHz	—	LTDC
APB4	120 MHz	—	I2C4, SPI6

🔴 중요: APB 버스에 연결된 타이머는 APB 분주 비율이 1이 아닌 경우 자동으로 x2 된다. APB1 = 120MHz이고 분주비 /2이므로, TIM2~7의 실제 클럭은 240MHz이다.

3.4 CubeMX 클럭 설정 실전

CubeMX Clock Configuration 탭 설정 화면

CubeMX의 Clock Configuration 탭에서:

1. 좌측: HSE → PLL Source Mux에서 "HSE" 선택
2. 가운데: PLL1 파라미터 입력 (DIVM=1, N=120, P=2, Q=4)
3. System Clock Mux: "PLLCLK" 선택
4. 우측: 각 버스 분주기가 자동 설정됨
5. 확인: "Resolve Clock Issues" 버튼으로 문제 없는지 확인

CubeMX가 빨간색으로 표시하면 주파수가 최대값을 초과한 것이다. 이 경우 분주기를 조절하여 각 버스의 최대 주파수 이하로 맞춘다.

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