発振子よりも、マイコンが高い周波数で動作できるのはなぜ？：Q＆Aで学ぶマイコン講座（73）（4/5 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、上級者の方からよく質問される「発振子よりも、マイコンが高い周波数で動作できるのはなぜ？」についてです。

[小谷豊（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

STM32G0マイコンでのPLL構成例

　STマイクロエレクトロニクス（以下、ST）の汎用32ビットマイコン「STM32ファミリー」のSTM32G0マイコン^*1）には、PLLが搭載されています。STM32G0マイコンのPLLには、CPUコアと各種ペリフェラルとで供給するクロック周波数を変更できるように、3系統の出力（PLLPCLK、PLLQCLK、PLLRCLK）が用意されています（図4）CPUのクロックには、PLLRCLKをクロック源として使用可能です。その他のPLL出力系統は、各種ペリフェラルの動作周波数設定に使用します。

図4：STM32G0マイコンのPLL［クリックで拡大］

*1）：https://www.stmcu.jp/stm32/stm32g0/

STM32G0マイコンで設定可能なPLL設定

　STM32G0マイコンのPLL出力クロック周波数は、各分周器M、P、Q、Rによる分周と、PLL内の分周器Nによる逓倍を組み合わせて柔軟に設定できます。各分周器の分周比および、分周器Nの逓倍比はそれぞれ以下の通り選択可能です。

分周器M：1〜8

分周器P：2〜32

分周器Q、R：2〜8

分周器N（逓倍比）：8〜86

STM32G0マイコンでのPLL設定例

　STM32G0マイコンで発振子の周波数が8MHzで、CPUコアを64MHzで動作させる場合のPLL設定例を紹介します。

　CPUのクロック源を選択するSystem Clock MuxをPLLのクロック出力であるPLLCLKに設定します。PLLの入力クロックをHSE（外部高速発振器）に設定します。分周器Mの分周比は1、分周器Rの分周比は2、PLL内の分周器Nの逓倍比は16に設定します。

　この時、CPUコアの動作周波数は次のようになります。

式2：CPUコア動作周波数64［MHz］＝PLLの入力クロック（発振子）周波数8［MHz］÷入力クロック分周比1（分周器M）×PLL逓倍比16（分周器N）÷PLL出力分周比2（分周器R）