德州仪器AM243x LaunchPad™开发套件技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments AM243x LaunchPad™ 开发套件包括一块开发板,专为Sitara™ AM243x系列高性能微控制器设计。该电路板提供了一个标准化和易于使用的平台,是初步评估和原型开发的理想之选。

数据手册:*附件:Texas Instruments AM243x LaunchPad™开发套件数据手册.pdf

TI LP-AM243套件采用更小外形尺寸的Sitara AM2434 ALX MCU,搭配其他元件,可让用户实现各种设备接口,包括工业以太网、标准以太网、快速串行接口 (FSI) 等,从而快速创建原型。

AM2434支持EtherCAT、Ethernet/IP和PROFINET等工业以太网协议。LP-AM243的外设集比TMDS243EVM小,采用外形尺寸较小的AM243 ALX封装。

该扩展版AM243x LaunchPad开发套件提供额外IO引脚,用于开发,并支持连接两个BoosterPack™插入式模块。LP-AM243还提供直观的开箱即用指南,帮助工程师快速开启评估。

特性

  • 2个RJ45以太网端口,速度为1GB或100MB
  • 双40引脚BoosterPack插入式模块接口
  • 512Mb QSPI闪存
  • CAN收发器
  • 板载XDS110仿真器

系统架构

电路板

布局

电路板

顶部元件标识

电路板

底部组件识别

电路板

德州仪器AM243x LaunchPad™开发套件技术解析与应用指南

一、开发套件概述

德州仪器(TI)的AM243x LaunchPad™开发套件是一款用于评估Sitara™ AM243x系列微控制器(MCU)的硬件评估模块(EVM)。该套件提供了完整的开发平台,具有以下核心特性:

  • 高性能处理器‌:搭载AM2434 (ALX) MCU,支持工业级应用开发
  • 丰富接口资源‌:
    • 双RJ45以太网端口(支持1Gb/100Mb)
    • 板载XDS110调试探头
    • 双独立BoosterPack XL扩展连接器
    • CAN接口与板载CAN收发器
  • 开发便利性‌:
    • 四用户按钮(复位/中断控制)
    • 多状态LED指示灯
    • 512Mb QSPI闪存和1Mb I2C EEPROM
  • 工业级设计‌:PCB尺寸195.58mm×58.42mm,满足工业环境要求

二、硬件架构深度解析

2.1 电源管理系统

开发套件采用先进的电源设计方案:

  • 主供电‌:通过USB Type-C接口输入5V/3A电源
  • 核心电压转换‌:
    • TPS62822 DC-DC降压转换器生成3.3V主电源
    • 专用LDO产生0.85V核心电压
  • 电源监控‌:TPS386000RGPR监控核心和外围电压
  • 状态指示‌:多LED指示各电压域状态(VSYS_5V0、VSYS_3V3等)

关键注意事项‌:

  • 必须使用5V/3A电源适配器
  • JTAG连接需在主电源接通后进行
  • 电源异常时红色LED(LD9)将持续点亮

2.2 处理器子系统

AM243x MCU采用双域设计:

  • 主域(Main Domain) ‌:
    • 处理主要应用任务
    • 支持多种复位方式(冷复位/热复位)
  • MCU域‌:
    • 负责实时控制任务
    • 独立复位控制信号

复位架构包含:

  • MCU_PORz(MCU域冷复位)
  • MCU_RESETz(MCU域热复位)
  • RESET_REQz(主域热复位)

三、外设接口详解

3.1 以太网接口设计

开发套件配备双千兆以太网接口:

  • PHY芯片‌:DP83869HM支持10/100/1000Mbps自适应
  • 连接方案‌:
    • RGMII1接口通过TS3DDR3812RUAR多路复用器切换
    • RGMII2接口直接连接SoC
  • LED指示‌:
    • 黄色LED指示链路状态
    • 橙色LED指示千兆连接/接收错误
    • 绿色LED指示数据传输活动

3.2 BoosterPack扩展接口

提供两组完全独立的BoosterPack XL连接器:

  • 站点1(J1-J4) ‌:标准40针接口
  • 站点2(J5-J8) ‌:增强型80针接口
  • 电源配置‌:
    • 站点1由AM243x供电
    • 站点2可通过电阻配置供电方式

引脚复用功能‌:

  • 支持SPI0/SPI3、UART0/UART2、I2C0/I2C1等接口
  • 提供多路PWM输出(EHRPWM0-2)
  • 灵活GPIO映射配置

3.3 调试与编程接口

集成XDS110调试系统:

  • 连接方式‌:通过micro-B USB接口(J20)
  • 保护设计‌:
    • TPDE02B04DQAR ESD保护二极管
    • ±15kV空气间隙放电保护
  • 使用规范‌:
    • 需在主电源接通后连接
    • 16MHz晶振提供参考时钟

四、典型应用场景

4.1 工业自动化系统

  • 多轴运动控制(通过eQEP接口)
  • 工业网络通信(以太网/CAN)
  • 实时数据采集与分析

4.2 嵌入式网络设备

  • 工业网关开发
  • 网络协议栈验证
  • 边缘计算节点

4.3 电机控制系统

  • 伺服驱动开发
  • 编码器接口应用
  • 多电机协同控制

五、使用建议与最佳实践

  1. 电源配置‌:
    • 推荐使用Belkin USB-C墙式充电器
    • 避免使用USB集线器或延长线
  2. 启动配置‌:
    • 通过DIP开关(SW4)设置启动模式
    • 支持QSPI、MMC、UART等多种启动方式
  3. 热管理‌:
    • 高负载运行时监控器件表面温度
    • 确保充分通风条件
  4. 安全注意事项‌:
    • 在防静电环境中操作
    • 使用接地手环和防静电垫
    • 避免超过48V工作电压
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