TDK SmartMotion Platform Ver. I硬件用户指南解读

在当今的电子设计领域，高效且功能强大的开发平台对于传感器和算法软件的开发至关重要。TDK的SmartMotion Platform Ver. I就是这样一个值得关注的平台，下面将详细介绍其相关特性和使用要点。

文件下载：TDK InvenSense 用于ICM-45686 IMU的EV_ICM-45686评估板.pdf

一、平台概述

TDK SmartMotion Platform Ver. I是一个针对TDK InvenSense运动传感器设备的综合开发系统。它围绕Microchip SAMG55 MCU进行设计，用户可以利用该平台快速评估和开发基于InvenSense传感器的解决方案。其一大亮点是集成了板载嵌入式调试器（EDBG），这意味着在对SAMG55 MCU进行编程或调试时无需外部工具。

此外，该平台还配备了必要的软件，如InvenSense MotionLink和嵌入式运动驱动程序（eMD）。MotionLink是一个基于GUI的开发工具，可用于捕获和可视化运动传感器的数据；eMD则包含了一组API，用于配置平台的各个方面，包括运动传感器的参数，如满量程范围（FSR）、输出数据速率（ODR）、信号重定向到专用引脚、传感器低通滤波器截止或报警位检查等。同时，平台支持Atmel Studio，并与Microchip Xplained Pro扩展板兼容，Xplained Pro扩展系列评估套件可提供额外的外设，以扩展板卡的功能，简化客户设计的开发。

二、平台特点与概述

2.1 特点概述

• 集成传感器：集成了TDK InvenSense运动传感器，还支持通过插入子板（DB）连接磁传感器。
• 强大的微控制器：采用Microchip SAMG55微控制器，拥有512 KB Flash。
• 调试与数据传输便利：板载嵌入式调试器（EDBG）可用于编程和调试，内置FTDI USB到UART接口，实现快速的运动传感器数据传输。
• 多种接口与供电方式：配备USB连接器，用于主机与软件调试和数据记录的接口，同时可通过USB为板卡供电。

2.2 平台概述

TDK SmartMotion Platform Ver. I是一个用于TDK传感器产品评估和算法软件开发的硬件单元，可支持多种不同的应用开发。

2.3 硬件用户指南

该平台与Microchip的SAM G55 Xplained Pro兼容，Atmel Xplained Pro用户指南的链接为：http://www.atmel.com/Images/Atmel - 42389 - SAM - G55 - Xplained - Pro_User - Guide.pdf

三、传感器与开发套件

平台支持多种类型的TDK IMU和压力传感器，基于该平台的开发套件（DK）如下：	#	DK PART NUMBER	SUPPORTED SENSOR	SMT IN
1	DK - 45605	ICM - 45605	U1
2	DK - 45686	ICM - 45686	U1

3.1 DK - 45605

DK - 45605是TDK IMU ICM - 45605的开发套件。ICM - 45605是一款高性能的6轴MEMS MotionTracking设备，具有可配置的主机接口，支持I3C、I2C和SPI串行通信，以及用于连接外部传感器的I2C主模式接口，还具备高达8Kbytes的FIFO和2个可编程中断。详细的传感器信息可参考ICM - 45605数据手册。

3.2 DK - 45686

DK - 45686是TDK IMU ICM - 45686的开发套件。ICM - 45686是一款高性能的双接口（UI + AUX）6轴MEMS MotionTracking设备，其可配置的主机接口支持I3C、I3CSM、I2C和SPI串行通信，AUX接口支持SPI从模式用于连接OIS控制器或I2C主模式用于连接外部传感器，同样具备高达8Kbytes的FIFO和2个可编程中断。详细信息可参考ICM - 45686数据手册。

四、SmartMotion系统设计

4.1 系统框图

板载的EDBG MCU AT32UC3A4256HHB - C1UR允许用户在不使用外部工具的情况下对主MCU SAMG55进行调试、跟踪和编程。系统框图如下：

4.2 主MCU SAMG55资源分配

SAMG55 RESOURCE	USAGE
UART 0 (PA9/10/25/26)	默认情况下，UARTO连接到FTDI输入。在J200上使用Extension - 1的情况下，可通过跳线J3断开UARTO到FTDI的连接。
TW6(12C) (PB8/9)	用于通过CN2连接外部传感器的主I2C线路。
SPI5 (PA11/12/13/14)	SPI5主设备连接到TDK IMU传感器，板载IMU传感器/CS = PNCSO。
GPIO (INTs) PA17/18/20/30和PB15	用于传感器中断输入和其他智能功能，具体可参考图3中的表格。
TW4(12C)	主I2C与EDBG MCU从I2C通信。
UART6	用于EDBG DGI - UART接口。
UART7	用于EDBG CDC - UART接口。

4.3 连接器

CONNECTOR NAME	CONNECTOR REF#	CONNECTOR FUNCTION DESCRIPTIONS
Other Sensor DB	CN2/CN3	用于磁传感器的子板连接器，仅用于PC接口。
FTDI USB	CN6	用于FTDI USB到串行UART接口的USB连接器。
EDBG LEDS	D500/D501	EDBG指示灯，D500为绿色，D501为黄色。
Sensor I2C Selection	J1	选择主机PC连接，用于IM传感器和其他传感器。
PWR Source Select	J2	板卡电源源选择。
VDDIO Voltage Select	J3	为VDDIO选择3.3V、1.8V和1.2V之间的电压电平。
Test pins	J4	数字信号测试引脚。
SAMG55 USB	J301	MCU SAM G55 USB连接器。
EDBG USB	J500	EDBG MCU USB连接器。
User Button	SW300	用户按钮连接到MCU GPIO，功能由用户定义。
Reset Button	SW301	复位按钮：用于目标MCU和EDBG MCU的硬件复位。

4.4 跳线设置

JUMPER	DESCRIPTION
J1	用于选择哪个传感器将连接到SAMG55主I2C，仅允许两个跳线短路。引脚1/2和3/4上的跳线短路：IMU传感器主I2C连接到SAMG55 I2C主设备；引脚5/6和7/8上的跳线短路：其他传感器I2C连接到SAMG55 I2C主设备，在此配置下，TDK IMU传感器连接到SAMG55 SPI主设备。
J2	用于板卡电源源选择，仅允许一个跳线短路。引脚1/2上的跳线短路：板卡电源来自J500上的EDBG USB；引脚3/4上的跳线短路：板卡电源来自CN6上的FTDI USB；引脚5/6上的跳线短路：板卡电源来自J301上的SAMG55 USB。
J3	用于系统VDDIO电平选择。引脚 - 1/2上的跳线短路：VDDIO = 3V3；引脚 - 3/2上的跳线短路：VDDIO = 1V8；引脚 - 4/2上的跳线短路：VDDIO = 1V2。
J4	J4具有作为测试点的数字信号。引脚 - 1：SPI/CS；引脚 - 2：SPI SCLK，I2C SCL；引脚 - 3：SPI MOSI，I2C SDA；引脚 - 4：SPI MISO，I2C AD0；引脚 - 5：INT1；引脚 - 6：INT2；引脚 - 7：GND。

五、原理图与板卡PCB

5.1 原理图

文档中提供了系统的原理图相关图片，包括系统框图、主MCU、嵌入式调试器以及传感器、子板和评估板连接器等部分。

5.2 板卡PCB

展示了Ver. I PCB的顶视图和底视图。

六、总结

TDK SmartMotion Platform Ver. I为开发者提供了一个功能丰富、易于使用的开发平台，可用于快速评估和开发基于TDK InvenSense传感器的解决方案。通过对平台的特点、支持的传感器和开发套件、系统设计以及原理图和PCB等方面的了解，开发者可以更好地利用该平台进行相关项目的开发。在使用过程中，需要注意DK板卡仅适用于室温下的基本传感器产品评估和软件开发，若需要在产品数据手册规定的温度范围内进行传感器评估或特性测试，需向TDK FAE或销售联系人获取评估板（EVB）。

大家在使用这个平台的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？或者对于某些功能有更好的应用思路，欢迎在评论区分享交流。