深入解析RC38312A评估板：高性能时钟解决方案的探索

在电子设计领域，时钟信号的稳定性和准确性对于系统的性能至关重要。Renesas的 RC38312A 评估板（EVB）为工程师们提供了一个强大的平台，用于评估高性能合成器和抖动衰减器应用。今天，我们就来深入了解一下这款评估板。

文件下载：Renesas Electronics RC38312A-EVK 评估套件.pdf

评估板概述

RC38312A 评估板旨在支持用户对高性能合成器和抖动衰减器应用进行评估。它具备一系列丰富的特性，包括四个差分时钟输入、十二个差分时钟输出、板载 EEPROM 存储启动配置数据等。其 XIN 端子可以使用实验室信号发生器或 OCXO/TCXO/XO 组件和板载资源，还配备了实验室电源连接器、USB - C 电源以及用于配置和寄存器读取的串口。

评估板内容

评估板包含 RC38312A 评估板本身、EVB 手册、配置软件（可安装的 RICBox 插件）、四个内置设备设置的配置示例文件、板原理图和 BOM。

计算机要求

使用该评估板需要计算机具备 USB 2.0 或 USB 3.0 接口，处理器最低 1GHz，内存最低 512MB（推荐 1GB），可用磁盘空间最低 600MB（64 位系统为 1.5GB，推荐 1GB（64 位系统为 2GB）。

功能描述

工作特性

该评估板配备板载 LDO，需要 5V 电源。若连接高速 USB 接口，评估板可直接从 USB 连接获取电源。它设计用于在 - 40°C 至 +85°C 的工业温度范围内工作，并且在操作过程中建议使用适当的接地以避免 ESD 损坏。

硬件设置与配置

电源和 USB - C 连接

评估板通过 USB3.0 转 USB - C 电缆连接到计算机主机，建议连接到 USB3.0 端口，但 USB2.0 端口也可用于 RC38312A 与 I2C/SPI 通信。USB - C 为板载稳压器提供 +5V 电源，板载稳压器支持 3.3V 和 1.8V 电压，可通过 RC38312A 周围的各种跳线进行设置。评估板的电压源可以来自板载电压稳压器（3.3V、1.8V），也可以直接通过 J90 香蕉连接器连接外部电源。

用外部信号驱动 XIN

RC38312A 设备的 XIN 引脚可支持 25MHz - 80MHz 的信号。可以通过外部信号（J2 SMA 连接器）、板载晶体安装座（U3）或两个板载 XO 安装座（U27、U29）为 XIN 引脚提供输入信号。使用外部信号驱动 XIN 时，需要进行一系列操作，如在 C1 处安装 0.1µF 电容、移除 R570 和 R569、在 R4 处安装 50Ω 电阻等。

板载晶体安装

若要使用板载晶体输入，需要移除 C1，在 R570 和 R569 处安装 0Ω 电阻，根据需要在 C2 和 C3 处安装电容以外部调整输入晶体频率，最后将晶体安装到 U3 上。

板载 XO 安装

评估板包含一个独立的 XO 电路，其 U27 XO 占位符可支持 4 引脚或 6 引脚，且 J301 SMA 连接器为 XO 的输出。使用时需要设置 J287 为 XO 提供适当的 LDO 电源电压，安装跳线 J252 为 XO 上电，设置为驱动 XIN 等。

时钟输入

RC38312A 可接受四个差分时钟输入，作为抖动衰减器源。评估板的 CLK0/nCLK0、CLK1/nCLK1 和 CLK3/nCLK3 默认终止设置为每个引脚有 50Ω 接地。CLKIN2 输入有一个用于输入到输出相位测量的感测线，默认情况下，感测 SMA 连接器 J285 和 J286 需要使用 50Ω 负载。

时钟输出

12 个差分输出对可被编程为 LVDS、HCSL 或 CML 逻辑类型，OUT8 至 OUT11 还可被编程为 CMOS 逻辑类型。评估板不为 CML 驱动器提供板载上拉电阻，也不为 HCSL 驱动器提供下拉电阻。

串行连接

评估板通过 USB3.0 转 USB - C 连接器连接到计算机，板载 USB - to - MPSSE 桥（FTDI FT232HQ）处理数据通信。Bus Source 连接器 J119 用于选择通信总线的源，通信总线通常为 4 线 SPI，但特定测试时也可为 I2C。

板载 EEPROM

评估板支持外部 EEPROM IC，用于加载编程到 EEPROM 中的 RC38312A 配置。通过设置 J74 和 J1 的跳线可定义 EEPROM 的地址输入 A0、A1 和 A2，WP 引脚可通过 J71 的跳线控制写保护。

GPIO DIP 开关选择器

评估板有一组 DIP 开关（SW1）支持 RC38312A 设备上的 GPIO 引脚。GPIOs 0 - 6 可支持两级输入（低/高），DIP 开关的中间位置使引脚开路，可通过内部上拉和下拉电阻控制 GPIOs。

软件设置与配置

准备软件

软件安装说明可参考 Renesas IC Toolbox 软件手册的第 1 节和第 11 节。

启动 GUI

安装 Renesas IC Toolbox 软件后，从屏幕左下角的 Windows 开始菜单启动软件。依次点击“Start > RICBox”打开初始 RICBox 窗口，点击“Create new project”，从“Select a Product Family”列表中选择“FemtoClock3”，选择要评估的产品变体，然后按照屏幕上的向导进行配置，最后点击“Finish”按钮并使用侧边面板菜单按钮导航。

配置评估板

点击“Not Connected”按钮，然后点击“Connect”建立 EVB 与 GUI 之间的通信。连接建立后，“Not Connected”按钮将变为“Connected”。点击“Program”按钮将 GUI 中更改的所有寄存器写入板载设备。

板设计与性能

评估板的原理图和 BOM 可按需提供。文档中还给出了典型性能图表，如 491.52MHz 输出合成器模式下的相位噪声图。

订购信息与修订历史

该评估板的型号为 RC38312A - EVK。文档的当前版本为 1.00，于 2023 年 9 月 12 日首次发布。

总的来说，RC38312A 评估板为工程师们提供了一个全面且强大的平台，用于评估高性能时钟合成器和抖动衰减器应用。但在使用过程中，工程师们需要仔细遵循硬件和软件的设置与配置步骤，以确保评估板的正常运行。大家在实际使用这款评估板时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。