Renesas RZ/G3S SMARC模块板：嵌入式设计的强大之选

在嵌入式系统设计领域，选择一款性能卓越、功能丰富且易于集成的模块板至关重要。Renesas的RZ/G3S SMARC模块板就是这样一款值得关注的产品。今天，我们就来深入探讨一下这款模块板的特点、功能以及使用时的注意事项。

文件下载：Renesas Electronics RZ，G3S 评估套件.pdf

一、引言

RZ/G3S SMARC模块板是依据SMARC 2.1.1规范设计的平台，旨在评估Renesas RZ/G3S微处理器。它通常与Renesas RZ SMARC系列载板II搭配使用，组成RZ/G3S SMARC评估板（G3S SMARC EVK）。RZ/G3S SMARC EVK有两种类型，RTK9845S33S01000BE和RTK9845S37S01000BE，其中RTK9845S37S01000BE支持安全功能。

模块特点

特点分类	详细信息
处理器	RTK9845S33S01000BE：RZ/G3S (P/N:R9A08G045S33GBG)，14 mm x 14mm，0.5 - mm pitch，359 - pin PBGA；RTK9845S37S01000BE：RZ/G3S (P/N: R9A08G045S37GBG)，14 mm x 14mm，0.5 - mm pitch，359 - pin PBGA
内存	1GB 512Mx16 LPDDR4 SDRAM，支持高达1600MT/s的数据速率；64GB eMMC闪存，支持HS200传输模式；128Mbit Quad SPI闪存；两个Micro SD卡插槽，分别支持不同传输模式
接口和外设	支持10 - pin JTAG连接；支持8通道ADC连接；具备I3C接口；5个ISL28025FRZ用于电流监测；2个千兆以太网收发器；9通道PMIC (P/N:RAA215300A2GNP#HA3)；6通道时钟发生器 (P/N:5L35023B - 615NLGI)
尺寸	82mm(W) * 80mm(L)，6层板

二、系统描述

功能模块

G3S SMARC EVK的功能模块图展示了其内部的IC、连接器和开关。其中，被红色框包围的部分表示G3S SMARC模块使用的功能。

接口映射

该模块板拥有丰富的接口，包括USB、CAN、I2S、SPI、SER等多种类型。以下是部分接口的详细信息：	SMARC接口名称	RZ/G3S I/F	设备部件号	描述
USB0	USB2.0 ch0	629105150921	USB Type - microAB插座
CAN0	CAN ch0	TCAN1046VDMTRQ1	CAN收发器
I2S0	SSI ch3	DA7212 - 01UM	音频编解码器

板配置和状态

1. SW_CONFIG：一组6个开关用于配置模块的操作模式，例如选择冷启动的CPU、是否启用SSCG、I3C电压选择等。	SW_CONFIG[x]	信号	ON	OFF
   6	RZ_BOOTCPUSEL	从Cortex - M33 (w/o FPU)冷启动	从Cortex - A55冷启动
   5	RZ_MD_CLKS	SSCG禁用	SSCG启用

2. GPIO4_SEL：SMARC GPIO4信号可用于RZ_TAMPIN或RZ/G3S P18_0。	GPIO4_SEL	GPIO4功能
   2	SMARC GPIO4引脚连接到RZ_TAMPIN
   2 - 3	SMARC GPIO4引脚连接到RZ/G3S P18_0

引脚功能

RZ/G3S有四种电源模式，G3S SMARC模块上的三个红色LED用于指示电源模式。同时，推荐的操作条件为电源电压3.0V - 5.25V，最大功耗5A，工作环境温度0℃ - 40℃。

三、功能规格

处理器

RZ/G3S包含一个ARM Cortex - A55核心，最高速度可达1.2 GHz，还有两个ARM Cortex - M33核心用于实时和低功耗处理，其中一个具备FPU功能。此外，它还支持低功耗模式，适用于物联网网关等应用。

电源供应

该模块板通过USB Type - C插座输入电源，支持USB Power Delivery，输入电压可选5V、9V、15V和20V。5V电源供应给PMIC，由PMIC为各个接口生成电源电压。同时，它支持VBATT保留模式和AWO + DDR保留模式两种低功耗模式。

时钟

时钟发生器（5L35023B - 615NLGI）为G3S SoC和外设接口提供时钟，支持6种独特的频率输出。此外，一些外设的时钟由单独的晶体或振荡器生成。

复位

G3S SMARC EVK有两种系统复位方式：上电复位的冷复位和复位按钮开关的热复位。

内存和接口

• LPDDR4 SDRAM：支持LPDDR4 SDRAM，使用Micron Technology的MT53E512M16D1FW - 046WT。
• xSPI接口：支持QSPI闪存，使用Renesas的AT25QL128A - MHE。
• eMMC内存：位于模块底部，使用Micron Technology的MTFC64GASAQHD - IT。
• uSD卡接口：包括uSD0和uSD2接口，分别位于模块顶部和底部。

JTAG接口

JTAG接口通过10 - pin FPC连接器实现，所有JTAG IO为1.8V电平。由于大多数JTAG工具需要9 - pin头，因此套件中包含Renesas SMARC JTAG适配器。

千兆以太网接口

模块上安装了两个支持RGMII的千兆以太网收发器，并通过RJ45连接器连接到SMARC边缘连接器。

电流监测

模块包含电流监测电路，通过板载微型USB连接器访问。需要在主机PC上运行软件应用程序来提供电流测量。

SMARC边缘连接器

该连接器分为主侧（Pxx）和次侧（Sxx），包含多种接口信号，如显示、相机、SDIO、SPI、音频、I2C、异步串口、CAN总线、USB、PCI Express、以太网和GPIO等。不过，部分接口信号未连接，如显示和相机接口。

四、使用注意事项

静电放电防护

在处理微处理器和微控制器单元产品时，要特别注意静电放电防护。应尽量减少静电产生，及时消散静电，使用防静电容器、接地的测试工具和手腕带等。

电源处理

上电时产品状态未定义，要确保在复位过程完成后再进行操作。同时，在设备断电时不要输入信号或I/O上拉电源。

信号输入和引脚处理

要注意输入信号的波形，防止因噪声或反射波导致的波形失真。对于未使用的引脚，要按照手册说明进行处理，避免额外的电磁噪声和误操作。

产品差异

在更换产品型号时，要确认其电气特性和功能是否满足要求，必要时进行系统评估测试。

五、总结

Renesas RZ/G3S SMARC模块板以其强大的处理能力、丰富的接口和低功耗特性，为嵌入式系统设计提供了一个优秀的解决方案。无论是物联网网关、工业控制还是其他应用领域，它都能发挥重要作用。在使用过程中，只要我们注意静电防护、电源处理和信号输入等问题，就能充分发挥该模块板的性能。大家在实际设计中是否遇到过类似模块板的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。