Renesas RC32614A-EVK评估板：超低相位噪声系统同步器的深入解析

在电子设计领域，时钟同步器是确保系统高精度运行的关键组件。Renesas的RC32614A-EVK评估板为我们提供了评估其ClockMatrix RC32614A设备的绝佳机会。今天，就让我们深入了解一下这款评估板的详细信息。

文件下载：Renesas Electronics RC32614A-EVK评估套件.pdf

一、评估板内容

当你拿到RC32614A 144 - BGA EVK时，会包含以下物品：

• RC32614A 144 - BGA EVK评估板
• USB Type - C电缆

评估板的外观如图1所示，它为后续的评估和开发提供了基础硬件支持。

二、功能描述

1. 输入输出连接器

• 输入SMA连接器：有四个差分输入，标记为CLK0/nCLK0 ~ CLK4/nCLK4。每个输入时钟可以配置为差分格式（LVDS、PECL 2.5V和PECL 3.3V）或单端格式（CMOS）。
• 输出SMA连接器：有10个输出，标记为Q0/nQ0 ~ Q9/nQ9。每个输出时钟可以配置为差分格式（LVDS、LVPECL或用户自定义幅度）或单端格式（LVCMOS – 同相或反相）。此外，还有四个输出标记为Q10A/A10An ~ Q10D/A10Dn，可配置为LVDS、LVPECL或CML（交流耦合）。

2. GPIO开关、LED和测试点

有六个GPIO可用。每个GPIO可以设置为“低”或“高”电平（如果是控制输入），用LED显示状态（如果是输出），或连接到SMA连接器（如果用作输入时钟）。部分GPIO用于在上电时将芯片设置为特定工作状态。具体的GPIO设置和对应的LED状态如下表所示：	拨码开关位置	GPIO逻辑电平	LED
左	低	亮
中	根据GPIO配置为输入高或低，取决于输出设置	根据GPIO配置为输入高或低，取决于输出设置
右	高	灭

3. USB连接器

采用USB - C连接器将评估板连接到PC以进行GUI通信。除为FTDI USB芯片供电外，不从USB连接器获取其他电源。设备运行的主电源需通过电源插孔提供。

4. 电压选择跳线

每个输出电压可以单独提供1.8V、2.5V或3.3V。通过跳线选择不同的电压，每个跳线的设置在丝印上有标记。例如，短接引脚1和引脚2选择3.3V，短接引脚2和引脚3选择2.5V，不插跳线则为1.8V。具体的电压选择跳线对应关系如下表：	电压	跳线
VDDO_Q0	J60
VDDO_Q1	J64
VDDO_Q2	J68
VDDO_Q3	J72
VDDO_Q4	J59
VDDO_Q5	J63
VDDO_Q6	J67
VDDO_Q7	J70
VDDO_Q8	J75
VDDO_Q9	J79
VDDO_Q10	J82
VDD_CLK	J85
VDDD2	J80

5. 其他组件

• 复位按钮：用于复位评估板。
• OSCI输入连接器：提供一个SMA连接器J3，可选择提供时钟信号以驱动晶体。
• 可选OCXO/TCXO参考：OCXO/TCXO插槽，输出在J5，可连接到J3作为设备的漂移和抖动参考。
• EEPROM：提供一个SO - 8插座，用于安装兼容封装的EEPROM设备，用于存储固件和客户配置数据。

三、电源供应

评估板使用单个+5V电源供电，运行时应将工作台电源设置为5V/2A。红色插孔（J1）为正极，黑色插孔（J1）为接地。通过多个LDO从+5V电源生成3.3V、2.5V和1.8V电压。建议使用额定电流为2A的5V电源。

四、输出端接和1PPS输入改造

1. 输出端接

所有输出都跨输出对端接一个100Ω电阻，无论Voffset和Vswing设置如何，这都是推荐的端接方式。由于输出是直流耦合的，因此无需重新加工即可支持1PPS输出。但在将输出连接到测量设备时，需使用直流阻隔器以确保输出在预期的Voffset下工作，否则设备可能会使输出负载降低并导致性能下降。

2. 1PPS输入改造

为支持1PPS输入时钟，需进行以下改造：

• 输入时钟为交流耦合，对于1PPS输入，建议使用直流耦合的单端输入。需移除已安装的交流耦合电容，并将输入配置为LVCMOS，而不是差分。
• 例如，要使CLK0支持1PPS输入，首先在Timing Commander中将CLK0配置为LVCMOS，然后将C39替换为0欧姆电阻，同时移除R58和R69。

五、使用Timing Commander进行编程和配置

1. PC要求

• Renesas Timing Commander（GUI）软件和ClockMatrix RC32614A Personality（可从Renesas官网获取）
• USB 2.0或USB 3.0接口
• Windows XP SP3或更高版本
• 处理器：最低1GHz
• 内存：最低512MB，推荐1GB
• 可用磁盘空间：最小600MB（64位为1.5GB），推荐1GB（64位为2GB）
• 如果系统未安装.NET框架，安装时需要网络访问

2. I2C连接方法

• 使用板载FTDI电路：板载FTDI电路将Timing Commander的USB访问转换为ClockMatrix的I2C端口，通过USB连接器将PC连接到评估板。大多数应用会使用这种板载USB到I2C的方式。
• 使用FTDI转接器（C232HM - DDHSL - 0电缆）：转接器内置与评估板相同的FTDI电路，使用它可以连接到客户的电路板，并享受Timing Commander工具的调试功能。转接器的PC端为USB Type - A，另一端有10根自由线，颜色编码和编号如图9所示。使用时，只需使用4根线，将橙色线连接到SCL，将黄色线和绿色线短接后连接到SDA，黑色线连接到客户电路板的GND。

3. 使用Timing Commander控制评估板

• 给评估板上电，通过将GPIO9设置为“高”将主串口设置为I2C模式，将评估板连接到PC。
• 启动Timing Commander软件，选择“New Setting File”进行新配置。
• 在弹出的设备选择窗口中，选择目标设备（如RC32614），并浏览选择正确的个性文件（如个性版本10.0.0），点击OK。
• 打开带有RC32614框图的GUI窗口进行配置。若选择“Open Settings File”，则需浏览选择现有的.tcs文件和个性文件。
• 点击GUI右上角的按钮设置通信协议，选择I2C和单字节寻址后，点击OK关闭窗口。
• 点击右上角的芯片符号发起连接，当窗口右上角出现绿色条时，表示连接成功。
• 若ClockMatrix芯片的固件版本与个性文件中的版本不匹配，会出现警告消息，点击“Close”关闭消息窗口，完成连接。
• 连接成功后，可在GUI中读取固件版本，点击“Firmware Utility”按钮打开固件工具窗口，再点击“Get Firmware Version”按钮读取固件版本。若固件版本不匹配，需进行固件升级。

4. EEPROM操作

上传固件到EEPROM

点击“EEPROM Utility” -> “Connect to EEPROM” -> “Write Firmware to EEPROM”，在后续对话框中点击“Yes”，要求“Verify” EEPROM时点击“No”，按下“Close”开始EEPROM写入，等待约5分钟，写入完成后按下“Close”。

验证EEPROM编程

给评估板断电再上电，断开并重新连接到芯片，读取固件版本以确保其正确。

六、订购信息和修订历史

1. 订购信息

产品编号为RC32614A - EVK的产品是RC32614A评估板。

2. 修订历史

该文档的版本为1.00，于2021年12月14日首次发布。

综上所述，Renesas的RC32614A - EVK评估板为电子工程师提供了一个全面评估ClockMatrix RC32614A设备的平台。通过详细了解其功能、电源供应、端接设置以及编程配置方法，工程师们能够更好地利用该评估板进行开发和测试工作。大家在使用过程中有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。