CDK2000时钟设备开发平台：开启CS2000家族设备评估与编程新体验

在电子设备的设计与开发领域，时钟设备的精准性和稳定性对于系统性能起着至关重要的作用。CIRRUS LOGIC推出的CDK2000时钟设备开发平台，为CS2000时钟设备家族的评估、开发和生产编程提供了强大而灵活的解决方案。

文件下载：CDB2000-MB.pdf

1. 开发平台概述

1.1 硬件组件

CDK2000平台的硬件由主板（CDB2000 - MB）和多种子卡组成。主板集成了所有时钟I/O连接器、控制开关、电源和PC接口硬件，设有两个单排插座用于连接子卡，既支持PC辅助开发和评估，也具备独立生产环境编程能力。 子卡分为CDB2000 - PC和CDB2000 - DC两个系列。CDB2000 - PC系列是带插座的子卡，适合生产环境中对多个待测设备（DUT）进行编程和测试，支持控制端口和一次性可编程设备，有不同的频率参考源选项。CDB2000 - DC系列是焊接式子卡，能实现最佳性能，适用于原型设计和性能评估，同样支持控制端口和一次性可编程设备，也有特定的频率参考源选项。

1.2 软件组件

CDK2000的软件工具“Configuration Wizard”，可对CS2000家族设备进行虚拟配置和硬件控制。该软件可从Cirrus Logic官网下载，提供演示（Demo）和实时（Live）两种操作模式。在Demo模式下，可选择不同的CS2000家族设备，对其配置选项进行更改；通过“CDK Controls”菜单中的“Connect to CDK2000”可退出Demo模式。此外，软件还提供了计算器工具，方便根据输入和输出频率计算比率值。对于一次性可编程设备，软件界面有特殊的配置选项，还可使用表单输入模式进行评估。

2. 快速启动指南

2.1 软件安装

从Cirrus Logic官网的CS2000家族产品页面下载“CS2000 Family Configuration Wizard”软件，同意许可协议后完成下载，解压并运行安装程序，最后点击“Finish”完成安装。

2.2 控制端口设备评估

将CDB2000 - DC或CDB2000 - PC系列子卡连接到CDB2000 - MB主板，确保子卡上有合适的CS2000家族控制端口（-CP）设备。将PC的USB端口连接到主板，启动软件，通过“CDK Controls”菜单连接到CDK2000，根据提示建立连接。若设备与当前GUI配置不匹配，可选择是否让GUI根据设备自动配置。之后可使用图形用户界面定义设备操作，也可加载预配置文件，还能通过“Read Register”和“Write Register”按钮操作寄存器。评估结束后，关闭软件并移除USB电缆。

2.3 一次性可编程设备评估与编程

OTP设备出厂时未编程，可通过预览模式评估设备设置，之后可在开发或生产模式下进行编程。

• 设备评估：连接子卡和主板，确保子卡上有合适的CS2000家族一次性可编程（-OTP）设备，连接USB并启动软件，建立连接。若设备与GUI配置不匹配，可选择调整。使用图形用户界面定义设备操作，通过切换“Mode Select”下拉菜单和按下M2 Low/High按钮评估配置，重复操作直到达到所需配置，最后将当前配置保存到主板微控制器的内存中。
• 设备编程 - 开发模式：可通过软件或硬件控制进行编程。软件控制时，选择“CDK Controls -> Initiate OTP Sequence...”；硬件控制时，关闭软件，确保设备处于硬件模式，将DIP开关位置5置于开发模式，按下并按住板载按钮S1超过1秒进行编程。编程完成后，设备可在硬件模式下按编程配置运行。
• 设备编程 - 生产模式：软件编程方式与开发模式相同。硬件控制时，关闭软件，确保设备处于硬件模式，将DIP开关位置5置于生产模式，按下并按住按钮S1超过1秒进行编程。编程完成后，设备将断电，可移除设备并插入下一个空白设备，重复操作直到完成所需数量的编程。

3. 硬件系统概述

3.1 电源供应

CDK2000平台通过USB连接器从自供电USB集线器获取4.75 - 5.25 V的电压，也可使用其他USB兼容电源。固定电压调节器提供3.3 V电源给微控制器、状态LED和部分时钟缓冲器，集成的升压转换器生成7.2 V中间电源，再通过可调线性调节器为DUT和另一个时钟缓冲器提供3.3 V或6.5 V电源，电压选择由微控制器控制。D4指示灯显示是否应用了较高的编程电压，D3指示灯显示DUT是否供电，D11指示灯显示升压控制器是否过载。

3.2 子卡接口头

CS2000家族设备需通过子卡连接到主板，子卡插入主板的J1和J8插座，插入时要确保子卡和主板上的大白色三角形对齐。J2接口可用于电流测量，正常操作时R1通过短路片短路，移除短路片后可连接电压表测量电压，通过电压和R1的电阻值可计算DUT的电流。

3.3 时钟输入

DUT可能需要REF_CLK和CLK_IN两个时钟输入，REF_CLK和CLK_IN的BNC输入通过R23和R14进行50欧姆终端匹配。CS2000、CS2100和CS2200子系列设备需要外部REF_CLK，可使用 -XTL、-OSC或 -CLK子卡；CS2300子系列内部生成REF_CLK，需使用 -LCO子卡。REF_CLK有多种生成方式，可通过DIP开关位置1选择主板上的BNC连接器或板载振荡器作为REF_CLK源。CLK_IN总是通过缓冲器和J1接口从BNC连接器（J3）路由到DUT，CS2100和CS2300子系列需要CLK_IN，CS2000子系列可选，CS2200子系列不支持。若不需要对输入时钟进行缓冲，可通过移动电阻位置绕过缓冲器。

3.4 时钟输出

DUT支持CLK_OUT和AUX_OUT两个输出，分别通过输出缓冲器和BNC连接器（J7和J4）输出。若不需要对输出时钟进行缓冲，也可通过移动电阻位置绕过缓冲器。U4 - C和U1 - C用于反转其他功能块所需的杂项控制信号。

3.5 微控制器

CDB2000 - MB使用SiLabs® 8051兼容的微控制器，集成了USB PHY，方便与PC互连。微控制器预编程了自定义固件，可与CDK2000 Configuration Wizard交互，也可在无PC的独立模式下运行。当主板通过USB连接到PC且软件与主板建立通信时，D8指示灯亮起，表示微控制器处于软件模式。微控制器通过各种逻辑信号与板上其他模块接口，接收按钮和DIP开关的输入，生成控制和状态信号。

3.6 DUT软件模式控制

在软件模式下，DUT通过I²C与微控制器通信，I²C时钟和数据线分别通过Q5/Q7和Q8/Q4路由，当DUT.SW/HW为高电平时，这些开关导通，D10指示灯亮起表示DUT处于软件模式。DUT软件模式与微控制器的软件或硬件模式无关，DUT检测到控制端口上的有效I²C事务时自动进入软件模式，需复位才能进入硬件模式。

3.7 硬件模式控制

当DUT处于硬件模式时，其操作状态由三个模式引脚（M2:0）决定。此时，DIP开关位置2、3和4直接连接到模式引脚，当DIP开关处于低位时，对应的模式引脚为逻辑0；处于高位时，通过上拉电阻为逻辑1，D9指示灯亮起表示DUT处于硬件模式。

4. 硬件使用与操作

4.1 一般注意事项

• 电源供应：CDK2000平台和DUT需要USB连接供电。若在软件模式下使用，需连接到PC；若不需要软件模式，可使用其他USB电源，适用于仅在硬件模式下操作的DUT或生产环境。
• 输入和输出时钟：按要求连接输入时钟源，使用DIP开关位置1切换REF_CLK源。若REF_CLK由子卡本地生成，将DIP开关位置1置于打开（BNC）位置并断开J6的外部时钟源，以减少时钟干扰。观察J7和J4上的时钟输出。
• 按钮操作：在硬件模式下，短暂按下板载按钮S1可切换DUT电源，D3指示灯显示DUT的供电状态；若DUT已供电，连续两次短暂按下S1可复位DUT；按住S1超过1秒可启动编程序列。在软件模式下，这些操作需通过软件界面进行，按钮操作无效。

4.2 预编程设备

完全预编程的DUT只能在硬件模式下操作，使用DIP开关位置2、3和4为DUT的M2:0引脚施加所需的逻辑电平，D9指示灯显示DUT处于硬件模式。

4.3 控制端口设备（-CP）

控制端口设备只能在软件模式下操作，使用运行CDK2000 Configuration Wizard软件的PC实时调整所有功能参数，D10指示灯显示DUT处于软件模式。

4.4 一次性可编程设备（-OTP）

OTP设备在编程前处于预览模式，编程后可在预览或硬件模式下操作。在预览模式下，使用运行CS2000 Family Configuration Wizard的PC实时调整模态和全局参数；在硬件模式下操作可参考预编程设备的操作方法。

• 编程 -OTP设备：首先通过配置向导将配置文件传输到微控制器，配置文件上传后存储在闪存中，即使断电也会保留，可使用该配置文件对多个DUT进行编程。
• 开发和生产模式：通过DIP开关位置5选择开发或生产模式。开发模式下，若出现配置文件与DUT预编程OTP内容不匹配的情况，编程序列将继续，仅在结束时标记警告；生产模式下，若出现不匹配情况，编程序列将立即终止并标记错误。开发模式下编程结束后，DUT将复位并保持通电状态；生产模式下编程结束后，DUT将断电，以便更换设备。
• 编程序列执行和结果代码：下载配置文件并配置好开发或生产模式后，可通过按钮（S1）或主机软件启动编程序列。编程过程中，D5指示灯亮起，D3、D4、D9和D10指示灯会根据编程步骤反复开关。编程结束后，D5、D6和D7指示灯显示结果代码，不同的结果代码代表不同的编程状态，如成功、警告、错误等。

5. 用户界面元素概述

文档提供了用户界面元素的快速参考表和DIP开关位置表，方便用户了解各指示灯、接口和开关的功能和作用。指示灯可显示REF_CLK源、DUT的供电和编程状态、微控制器和DUT的操作模式等信息；接口用于连接子卡、测量电流、输入和输出时钟等；DIP开关可选择REF_CLK源、DUT的模式引脚电平、编程模式等。

6. 订购信息

文档提供了两款开发套件的订购信息，包括CDK2000 - CLK原型套件和CDK2000 - LCO原型套件，分别适用于CS2000 - CP和CS2300 - CP设备的评估和原型设计，每个套件包含主板和相应的子卡。

CDK2000时钟设备开发平台为CS2000家族设备的开发和编程提供了全面、灵活的解决方案，无论是在原型设计、性能评估还是生产编程方面，都能满足工程师的需求。你在使用CDK2000平台时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。