Renesas RC32614A-EVK评估板：超低相位噪声系统同步器的探索

在电子设计领域，精准的时钟同步至关重要。Renesas的RC32614A-EVK评估板为我们提供了一个评估Renesas ClockMatrix RC32614A设备的绝佳平台。下面就来详细了解一下这块评估板的相关信息。

文件下载：RC32614A-EVK.pdf

评估板内容

RC32614A 144 - BGA EVK评估板的配件包括：

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

功能描述

电源供应

评估板使用单一的+5V电源。运行时，需将台式电源设置为5V/2A。红色插孔（J1）为正极，黑色插孔（J1）为接地。板上通过多个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。

电压选择跳线

芯片的不同功能块有八个用于选择不同电压的跳线。每个跳线的设置在丝印上有标注：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；不插跳线则选择1.8V。最靠近标签的引脚为引脚1。部分电源轨没有跳线，因为这些设备的电压是固定的。

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

GPIO开关、LED和测试点

使用一个8位、3位置的拨码开关来设置6个GPIO（GPIO0 - 4，GPIO9）的逻辑电平。不同的拨码开关位置对应不同的GPIO逻辑电平和LED状态：	拨码开关位置	GPIO逻辑电平	LED
左	低	亮
中	若GPIO配置为输入，则为高；根据GPIO输出设置为高或低	若GPIO配置为输入，则为高；根据GPIO输出设置为高或低
右	高	灭

当GPIO配置为输出（如用户控制或LOL指示器）或输入时钟时，对应的拨码开关应置于中间位置。作为GPIO使用时，LED会指示其状态，每个引脚的功能在板上有标注。

USB接口

这是一个USB - C接口，用于连接评估板和PC以进行GUI通信。除为FTDI USB芯片供电外，不通过该接口获取其他电源。设备运行的主电源需通过香蕉插头提供。

I2C通信

芯片上只有一条串行总线，用于设备和保存配置的EEPROM。EEPROM始终连接到I2C总线，与FTDI I2C主设备和芯片相连。

输出终端和1PPS输入修改

所有输出在输出对之间使用100Ω电阻进行终端匹配，这是推荐的终端配置，与Voffset和Vswing设置无关。由于输出是直流耦合的，因此无需返工即可支持1PPS输出。不过，在将输出连接到测量设备时，需使用直流阻断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过重，导致性能下降。

若要支持1PPS输入时钟，需进行以下返工：所有输入时钟均为交流耦合和终端匹配。对于1PPS输入，建议使用直流耦合的单端输入。因此，需移除已安装的交流耦合电容，并将输入配置为LVCMOS，而非差分输入。例如，要使CLK0支持1PPS输入，需先在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。

板设计

评估板有详细的设计，包括顶部和底部的布局，以及对应的原理图。原理图展示了各个电路模块的连接关系，为深入了解评估板的工作原理提供了依据。

使用Timing Commander进行编程和配置

PC要求

使用Timing Commander对评估板进行编程和配置时，PC需满足以下要求：

• Renesas Timing Commander（GUI）软件和ClockMatrix RC32614A个性文件（可从Renesas网站获取）
• 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，建议1GB
• 可用磁盘空间：最小600MB（64位为1.5GB），建议1GB（64位为2GB）
• 若系统未安装.NET框架，安装时需网络访问

I2C连接方法

在使用Timing Commander GUI与ClockMatrix通信之前，有两种I2C连接方法：

• 使用板载FTDI电路：评估板上的FTDI电路可将Timing Commander的USB访问转换为ClockMatrix的I2C端口访问。大多数应用会使用板载的USB到I2C连接。
• 使用FTDI转接器（C232HM - DDHSL - 0电缆）：转接器内置了与评估板相同的FTDI电路，使用它可以连接到客户的电路板，并享受Timing Commander工具的所有调试功能。转接器的PC端为USB Type - A接口，另一端有10根自由线，使用时只需连接4根线：橙色线连接到SCL；黄色线和绿色线短接后连接到SDA；黑色线连接到客户板的GND。

使用Timing Commander控制评估板

按照以下步骤使用Timing Commander GUI工具根据特定应用需求配置和编程ClockMatrix芯片：

1. 给评估板上电，通过将GPIO9设置为“高”将主串行端口设置为I2C模式，然后将评估板连接到PC。
2. 启动Timing Commander软件，选择“New Setting File”进行新配置。
3. 选择“New Settings File”后，会弹出设备选择窗口，选择所需的设备（如RC32614），并浏览选择正确的个性文件（如个性版本10.0.0），然后点击OK。
4. 打开带有RC32614框图的GUI窗口进行配置；若在步骤3中选择“Open Settings File”，则需浏览选择现有的.tcs文件和个性文件。配置文件打开后，所有配置值将显示出来。
5. 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。
6. 点击右上角的芯片符号发起连接，连接成功后窗口右上角会出现绿色条。
7. 若ClockMatrix芯片的固件版本与个性文件中的版本不同，会出现固件版本不匹配的警告信息，点击“Close”按钮关闭消息窗口即可建立连接。
8. 连接建立后，可在GUI中读取固件版本。点击“Firmware Utility”按钮打开固件实用程序窗口。
9. 在固件实用程序窗口中，点击“Get Firmware Version”按钮读取固件版本。
10. 若固件版本不匹配，需进行固件升级以更新芯片的固件。

EEPROM操作

上传固件到EEPROM

1. 依次点击“EEPROM Utility”、“Connect to EEPROM”、“Write Firmware to EEPROM”。
2. 在接下来的对话框中点击“Yes”。
3. 当被要求“Verify”EEPROM时，点击“No”。
4. 在下一步窗口中，按“Close”开始EEPROM写入。
5. 等待约5分钟，EEPROM写入完成后按“Close”。

验证EEPROM编程

1. 对评估板进行电源循环。
2. 断开并重新连接到芯片。
3. 读取固件版本以确保其正确。

订购信息和修订历史

评估板的型号为RC32614A - EVK。该手册的初始版本于2021年12月14日发布。

Renesas的RC32614A - EVK评估板为工程师提供了一个全面的平台来评估和开发超低相位噪声系统同步器。通过对评估板的电源、跳线设置、输入输出接口以及编程配置等方面的了解，工程师可以更好地利用该评估板进行相关设计和测试。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？不妨一起交流探讨。