FPC401和FPC402评估模块（EVM）使用指南

最近在做项目的时候接触到了德州仪器（Texas Instruments）的FPC401和FPC402评估模块（EVM），不得不说这两款模块在实际的电路设计和调试过程中有着很重要的作用。今天就结合官方提供的使用指南文档，给大家分享一下这两款评估模块在硬件设置和GUI配置方面的一些要点。

文件下载：FPC401EVM.pdf

硬件描述与设置

电源配置

电源配置是整个模块正常工作的基础，不同的供电方式对应着不同的配置要求。

如果使用LDO为FPC供电，要通过J8启用LDO，并将LDO输出通过J4连接到VDD1，同时断开J7和J13。不过要注意，LDO的最大额定电流为1.5 A，如果QSFP/SFP模块的累计电流超过这个值，就不能使用LDO供电了。

若不使用LDO，而是通过外部电源为FPC供电，需要将J8配置为禁用LDO，并通过J7将VIN连接到VDD1，同时断开J4和J13。

使用USB电源为FPC供电时，要确保LDO和VIN与VDD1断开，通过J13将MSP430微控制器的3.3 V连接到VDD1。但要注意，普通计算机USB端口只能提供最大100 mA的电流，这对于为FPC和无源模块（如DAC）供电是足够的，但无法为插入的有源SFP+和QSFP+模块供电。

要将VDD2设置为3.3 V，可以通过J2将其连接到VDD1；若要在较低的主机侧电源电压（低至1.8 V）下工作，则需要将外部电源连接到J2或测试点回路（TP3）。

FPC401EVM和FPC402EVM包含一个TPS2561电源开关，用于选择性地启用和禁用SFP和QSFP端口的3.3 V电源。通过配置FPC的GPIO引脚可以控制这个电源开关。例如，将GPIO0设置为高逻辑输出可启用端口0和1（QSFP+端口和LED）的电源；将GPIO1设置为高逻辑可启用端口2和3（SFP+端口和LED）的电源。也可以通过测试点（TP4和TP5）外部提供3.3 V电源，要注意接地与电路板共享。

GPIO2和GPIO3连接到电源开关的故障输出，因此应将其设置为输入或保持未配置状态。在实际操作中，你有没有遇到过因为电源配置不当而导致模块无法正常工作的情况呢？

通信协议配置

I2C配置

在进行I2C通信时，如果是与板载MSP430通信，需要将PRTCL_SEL引脚（J3）保持断开，通过J12将MSP430的SCL和SDA连接到FPC的SCL和SDA，同时断开SPI头（J9），通过J1连接2.7 kΩ上拉电阻，通过J2将VDD2引脚连接到VDD1引脚，使用跳线将ADDR_N引脚通过J2连接到GND。

如果是与外部主机控制器进行I2C通信，需要断开MSP430的SDA和SCL，将FPC的SDA和SCL引脚连接到主机控制器的SDA和SCL引脚。只有当主机板没有上拉电阻时，才连接板载上拉电阻。

要控制多个EVM，需要将所有SDA和SCL引脚连接在一起，并且只有一个板应将MSP430和上拉电阻连接到这些引脚。第一个设备的ADDR_N应连接到GND，将第一个设备的DONE_N引脚连接到第二个设备的ADDR_N，以此类推，直到所有ADDR_N引脚都连接好，最后将最终的DONE_N引脚连接到GND。

SPI配置

对于SPI通信，如果是与板载MSP430通信，需要通过J3将PRTCL_SEL引脚连接到GND，通过J9将MSP430的MISO、MOSI、SCK和SS_N引脚连接到FPC的相应引脚，同时断开I2C头（J12），通过J2将VDD2引脚连接到VDD1引脚。

如果是与外部主机控制器进行SPI通信，需要断开MSP430的MOSI、MISO、SCK和SS_N引脚，将FPC的相应引脚连接到主机控制器的对应引脚。

要使用SPI控制多个EVM，需要将所有SCK和SS_N引脚连接到单个MSP430的SCK和SS_N引脚，以菊花链方式连接MOSI和MISO引脚。在实际的通信协议配置中，你觉得I2C和SPI哪种更适合你的项目需求呢？

FPC401 EVM GUI描述与设置

安装

FPC401 EVM GUI有两个安装程序。Setup_FPC401_EVM.exe安装程序不包含National Instruments运行时引擎，如果计算机尚未安装该引擎，则需要网络访问来下载。Setup_FPC401_EVM_with_RTE.exe安装程序是一个较大的文件，包含运行时引擎，不需要网络访问。根据自己的实际情况选择合适的安装程序，并按照安装向导进行安装。

初始化通信

要初始化与FPC401EVM的通信，需要先在FPC Count下选择FPC401的数量和协议（I2C或SPI），点击“OPEN LINK”通过USB与MSP430建立通信并初始化设备。在I2C模式下，这将配置MSP430并自动配置所有连接的FPC401的I2C地址，确保每个设备都有唯一的地址；在SPI模式下，将配置MSP430并确定SPI消息的长度。每次硬件配置更改时，都需要重新建立连接。“TOGGLE LED”按钮可切换LED（D7）以直观显示USB通信是否正常工作。建立USB通信后，GUI底部的文本应显示“CONNECTED”并变为绿色，但这仅表示计算机与MSP430通信正常，不一定表示与FPC401建立了通信。“CLOSE LINK”按钮将终止USB通信。

本地FPC读写

要对本地FPC寄存器进行读写操作，需要选择“Local Reads and Writes”选项卡，选择要读写的实例号和寄存器偏移地址。要写入数据，可以在“WRITE COMMAND”部分使用单选框选择值或输入所需的十六进制值，然后点击“EXECUTE WRITE”；要读取数据，点击“EXECUTE READ”。“RESET FPC REGISTERS”按钮将重置实例的本地FPC寄存器。在I2C模式下执行寄存器重置将恢复设备的默认I2C地址，需要关闭并重新打开连接以恢复正常的GUI操作。

下游模块的远程访问

要对下游端口进行远程访问读写操作，选择“Downstream Reads and Writes”选项卡，选择端口号、下游设备I2C地址和寄存器偏移地址。写入和读取操作的步骤与本地FPC读写类似。“Set I2C Rate”开关可在100 kHz（SFP）和400 kHz（QSFP）之间切换下游的I2C速率。

输入和输出状态及配置

要控制输入、输出和GPIO引脚，选择“I/O Status and Configuration”选项卡。“Enable Periodic Update”按钮将根据“Update Period (ms)”滑块设置的周期定期更新每个输入、GPIO和输出的指示器，同时也会更新端口的聚合中断标志。要修改GPIO的状态，可以修改“GPIO 0/1/2/3 Set”下拉菜单，然后点击“SET GPIOS”；要修改输出的状态，修改“OUT A/B Set”下拉菜单，然后点击“SET OUTPUTS”。

中断配置和监控

要配置端口的中断，选择“Input Pin Interrupt”选项卡。要启用输入引脚中断，选择端口、输入触发源和触发边沿，点击“SET”进行配置。要检查和清除所选端口的所有中断状态，点击“UPDATE AND CLEAR”。部分中断在其他部分进行配置。要启用SDA和SCL实例卡在0的中断，点击“SDA STUCK ENABLE”和“SCL STUCK ENABLE”按钮，这些按钮将为所选实例的所有端口启用中断。要清除这些中断，需要使用“RESET PORT”按钮发出端口复位信号。

LED配置

要配置LED，选择“LED Settings”选项卡。选择端口号、LED编号、LED状态，然后在“LED STATE”部分点击“SET”按钮。如果配置为PWM或BLINK模式，可使用“Duty Cycle (%)”滑块设置占空比，并在“PWM MODE SETTINGS”部分点击“SET”。由于PWM占空比默认值为0，因此在修改之前LED将不可见。在BLINK模式下，配置开启时间和关闭时间，并在“BLINK MODE SETTINGS”部分点击“SET”。要同步LED，点击页面底部的“SYNCHRONIZE LEDS”按钮，这将自动转发LED时钟以在多个设备之间进行同步。需要注意的是，在FPC401EVM和FPC402EVM中，必须将GPIO0和GPIO1设置为高逻辑以启用为LED和模块供电的电源开关。

预取配置

要配置预取功能，选择“Prefetch Settings”选项卡。“PREFETCH GLOBAL SETTINGS”确定端口号、设备I2C地址（0xA0或0xA2）、预取长度和起始寄存器偏移地址，适用于周期性预取和中断驱动预取功能。“Prefetch Length”输入框控制要预取的字节数，“Prefetch Offset (Hex)”输入框确定起始寄存器偏移地址。

在“PERIODIC PREFETCH SETTINGS”部分，输入预取周期（以毫秒为单位），然后点击“START PREFETCH”。周期为0 ms表示一次性预取。要停止周期性预取，点击“STOP PREFETCH”按钮，这不会清除门控位，因此在预取范围内的任何下游读取都将从FPC内存读取。要重置门控位并强制FPC从下游端口读取，点击“RESET GATE”。

在“INTERRUPT DRIVEN PREFETCH”部分，选择将触发中断驱动预取的输入、所选输入的边沿过渡，然后点击“SET”。中断驱动预取成功后，要清除门控位并进行另一次预取，点击“RE - ARM”按钮，这也将清除中断。

数据驱动中断配置

要配置数据驱动中断，选择“Data - Driven Interrupt Settings”选项卡。FPC每个端口最多可监控四个字节，监控字节索引由“Byte Number”输入框控制。选择端口号、要监控的寄存器地址和要监控的位，然后点击“SET”。要注意，监控的寄存器地址必须在所选端口的预取范围内。点击“CHECK / CLEAR DATA”可确定四个监控字节的哪些位触发了中断，同时也将清除中断。

定时写入配置

要对一个或多个下游端口进行定时写入操作，选择“Scheduled Write”选项卡。选择端口号、设备地址、寄存器偏移地址和写入值，然后点击“EXECUTE SCHEDULED WRITE”，这将向所选端口发出写入操作，并且可以广播以对多个FPC实例的多个端口进行写入。“CONFIGURE COMMON SCHEDULED WRITE”部分的操作类似，但用户还可以选择要写入的端口，允许同时写入所有四个本地端口。

以上就是FPC401和FPC402评估模块在硬件设置和GUI配置方面的主要内容。在实际使用过程中，大家一定要仔细阅读官方文档，根据具体的项目需求进行合理的配置。希望这些内容对大家有所帮助，你在使用这两款评估模块时有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。