【Aurix系列学习】TC264D最小系统搭建—基本配置引脚

(88) 2024-03-17 11:01:02

目录

1. 测试引脚

2. 调试引脚

3. 复位/NMI引脚

/PORST引脚

/ESRx引脚

4. 电源引脚


初始引脚的配置是TC264D单片机的重点,这一块的配置关系到单片机能否正常上电并可靠运行,下面所述是TC-264芯片所需要配置的引脚目录:

AURIX芯片正常工作需要配置的引脚:
               测试引脚(/TESTMODE)
               调试引脚(/TRST, TCK, TMS, TDO, TDI)
               硬件配置引脚 (HWCFG0, HWCFG1, HWCFG2, HWCFG3, HWCFG6, VGATExP)
               复位/NMI引脚 (/PORST, /ESR0, /ESR1)
               电源引脚(VEXT, VDDP3, VDDFL3, VDD, VDDM, VAREF, VSS, VSSM, VAGND..)

硬件配置引脚涉及到的方面比较广,我单独写了一篇blog:TC264D最小系统搭建—硬件配置引脚,剩下的引脚配置将在这篇文章里介绍。

1. 测试引脚

测试引脚配置相对简单,以下是手册的描述:

/TESTMODE引脚专门用于器件生产后工厂测试模式。 正常工作情况时,应直接连接到VEXT(5V或3.3V外部主电源)。/TESTMODE引脚具有内部弱上拉电阻, 电阻应足够大以确保当该引脚开路时,器件不会进入测试状态。 然而,建议使用更大上拉(~1- 4,7 K)外部连接引脚。 不需要外部连接至调试接插件。无一例外, 采用不同封装的器件都带有/TESTMODE引脚。

所以,在我们的电路里,我们直接使用10K的电阻进行强上拉:

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图1  /TESTMODE外部上拉

2. 调试引脚

调试引脚的配置也很简单,这里不多赘述:

调试引脚和默认状态
调试引脚 复位状态/内部上拉/下拉器件 JTAG模式 DAP(2引脚) DAP(3引脚)
/TRST

内部弱下拉电阻 (27 – 100 uA)

/TRST保持低电平,选择JTAG测试复位输入
(外部10K上拉)
/PORST引脚释放时, /TRST保持高电平,选择DAP模式。
通常,调试工具驱动/TRST高电平,选择DAP模式。
TCK 内部弱下拉电阻(27 – 100 uA) 40 MHz测试时钟输入给uC
(外部10K上拉)
DAP0
时钟引脚
DAP0
时钟引脚
TMS 内部弱下拉电阻 (27 – 100 uA) 测试模式选择输入给uC。
(外部10K上拉)
DAP1
双向数据
DAP1
双向
TDO (P21.7) DAP模式内部弱上拉电阻
JTAG模式上拉电阻禁用
测试数据输出到uC 不使用 DAP2
TDI (P21.6) 内部弱上拉电阻(27 – 100 uA) 测试数据输入至uC
(外部10K上拉)
不使用 不使用
TGIx GPIO引脚重叠内部弱上拉电阻 /BRKIN
(外部10K上拉)
   
TGOx GPIO引脚重叠内部弱上拉电阻      

我们这里使用的是DAP 3引脚模式:

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图2  DAP接口

3. 复位/NMI引脚

在介绍TC264的复位部分之前,我们需要先对这个芯片的复位种类有个大概的认识。TC264的复位包括上电复位、系统复位、调试复位、应用复位、模块复位五种类型。每种复位类型都对系统部分或者全部产生作用,而且一个相同的复位源可能会产生不同的复位类型。

复位类型表
复位类型 作用范围 复位源 配置寄存器
上电复位 系统所有部分都进入预定义的状态 /PORST引脚,电源系统的EVR13监控、EVR33监控、看门狗SWD、挂起监控STBYR  
系统复位 除电源系统、调试系统、复位配置外全部进入预定义状态 所有上电复位源、ESRx、SMU(安全管理)、STMx、SW、CB0 RSTCON
调试复位 调试系统进入预定义状态 所有上电复位以及CB1 RSTCON
应用复位 所有外设、CPU、部分SCU进入预定义状态 所有上电复位、系统复位以及CB2 RSTCON
模块复位 单独某个模块进入预定义状态 有各个模块相关寄存器定义例如MOD_KRSTx.RST 相关寄存器

我们目前只使用到了上电复位,所以下面我们对上电复位这一块的电路进行介绍:

/PORST引脚

/porst引脚就是我们所熟悉的复位引脚,这玩意基本每个单片机都会有一个,提供外部硬复位功能(Infineon单片机里称之热复位),使得芯片可以快速回到初始位置。其在单片机系统内的地位绝对是无法撼动的(毕竟菜鸟们拽回单片机就靠它了=-=)。下面是手册内对该引脚配置的介绍:

上电复位引脚需要保持外部高电平,这样一来微控器才可以在RUN状态下工作。在5V, 3.3V或是1.3V供电失败情况下, 具有11-13mA输出驱动能量的PROST引脚是一个双向复位引脚。 /PORST引脚上存在一个内部弱下拉(15–120uA拉电流),以确保如果/PORST引脚至焊盘绑定线断开的话,器件是在复位(安全)状态。

当/PORST引脚外部建立时,触发热复位。所有热复位是有内部次序的, RAM内容不会受到影响。仅在RAM写操作完成后, 才执行复位功能, 并且CPU必须为空闲状态。

根据推挽或开漏电流, 外部稳压器实现复位输出; 应注意在PORST线的上拉和串联电阻的大小,如图3。默认情况下, PORST的激活也同时激活ESR0复位输出线,如图PORST输入和输出路径。

通常在运行状态下, 需要一个强上拉电流使PORST保持高电平。 这个上拉需要对抗微控器下拉,稳压器下拉或也可能是额外拉器件的工作。 PORST引脚具有默认的TTL电平,这样在该引脚上只需要2.0V可以使微控器不进入复位状态。

然而, 0.8V低电平有效需要一个较强的低边驱动,这样一来根据应用需要,引脚会对噪声更加敏感。固有焊盘模拟滤波器会阻止高达80ns的寄生PORST低脉冲。模拟滤波器允许大于220 ns的PORST脉冲通过。如果应用要求更多的过滤操作,也可以激活其他的PORST数字滤波器,它会阻挡高达500ns的PORST脉冲峰值。

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图3  PROST输入和输出路径

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图4  PROST连接

上面这段引述大概介绍了TC264热复位所需要注意的,其中我们需要注意的就是我加粗的部分,总结一下大概是以下几点:

  1. PORST因为内部有一个弱下拉电阻(保证外部因为意外出现该引脚浮空时单片机不会出错),所以为了可以正常实现外部复位,需要一个外部强上拉电阻来抵消,但该电阻的大小需要满足条件:
           1)未采取复位时,引脚最小电压要大于2V。
           2)采取复位时,引脚最大电压要小于0.8V。
  2. 当外部供电(5、3.3、1.3)过低时,会导致冷复位,这种复位状态也会输出给PORST脚,会使PORST脚强制拉低;
  3. PORST引脚输入的(滤波后)复位状态会同步传给ESR0;

所以对于PORST脚的硬件配置,首先需要有一个合适的上拉电阻,其次还需要一个合适的触发电路。

下面电路其实就是275开发板的复位电路。实现两个功能,(1)上电自动复位,上电以后外部上拉电阻将复位引脚拉高完成复位;(2)手动复位,按下复位开关,MOS管将复位引脚拉低,当然这个时候的上拉电阻很关键。然后快速松开开关,MOS管关断,复位引脚被拉高完成复位。

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图5  TC275开发板里复位电路连接

当然,这样设计的电路很麻烦,对于我们最小系统板来说需要简化,所以我们的电路里只保留了上拉电阻:

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图6  板载复位电路连接

/ESRx引脚

ESR接口引脚既可以提供内部复位的外部指示,也可以提供外部源触发内部复位的机制。说白了,它既可以输出复位,也可以用来进行复位。一般都用ESRx引脚作来进行复位状态输出。

大家肯定有疑惑,复位状态输出的意义在哪里呢?然而,实际上它的作用很大:一旦完成了初始化 ,有些应用情况要求一个上电后的复位输出延迟和复位输出信号。例如,对于像外部RAM, FLASH, EEPROM器件这样的存储设备要求复位保持更长的时间, 并且是在主微控器件复位释放后, 再延迟一段得到释放。在这些情况下,/ESRx可以另外配置为传递更长时间的复位,或者更低的复位如系统和应用程序复位到外部世界。

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图7  复位状态输出

我们在板子上留了一个复位指示电路,就是利用了ESR0的复位输出功能。这个指示灯会在两种情况下亮,一种是用户自己按下复位按键,那肯定啥事没有,岁月静好;但另一种情况就是系统内部发生了位置情况导致的复位,也就是系统出现了不正常,这种情况下芯片十有八九已经羽化登仙了,不过也别放弃治疗,说不定能抢救一下呢?

所以如果灯不正常亮了,立刻断电!立刻断电!立刻断电!这可是白花花的钱啊~

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复位状态输出演示(注意右侧的灯)

4. 电源引脚

电源的配置较复杂,这里贴出TC264中所有可能需要用到的引脚及其功能表,以及电源状态列表。具体我们电路里如何配置会在后面详细说明。

电源引脚
电源引脚 接地引脚 范围 主要功能 I/O OSC
PLL
ADC Flash Standby
  被供电模块
5 V±10%或3.3V±10%灵活电源电压
VEXT VSS 或
E-pad
2.97
5.50
芯片内EVR13和EVR33稳压器的源电压。决定I/O电平的主要的I/O电源。通用待机电源引脚
5V Flash
程序设计

通用待机电源
VEVRSB VSS或
E-pad
2.97
5.50
独立待机RAM电源引脚。仅在BGA封装可用。 待机模式下, 使CPU0 DSPR内部RAM保持供电。 QFP封装下,该引脚绑定在VEXT 主电源。
独立待机RAM电源
VFLEX VSS 或
E-pad
2.97
5.50
Flexport专用电源。 3.3V或5V电源给VFLEX 供电,决定Flexport的I/O电压。
P11
P12
VDDM VSSM 2.97
5.50
ADC主电源。TC243和TC242没有该引脚,它们的ADC电源是通过 VEXT 供电。
VAREFx VAGNDx 2.97
5.50
全部器件的ADC参考电源。 TC27x有2对, TC29x有3对VAREF/ VAGND 电源引脚。
3.3V±10%电源电压
VDDP3 VSS 或
E-pad
2.97-
3.63
Flash,JTAG和P21电源
P21
VDDP3/
VDDOSC3
VSSOSC 2.97 3.63 HSCT和DTS电源
振荡器和PLL电源

P21
VDDFL3 VSS 或
E-pad
2.97
3.63
Flash传感放大器电源。小封装中不具备。
VEBU VSS 2.97
3.63
EBU数字电源只有在BGA416和BGA516封装类型中才具备。
P24
P25
VDDPSB VSS 或
E-pad
2.97
3.63
DAP/JTAG焊盘组电源。器件冷启动关闭标定时,待机DAP电源访问EMEM。仅在ED器件中具备。
VAGBT3 VSSAGBT 2.97
3.63
AGBT电源。仅在ED TQFP封装中具备。
1.3V±10%电源电压
VDD VSS 或
E-pad
1.17
1.43
主内核电源。
VDD /
VDDOSC
VSSOSC 1.17
1.43
振荡器和PLL电源。 主内核电源。
VDDSB VSS 或
E-pad
1.17
1.43
仿真器件EMEM(仿真存储器)电源仅在ED器件中具备。
VAGBT VSSAGBT 1.17
1.43
AGBT电源。 ED TQFP封装中才具备。
电源相关引脚
VGATE1P VSS 或
E-pad
2.97
5.50
SMPS EVR13稳压器的P通道MSOFET栅极驱动。
LDO EVR13稳压器的P通道MSOFET路元件栅极驱动。
VGATE1N VSS 或
E-pad
2.97
5.50
SMPS EVR13稳压器的N通道MSOFET棚极驱动。
VCAP0
VCAP1
VSS 0
3.63
TC23x中开关电容EVR13 SMPS稳压器的飞跨电容(1uF)终端。
电源状态列表
电源
引脚
5V
运行模式
3.3V
运行模式
5V
待机
5V待机独立电源
VEVRSB
3.3V
待机
ED待机 模式
VEXT 导通(5V外部)。5V外设稳压器供电。 导通(3.3V外部)。
3.3V外设稳压器供电。
导通 断开 导通 断开
VEVRSB 如果可用,导通(5V外部)。不需要待机功能时, 连接至VEXT 。需要待机功能时,由独立待机稳压器/电源供电。 如果可用,导通(3.3V外部)。待机功能不需要情况下,连接至VEXT 。待机功能需要的情况下,由独立待机稳压器/电源供电。 导通 导通 导通 断开
VFLEX 导通
P11端口电压为5V时,连接至VEXT。
P11端口电压为3.3V时, PCB上连接至VDDP3。 (例如, -Ethernet)
导通
连接至VEXT。
导通或
断开
断开 导通或 断开 断开
VDDM 导通(5V外部)。 导通(5V或3.3V外部)。 导通或
断开
断开 导通或 断开 断开
VAREFx 导通(5V外部)。 导通(5V或3.3V外部)。 导通或
断开
断开 导通或 断开 断开
VFLEXE 如果可用,导通。 EBU不可用情况下,连接至VEXT 5V。使用EBU3.3V焊盘时, PCB上连接至VDDP3 3.3V。 如果可用,导通。 连接至VDDP3。 导通 断开 导通 断开
VDDP3 导通(3.3V外部或EVR33)。 导通。连接至VEXT。 断开 断开 导通 断开
VDDP3 /
VDDOSC3
导通(3.3V外部或EVR33)。 导通。连接至VEXT。 断开 断开 导通 断开
VDDFL3 导通(3.3V外部或EVR33)。 导通, 连接至VEXT电源 断开 断开 导通 断开
VEBU 如果可用,导通(3.3V外部或EVR33) 如果可用,导通连接至VEXT。 断开 断开 导通 断开
VDDPSB 导通(1.3V外部工具电源或连接至VDDP3)。 导通(1.3V外部工具电源或连接至VDDP3)。 断开 断开 断开 如果需要通过DAP访问EMEM,导通。
VAGBT3 导通如果可用,连接至VDDP3。 导通。 如果可用,连接至VDDP3。 断开 断开 断开 断开
VDD 导通(1.3V外部或EVR13)。 导通(1.3V外部或EVR13)。 断开 断开 断开 断开
VDD /
VDDOSC
导通(1.3V外部或EVR13)。 导通(1.3V外部或EVR13)。 断开 断开 断开 断开
VDDSB 导通(1.3V外部工具电源或连接至VDD)。 导通(1.3V外部工具电源或连接至VDD)。 断开 断开 断开 导通
VAGBT 如果可用,连接至VDD。 如果可用,连接至VDD。 断开 断开 断开 断开
VCAP0
VCAP1
不可用. 导通 13,连接至 。 如果使用 1uF SC DC 电容. 断开 断开 断开 断开

 


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over~

THE END

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