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Renesas可编程时钟发生器使用很方便-IDT-5X1503开发套件评测

发布时间:2020-11-06
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Renesas可编程时钟发生器使用很方便-IDT-5X1503开发套件评测

发布时间:2020-11-06
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随着电子技术发发展的发展,越来越多的电子产品被开发设计出来,这些电子产品极大的丰富了我们的现代生活。可以说现代人的生活,工作,学习,已经无法脱离电子产品了。我们日常随身使用的手机,手环;家庭使用的电饭煲,冰箱、空调;办公室用的电脑,打印机,扫描仪;还有各种自动化的工业生产设备。这些智能设备中核心部件中大部分都是需要一个CPU微处理器,这个处理器在软件运行下,产生我们需要的各种功能。作为程序软件运行的一个重要条件:CPU内部的逻辑单元运算,程序执行都需要一个稳定可靠的系统时钟驱动电路。这些时钟电路有各式各样的,可以是有源晶体,无源晶体等组成电路,用以产生不同的时钟输出频率。常规情况下,纤巧的消费电子时钟电路一般会占用较多的电路板面积,并且时钟一般是固定的,不能随意更改频率。

电子器件行业的技术领先厂家Renesas推出了可编程的时钟芯片5X1503和5L1503 MicroClock 。IDT 5X1503和5L1503 MicroClock™可编程时钟发生器 非常适合用于低功耗、消费类、电池供电应用、可穿戴设备和智能设备。这些器件采用1 PLL + DCO架构设计,带有一个嵌入式晶振。这些发生器是OTP可编程器件,最多支持3个唯一的频率输出。这些器件具有内置的独特特性,如主动节电 (PPS)。它们具有低功耗DCO,可支持系统日期/时间,使时钟频率保持在32.768kHz。动态频率控制 (DFC) 支持在四种不同的PLL频率之间动态变化。通过受控频率变化的外部请求,进而减少频率过冲和下冲 (ORT) 实现了这一点。这些器件还可支持扩频时钟以降低EMI。其中5X1503系列内部集成有一个晶体,5L1503系列需要外接时钟输入。

Renesas-IDT 5X1503/5L1503开发套件用于 支持5X1503/5L1503 MicroClock™发生器。借助该套件,用户可以轻松对5X1503和5L1503的空芯片进行验证、配置和编程。Timing Commander™ GUI通过USB接口中的USB编程器板支持插座板上的配置和频率验证。可通过将该套件放置在电路板的插座中或评估板上焊接的空器件中,对MicroClock的空芯片进行编程。今天笔者有幸拿到了这款Renesas-IDT 5X1503 DEV 5X1503 MicroClock™ Programmable Clock Development Kit开发套件评估板。

DEV 5X1503 Development Kit开发套件评估板包装使用环保的白色纸盒包装,包装盒简洁不失美观,盒子表面粘贴着彩色的开发套件的简单说明。包装盒内部是粉色气泡塑料包裹着的评估板4套件。评估套件的4件套被装在4个防静电小袋子内。外加2份贺卡大小的说明,一份是评估板的安全使用说明;一份是快速应用指导,包含板卡的硬件说明以及一些参考资料的网址链接等。

图1 Renesas / IDT 5X1503/5L1503开发套件包装盒

开箱视频

如下图所示, DEV 5X1503 MicroClock™ Programmable Clock Development Kit

图2 Renesas / IDT 5X1503/5L1503硬件开发套件

套件配置

•    DEV5X1503
o    1 pcs - EVK5P35023PROG - USB接口板
o    1 pcs - EVK5X1503SOCK - 带插槽子板
o    1 pcs - EVB5X1503 - 小型评估板
o    25 pcs - 5X1503NLGI

•    DEV5X1503  USB  Programmer板

DEV5X1503 USB Programmer板主要用来连接PC机的USB接口,使用上位机软件设置好芯片clock参数后,配合使用SOCKET板,对5X1503芯片进行配置以及OTP编程等。

图3 DEV5X1503 USB Programmer编程适配板

•    DEV5X1503 SOCKET板

图4 DEV5X1503 SOCKET板

1. 器件ID (5x1503):评估板可以支持5X1503或5L1503。
2. 连接器:两组连接器支持评估板上的配置编程。
3. 跳线: 通过连接器将OTP编程功能控制到插座或评估板中空芯片的开关跳线。
4. 测试点:用于评估时钟部分输出1、输出2和输出3的测试点。
5. LED:两个LED灯指示OTP烧写过程。
6. 外部晶体:外部晶体的占位支持5L1503/5L1503L/5L1503S。
7. SMA连接器:支持CLKINB/x2引脚的外部时钟输入或SE1上的PPS模式的连接器。
8. SMA连接器:支持CLKIN/X1引脚的外部时钟输入或OE1上的PPS模式的连接器。
9. 零件指示:器件方向指示。
10. OE1 和OE2上开关控制:两个开关控制,从DIP开关启用/禁用硬件模式下的输出。
11. DIP开关:用于在不同模式下配置器件(软件模式默认为I2C控制 ;硬件模式为输出引脚控制选择)。
12. 插座:放置Microclock空芯片的10-DFN插座。

•    5X1503 demo板

5X1503 demo板 提供了所有器件管脚的引出,可以进行测试,也提供了编程管脚插针链接SOCKET编程小板,可以进行配置烧写和demo演示时钟输出。

图5  5X1503 demo板

1. 测试点:5X1503  PIN6,PIN7,PIN8,PIN9,PIN10测试点。
2. 5X1503:两组连接器支持评估板上的配置编程。
3. 外部晶振: 外接晶体,可以适配无内部晶体的5LXXX系列的芯片。
4. 测试点:5X1503  PIN1,PIN2,PIN3,PIN4,PIN5测试点。
5. 器件外框:主要用于确认器件的管脚方向。
6. 接插件:用于与SOCKET板子进行供电、编程通讯的插件接口。

•    5X1503 编带包装芯片

随着DEV 5X1503 MicroClock™ Programmable Clock Development Kit附送有25pcs 5X1503-000NLGI编带包装的芯片,可以做测试使用。

图6  5X1503 编带芯片

芯片相关资料

芯片资料可以正常下载,在官网注册ID后下载更方便

图7  5X1503芯片网络资源

评估板相关资料

评估板的软硬件资料需要注册后才可以正常下载

图8  5X1503评估板网络资源

评估配置软件相关资料

配置芯片的软件资源需要注册后才可以下载

图9  5X1503开发软件资源

评估板工作原理示意图

图10  5X1053内部功能框图

图11  5X1053内部PLL配置功能框图

评估板上电测试

试验设备清单如下:

1:笔记本电脑一台
2:示波器:RS RTM3004示波器;:
3:万用表一台;
4:USB延长线一条

评测实验环境的搭建如下图所示

图12  评测环境搭建

测试过程:

1:在电脑上安装IDT_timing-commander,安装好后,打开软件
2:导入MicroClock_v4.14_TCv1.15.0.27471_12162019.tcp
3:新建一个工程,按提示输入的3个频率输出,
4: USB适配器,SOCKET板子,插上demo板
5:连接好USB USB适配器,在GUI开发软件里设置好通讯接口,点击连接图标,提示连接好,就可以下载5X1503输出频率配置字。
6:使能demo板子上时钟输出,高电平有效,连接示波器,可以看到有脉冲输出。
7:如果需要OTP烧写,则进行相应的OTP编程烧写,可以保证重新上电后按配置的时钟输出。

图13 时钟芯片配置软件界面

图14  套件评测示波器测量图

评估小结

笔者经过对Renesas / IDT 5X1503/5L1503开发套件的评测,瑞萨半导体的MicroClock™可编程时钟发生器使用很方便。IDT时钟发生器提供超低功耗和微小的外形尺寸,满足微型电子设备应用场景的需求。IDT时钟芯片配备创新功能和低功耗DCO,这些设备支持多种电池供电设备包括可穿戴、可听、系统封装(SIP)以及增强现实应用。时钟输出配置也比较简单,支持一个芯片配置多达4套不同的时钟输出,可以提前编程,也可以焊接到板卡后进行在线编程,修改频率简单方便。

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