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国产!瑞芯微RK3506(3核A7@1.5GHz+双网口+双CAN

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国产!瑞芯微RK3506(3核A7@1.5GHz+双网口+双CAN

前 言

本文主要介绍TL3506-EVM评估板硬件接口资源以及设计注意事项等内容。

RK3506J/RK3506B处理器的IO电平标准一般为1.8V、3.3V,上拉电源一般不超过3.3V或1.8V,当外接信号电平与IO电平不匹配时,中间需增加电平转换芯片或信号隔离芯片。按键或接口需考虑ESD设计,ESD器件选型时需注意结电容是否偏大,否则可能会影响到信号通信。

图 1 评估板硬件资源图解1
图 2 评估板硬件资源图解2

为便于阅读,如下对文档出现的部分术语进行解释;对于广泛认同释义的术语,本页不做注释。

硬件参考资料目录如下表所示:

SOM-TL3506核心板

SOM-TL3506核心板板载CPU、ROM、RAM、晶振、电源、LED等硬件资源,并通过邮票孔连接方式引出IO。核心板硬件资源、引脚说明、电气特性、机械尺寸、底板设计注意事项等详细内容,请查阅《SOM-TL3506工业核心板硬件说明书》。

图 3 核心板硬件框图
图 4 核心板正面实物图
图 5 核心板背面实物图

电源

评估板由12V直流电源供电,CON2和CON3为电源输入连接器。CON2为3pin规格的绿色连接器,间距为3.81mm。CON3为DC-005电源接口,可接外径5.5mm、内径2.1mm的电源插头。SW1为电源拨动开关,使用时请根据附近的ON/OFF丝印进行选择。

图 6 电源接口实物图

电源输入端提供过流保护、过压保护、防反插及快速掉电等电路保护功能。

图 7 输入级电源保护电路

VDD_12V_MAIN通过不同电源芯片转为核心板及评估底板外设的供电。核心板提供底板辅助电源信号VDD_3V3_SOM_OUT,用于控制评估底板各路电源上电时序。

评估板推荐的上电时序:12V DC供电(VDD_12V_MAIN) -> 核心板供电(VDD_5V_SOM) -> 核心板配置底板辅助电源(VDD_3V3_SOM_OUT) -> 底板外设供电 -> 系统复位(RESET),如下图所示。

图 8

核心板电源

VDD_12V_MAIN通过芯强微电子(Ecranic)的EC2232E DCDC电源芯片产生1路5V电源,用于SOM-TL3506核心板的供电,该电源网络名为VDD_5V_SOM,最大电流供给能力为2A。

该电源使能由输入电压分压提供,实现上电即使能的时序控制。为保护核心板及方便测量电压电流,电源路径中已串接保险丝FB1。

图 9 VDD_5V_SOM电源设计
图 10 VDD_ADJ_SD_OUT、VDD_1V8_SOM_OUT电源输出电路

评估底板外设电源 VDD_12V_MAIN通过3个芯强微电子(Ecranic)的EC2232E DCDC电源芯片产生3路评估底板外设电源,网络名分别为:VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN,最大电流供给能力为3A。

3路电源使能统一由核心板VDD_3V3_SOM_OUT信号提供,实现核心板电源上电早于外设电源上电的时序控制。

图 11 VDD_5V_MAIN电源设计
图 12 VDD_3V3_MAIN电源设计
图 13 VDD_1V8_MAIN电源设计

设计注意事项:

核心板提供的VDD_3V3_SOM_OUT电源输出,供电能力≤200mA,主要用于控制评估底板各路电源的上电时序,以及核心板配置相关电路的供电(如Micro SD、看门狗等电路),请勿用于其他外设的供电。

隔离电源

VDD_5V_MAIN通过金升阳科技(MORNSUN)的B0505S-1WR3L隔离电源模块产生1路5V DC隔离电源,用于评估底板隔离电路的供电,网络名为VDD_5V_ISO,最大电流供给能力为200mA,可提供3000V DC的直流隔离能力。

图 14 VDD_5V_ISO电源设计

设计注意事项:

底板设计时,若无需输入级保护电路的部分或全部功能,可适当裁剪。

底板电源设计可根据实际电路设计进行增减,建议参考我司上电时序进行底板电源的使能控制。

VDD_5V_SOM在核心板内部未预留总电源输入的储能大电容。底板设计时,请在靠近邮票孔焊盘位置放置总容值为50uF左右的储能电容。

为使VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN和VDD_1V8_MAIN满足系统上电、掉电时序要求,需使用核心板输出VDD_3V3_SOM_OUT来控制VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN和VDD_1V8_MAIN的电源使能,使评估底板VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN和VDD_1V8_MAIN电源在VDD_3V3_SOM_OUT之后、在RESET复位信号之前上电(详情见评估底板推荐上电时序)。

由于T3/NPOR/RESETn/PU/3V3和VDD_3V3_SOM_OUT基本同时上电,若评估底板外设使用T3/NPOR/RESETn/PU/3V3进行上电复位且有严格上电时序要求,建议增加Buffer(RS1G07XC5)进行延迟上电复位以满足外设上电时序。

系统启动说明

系统上电后,由CPU内部BootRom的引导代码依次从NAND FLASH、eMMC/SD卡、USB接口检测SPL启动程序,从第一个包含SPL启动程序的设备开始启动。SPL启动后,将优先从SD系统卡(非常规SD卡)引导U-Boot镜像,否则,将从原启动设备引导U-Boot镜像,注意eMMC版本的核心板不支持SD卡功能。

详情请查阅“6-开发参考资料Rockchip官方参考文档CommonMMC”目录下的官方参考文档《Rockchip_Developer_Guide_SD_Boot_CN》。

设计注意事项:

A20/SARADC_IN0/MASKROM为启动配置引脚,在核心板已接10K电阻上拉至1.8V电源,默认情况请悬空处理,启动方式默认顺序为NAND FLASH、eMMC/SD卡、USB接口。

当KEY2按键按下,并将评估板重新上电,此时A20/SARADC_IN0/MASKROM引脚输入为低电平,CPU将进入Maskrom模式,可通过USB2.0 OTG接口进行固件升级。

LED

评估底板提供电源指示灯,用户可编程指示灯及模块状态指示灯,分别为LED1~LED3,采用插件封装。

电源指示灯 LED1为电源指示灯,颜色为红色,上电默认点亮。

图 15 电源指示灯实物图
图 16 评估板电源指示灯电路设计

用户可编程指示灯

评估底板提供1个用户可编程指示灯LED2,高电平点亮,颜色为绿色,通过CPU的B21/GPIO4_B3_z/USER_LED/1V8引脚控制。

图 17 用户可编程指示灯实物图
图 18 用户可编程指示灯电路设计

模块状态指示灯

LED3为4G模块状态指示灯,颜色为黄色。

图 19 4G模块状态指示灯实物图
图 20 4G模块状态指示灯电路设计

KEY

评估底板包含1个系统复位按键RESET(KEY1),1个Maskrom按键Maskrom(KEY2),2个用户输入按键USER1(KEY3)、USER2(KEY4)。

RESET复位按键

KEY1为评估板RESET复位按键,控制CPU的复位引脚。

图 21 RESET按键实物图
图 22 RESET按键电路设计

设计注意事项:

T3/NPOR/RESETn/PU/3V3为核心板的复位输入引脚,核心板内部已上拉1K电阻,默认情况请悬空处理,以避免影响上电时序。

Maskrom按键

KEY2(Maskrom)为Maskrom按键,系统重新上电时,若检测到A20/SARADC_IN0/MASKROM信号为低电平,CPU将进入Maskrom模式,可通过USB2.0 OTG接口进行固件升级。

图 23 Maskrom按键实物图
图 24 Maskrom按键电路设计

设计注意事项:

A20/SARADC_IN0/MASKROM引脚在核心板内部已上拉10K电阻,默认情况请悬空处理。

用户输入按键

KEY3(USER1)、KEY4(USER2)为用户输入按键,KEY3按键状态通过SARADC_IN1/GPIO4_B1_z引脚输入至CPU,KEY4按键状态通过SARADC_IN2/GPIO4_B2_z引脚输入至CPU。

系统重新上电时,若检测到B20/SARADC_IN1/RECOVERY/GPIO4_B1_z/PU/1V8为低电平(KEY3按下),CPU将进入Loader模式,可通过USB2.0 OTG接口进行固件升级。

备注:Loader模式和Maskrom模式是不同的启动方式,主要用于不同类型的设备初始化或固件更新过程中。

Loader模式是在核心板eMMC或NAND FLASH已烧录固件的情况下,上电后Bootloader进入升级模式,当系统需要更新固件或者进行固件升级时,可以通过Loader模式来实现。

Maskrom模式是在FLASH处于空白阶段时,CPU自带的程序会把USB2.0 OTG接口初始化成DEVICE模式与PC机通信,这时候PC机上可以识别到Maskrom模式,可以直接烧录固件。一般情况下通过KEY3按键即可。

图 25 用户输入按键实物图

图 26 用户输入按键电路设计

设计注意事项:

B20/SARADC_IN1/RECOVERY/GPIO4_B1_z/PU/1V8引脚在核心板内部已上拉10K电阻,默认情况请悬空处理。

串口

评估底板板载3路串口,CON5为USB TO UART0调试串口,CON10为RS232 UART1串口,CON17含有RS485 UART3串口。

USB TO UART0串口

评估底板通过沁恒微电子(WCH)的CH340T芯片将UART0转换为Type-C连接器(CON5)引出,作为系统调试串口使用。CH340T使用来自Type-C数据线的5V(网络名为VDD_5V_UART)外部供电。

图 27 USB TO UART0实物图
图 28 USB TO UART0电路设计

设计注意事项:

底板设计时,建议采用RS0102YVS8(U6)电平转换隔离方案,以避免调试串口RX端在底板上电前提前带电,向核心板引脚灌输电流,导致系统无法启动。

CPU引脚UART0_TX、UART0_RX电平皆为3.3V,请勿使用5V电平接口的调试工具直接连接,否则将导致CPU损坏。

注意USB信号需做90ohm差分阻抗匹配。

ESD器件需靠近连接器Type-C接口布局,走线经过ESD后连接至CH340T。

J1/UART0_RX/JTAG_TMS_M1/3V3引脚需添加10K上拉电阻,避免启动过程误入U-Boot模式。

由于USB TO UART0串口电路与JTAG接口电路复用J1/UART0_RX/JTAG_TMS_M1/3V3、J2/UART0_TX/JTAG_TCK_M1/3V3引脚,USB TO UART0串口电路与JTAG接口电路仅能同时使用其中一个。

RS232 UART1串口

评估底板采用芯力特电子(SIT)的单电源双通道RS232收发器SIT3232EEUE方案,通过UART1引出1路RS232串口,使用DB9连接器(CON10)。

SIT3232EEUE符合TIA/EIA-232标准,速率可高达到120Kbps。

图 29 RS232 UART1实物图
图 30 RS232 UART1串口电路设计

RS485 UART3串口

评估底板采用川土微电子(CHIPANALOG)的隔离式半双工RS485收发器CA-IS3082WX方案,通过UART3引出RS485串口。RS485串口使用1x 3pin规格绿色连接器(CON17),间距为3.81mm。

CA-IS3082WX符合TIA/EIA-485-A标准,支持5kVrms绝缘耐受电压,总线共模工作范围:-7V~+12V,并提供高达0.5Mbps的通信速率。

图 31 RS485 UART3串口实物图
图 32 RS485 UART3串口电路设计

设计注意事项:

CA-IS3082WX是隔离RS485收发器;其中Vcc1(pin1)和GND1(pin2/7/8)为逻辑侧端口的供电,Vcc2(pin16)和GND2(pin9/10/15)是总线侧端口的供电。Vcc1对Vcc2应电气隔离,GND1和GND2不共地,且器件布局及走线上注意做隔离设计,否则无法达到隔离接口的设计目的。建议参考我司评估底板原理图设计,使用隔离电源给Vcc2供电。

Vcc1提供2.375V~5.5V的宽IO供电范围,总线侧电源Vcc2提供3.0V~5.5V的RS485总线供电范围。

RS485收发器的管脚A/B(pin12/13)连接至绿色端子连接器之间的走线,需按差分信号进行走线。

由于RS485接口电路与AUDIO接口电路复用P2/RM_IO11/UART3_TX/SAI1_SDO0/3V3、R3/RM_IO10/UART3_RX/HP_DET_L/3V3引脚,因此需增加二选一开关芯片RS2233YTSS16(U20)作为功能切换。当开关DSIC01LS-P(SW3)为ON时,选择的为RS485接口功能,当开关DSIC01LS-P(SW3)为OFF时,选择的为AUDIO接口功能。若底板设计时无需功能切换,可将二选一开关芯片RS2233YTSS16(U20)去除,将引脚直接连接至RS485芯片。

图 33 SW3开关实物图CAN-FD接口

由于篇幅过长等原因,部分引脚内容及板卡硬件内容均不逐一展示,如需获取完整版详细资料,请关注创龙科技微信公众号或官网,感谢您的支持!

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