V2L SMARC模塊板硬件設計解析

在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領域，Renesas的RZ/G2L和RZ/V2L SMARC模塊板因其高性能和豐富的功能，成為了眾多電子工程師關注的焦點。本文將深入剖析RTK9744L23C01000BE模塊板的硬件設計，為大家在實際應用中提供有價值的參考。

文件下載：Renesas Electronics RZ，V2L SMARC PMIC套件.pdf

一、概述

RTK9744L23C01000BE是一款用于評估Renesas Electronics微處理器RZ/G2L “R9A07G044L23GBG”功能和性能的模塊板，同時也可用于評估應用軟件開發(fā)。它與RTK9754L23C01000BE的主要區(qū)別在于后者使用了Renesas Electronics微處理器RZ/V2L "R9A07G054L23GBG"，不過兩者引腳兼容，功能相似。

1.1 特性亮點

豐富的外部存儲：配備了2GB的DDR4 SD RAM、512Mb的QSPI閃存和64GB的eMMC內(nèi)存，為系統(tǒng)提供了充足的存儲空間。
靈活的啟動方式：設置了microSD卡插槽，可作為eSD用于啟動系統(tǒng)。
穩(wěn)定的時鐘供應：搭載了5輸出時鐘發(fā)生器“5P35023”，確保系統(tǒng)時鐘的穩(wěn)定性。
高效的電源管理：采用PMIC “RAA215300”作為電源電路，為系統(tǒng)各部分提供穩(wěn)定的電源。
高速的網(wǎng)絡連接：集成了以太網(wǎng)PHY，支持10/100/1000Mbps的數(shù)據(jù)收發(fā)。
便捷的擴展接口：未使用的端子連接到314引腳、0.5mm間距的連接器，可與載板配合使用，方便進行功能擴展。
方便的調(diào)試與數(shù)據(jù)采集：配備了用于ARM Cortex調(diào)試的10引腳引腳頭和用于ADC接口的10引腳引腳頭。

1.2 系統(tǒng)配置示例

系統(tǒng)配置示例

1.3 詳細特性參數(shù)

項目	詳情
CPU	RZ/G2L
輸入（Xin）時鐘	24MHz
Arm Cortex - A55時鐘	1.2GHz
Arm Cortex - M33時鐘	200MHz
AXI - 總線時鐘	200MHz
APB - 總線時鐘	100MHz
內(nèi)部內(nèi)存	指令緩存：32KB；數(shù)據(jù)緩存：32KB
電源電壓	1.1V，VO：3.3V
封裝	456引腳PBGA 0.5mm間距
內(nèi)存	QSPI閃存：512Mbit 1pc；DDR4 SDRAM：2GB 1pc；eMMC內(nèi)存：64GB * 1pc
時鐘IC	時鐘發(fā)生器：1pc
以太網(wǎng)IC	以太網(wǎng)PHY：2pcs
連接器	microSD卡插槽（4位）：1pc；10引腳JTAG引腳頭：1pc；10引腳ADC引腳頭：1pc；SMARC邊緣連接器（314引腳）：1pc
開關	系統(tǒng)設置DIP開關：2位
電路板規(guī)格	尺寸：82mm * 50mm；安裝方式：雙面安裝（6層）

1.4 外觀展示

RTK9744L23C01000BE的外觀設計緊湊，布局合理。頂部視圖底部視圖

1.5 模塊板框圖

模塊板框圖

1.6 布局組件

模塊板的主要組件布局清晰，便于安裝和維護。頂部組件布局底部組件布局

1.7 絕對最大額定值

符號	項目	額定值	注意事項
VDD IN	電源電壓	5.25V	參考：Vss
	最大功耗	3A	包括連續(xù)RZ SMARC系列載板電流消耗
Topr	工作環(huán)境溫度	0℃ 至 50℃	避免暴露在冷凝或腐蝕性氣體中
Tstg	存儲溫度	-10℃ 至 60°C	避免暴露在冷凝或腐蝕性氣體中

1.8 工作條件

符號	項目	額定值	注意事項
VDDIN	電源電壓	3.0V 至 5.25V	參考：Smarc v2.1規(guī)范
Topr	工作環(huán)境溫度	0℃ 至 40℃	避免暴露在冷凝或腐蝕性氣體中

二、功能規(guī)格

2.1 功能模塊概述

章節(jié)	功能	描述
2.2	MPU	輸入（Xin）時鐘：24MHz；Arm Cortex - A55時鐘：1.2GHz；Arm Cortex - M33時鐘：200MHz；AXI - 總線時鐘：200MHz；APB - 總線時鐘：100MHz
2.3	內(nèi)存	QSPI閃存：512Mbit 1pc；DDR4 SDRAM：2GB 1pc
2.4	千兆以太網(wǎng)接口	通過以太網(wǎng)PHY實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器（E - MAC）與LAN連接器之間的連接
2.5	ADC接口	實現(xiàn)ADC模塊與連接器之間的連接
2.6	時鐘配置	系統(tǒng)時鐘配置
2.7	復位控制	對RTK9744L23C01000BE上安裝的RZ/G2L進行復位控制
2.8	電源供應配置	RTK9744L23C01000BE和RTK97X4XXXB00000BE的系統(tǒng)電源供應配置
2.9	PMIC	實現(xiàn)RZ/G2L與PMIC之間的連接
2.10	調(diào)試接口	實現(xiàn)調(diào)試接口與連接器之間的連接
2.11	SD/MMC主機接口	實現(xiàn)SD/MMC主機接口（SDHI）通道0與microSD卡插槽之間的連接

2.2 MPU

2.2.1 RZ/G2L概述

RTK9744L23C01000BE搭載了64位微處理器RZ/G2L，其與CPU時鐘（最大1.2 GHz）同步運行。

2.2.2 RZ/G2L引腳功能列表

RZ/G2L的引腳功能豐富多樣，涵蓋了電源、信號輸入輸出、通信等多個方面。詳細的引腳功能列表如下：	引腳位置	引腳名稱	引腳功能	描述	SMARC引腳編號
G12	ABG_ AVDD18	ABG_AVDD18	1.8V，三星自適應體偏置發(fā)生器1.8V模擬電源
B11	ABG_NCP_OUT	ABG_NCP_OUT	通過1uF旁路電容連接到VSS
……	……	……	……	……	……

2.3 內(nèi)存

RTK9744L23C01000BE除了內(nèi)置的內(nèi)存外，還配備了QSPI閃存和DDR4 SDRAM作為外部存儲。

2.3.1 QSPI閃存

QSPI閃存由RZ/G2L內(nèi)置的SPI多I/O總線控制器（SPIBSC）控制，支持66 MHz時鐘頻率下的操作。 QSPI接口框圖

2.3.2 DDR4 SDRAM

DDR4 SDRAM由RZ/G2L內(nèi)置的內(nèi)存控制器（MEMC）控制，支持16位數(shù)據(jù)總線寬度和1600Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。 DDR4 SDRAM框圖

2.4 千兆以太網(wǎng)接口

RTK9744L23C01000BE集成了支持RGMII的以太網(wǎng)PHY，該接口符合IEEE802.3 PHY RGMII和IEEE802.3 PHYMII標準。以太網(wǎng)0接口框圖以太網(wǎng)1接口框圖

2.5 ADC接口

模塊板配備了用于連接ADC接口的10引腳引腳頭，可使用6個輸入通道。 ADC接口框圖

2.6 時鐘配置

系統(tǒng)時鐘配置合理，MIPI - DSI接口支持高達Full HD、60fps模式的操作，SD接口支持UHS - I模式的50MB/s（SDR50）和104MB/s（SDR104）。時鐘配置框圖

2.7 復位控制

RTK9744L23C01000BE的DDR4 SDRAM、QSPI閃存、eMMC內(nèi)存、以太網(wǎng)和調(diào)試接口由PMIC的復位信號控制。系統(tǒng)復位分為上電復位和按鈕開關復位兩種類型。 ![復位控制框圖](https://p3-flow-imagex-sign.byteimg.com/ocean-cloud-tos/pdf/544e1361a38

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