CDK2000時(shí)鐘設(shè)備開(kāi)發(fā)平臺(tái)：開(kāi)啟CS2000家族設(shè)備評(píng)估與編程新體驗(yàn)

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，時(shí)鐘設(shè)備的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性對(duì)于系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用。CIRRUS LOGIC推出的CDK2000時(shí)鐘設(shè)備開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為CS2000時(shí)鐘設(shè)備家族的評(píng)估、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)編程提供了強(qiáng)大而靈活的解決方案。

文件下載：CDB2000-MB.pdf

1. 開(kāi)發(fā)平臺(tái)概述

1.1 硬件組件

CDK2000平臺(tái)的硬件由主板（CDB2000 - MB）和多種子卡組成。主板集成了所有時(shí)鐘I/O連接器、控制開(kāi)關(guān)、電源和PC接口硬件，設(shè)有兩個(gè)單排插座用于連接子卡，既支持PC輔助開(kāi)發(fā)和評(píng)估，也具備獨(dú)立生產(chǎn)環(huán)境編程能力。 子卡分為CDB2000 - PC和CDB2000 - DC兩個(gè)系列。CDB2000 - PC系列是帶插座的子卡，適合生產(chǎn)環(huán)境中對(duì)多個(gè)待測(cè)設(shè)備（DUT）進(jìn)行編程和測(cè)試，支持控制端口和一次性可編程設(shè)備，有不同的頻率參考源選項(xiàng)。CDB2000 - DC系列是焊接式子卡，能實(shí)現(xiàn)最佳性能，適用于原型設(shè)計(jì)和性能評(píng)估，同樣支持控制端口和一次性可編程設(shè)備，也有特定的頻率參考源選項(xiàng)。

1.2 軟件組件

CDK2000的軟件工具“Configuration Wizard”，可對(duì)CS2000家族設(shè)備進(jìn)行虛擬配置和硬件控制。該軟件可從Cirrus Logic官網(wǎng)下載，提供演示（Demo）和實(shí)時(shí)（Live）兩種操作模式。在Demo模式下，可選擇不同的CS2000家族設(shè)備，對(duì)其配置選項(xiàng)進(jìn)行更改；通過(guò)“CDK Controls”菜單中的“Connect to CDK2000”可退出Demo模式。此外，軟件還提供了計(jì)算器工具，方便根據(jù)輸入和輸出頻率計(jì)算比率值。對(duì)于一次性可編程設(shè)備，軟件界面有特殊的配置選項(xiàng)，還可使用表單輸入模式進(jìn)行評(píng)估。

2. 快速啟動(dòng)指南

2.1 軟件安裝

從Cirrus Logic官網(wǎng)的CS2000家族產(chǎn)品頁(yè)面下載“CS2000 Family Configuration Wizard”軟件，同意許可協(xié)議后完成下載，解壓并運(yùn)行安裝程序，最后點(diǎn)擊“Finish”完成安裝。

2.2 控制端口設(shè)備評(píng)估

將CDB2000 - DC或CDB2000 - PC系列子卡連接到CDB2000 - MB主板，確保子卡上有合適的CS2000家族控制端口（-CP）設(shè)備。將PC的USB端口連接到主板，啟動(dòng)軟件，通過(guò)“CDK Controls”菜單連接到CDK2000，根據(jù)提示建立連接。若設(shè)備與當(dāng)前GUI配置不匹配，可選擇是否讓GUI根據(jù)設(shè)備自動(dòng)配置。之后可使用圖形用戶界面定義設(shè)備操作，也可加載預(yù)配置文件，還能通過(guò)“Read Register”和“Write Register”按鈕操作寄存器。評(píng)估結(jié)束后，關(guān)閉軟件并移除USB電纜。

2.3 一次性可編程設(shè)備評(píng)估與編程

OTP設(shè)備出廠時(shí)未編程，可通過(guò)預(yù)覽模式評(píng)估設(shè)備設(shè)置，之后可在開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)模式下進(jìn)行編程。

• 設(shè)備評(píng)估：連接子卡和主板，確保子卡上有合適的CS2000家族一次性可編程（-OTP）設(shè)備，連接USB并啟動(dòng)軟件，建立連接。若設(shè)備與GUI配置不匹配，可選擇調(diào)整。使用圖形用戶界面定義設(shè)備操作，通過(guò)切換“Mode Select”下拉菜單和按下M2 Low/High按鈕評(píng)估配置，重復(fù)操作直到達(dá)到所需配置，最后將當(dāng)前配置保存到主板微控制器的內(nèi)存中。
• 設(shè)備編程 - 開(kāi)發(fā)模式：可通過(guò)軟件或硬件控制進(jìn)行編程。軟件控制時(shí)，選擇“CDK Controls -> Initiate OTP Sequence...”；硬件控制時(shí)，關(guān)閉軟件，確保設(shè)備處于硬件模式，將DIP開(kāi)關(guān)位置5置于開(kāi)發(fā)模式，按下并按住板載按鈕S1超過(guò)1秒進(jìn)行編程。編程完成后，設(shè)備可在硬件模式下按編程配置運(yùn)行。
• 設(shè)備編程 - 生產(chǎn)模式：軟件編程方式與開(kāi)發(fā)模式相同。硬件控制時(shí)，關(guān)閉軟件，確保設(shè)備處于硬件模式，將DIP開(kāi)關(guān)位置5置于生產(chǎn)模式，按下并按住按鈕S1超過(guò)1秒進(jìn)行編程。編程完成后，設(shè)備將斷電，可移除設(shè)備并插入下一個(gè)空白設(shè)備，重復(fù)操作直到完成所需數(shù)量的編程。

3. 硬件系統(tǒng)概述

3.1 電源供應(yīng)

CDK2000平臺(tái)通過(guò)USB連接器從自供電USB集線器獲取4.75 - 5.25 V的電壓，也可使用其他USB兼容電源。固定電壓調(diào)節(jié)器提供3.3 V電源給微控制器、狀態(tài)LED和部分時(shí)鐘緩沖器，集成的升壓轉(zhuǎn)換器生成7.2 V中間電源，再通過(guò)可調(diào)線性調(diào)節(jié)器為DUT和另一個(gè)時(shí)鐘緩沖器提供3.3 V或6.5 V電源，電壓選擇由微控制器控制。D4指示燈顯示是否應(yīng)用了較高的編程電壓，D3指示燈顯示DUT是否供電，D11指示燈顯示升壓控制器是否過(guò)載。

3.2 子卡接口頭

CS2000家族設(shè)備需通過(guò)子卡連接到主板，子卡插入主板的J1和J8插座，插入時(shí)要確保子卡和主板上的大白色三角形對(duì)齊。J2接口可用于電流測(cè)量，正常操作時(shí)R1通過(guò)短路片短路，移除短路片后可連接電壓表測(cè)量電壓，通過(guò)電壓和R1的電阻值可計(jì)算DUT的電流。

3.3 時(shí)鐘輸入

DUT可能需要REF_CLK和CLK_IN兩個(gè)時(shí)鐘輸入，REF_CLK和CLK_IN的BNC輸入通過(guò)R23和R14進(jìn)行50歐姆終端匹配。CS2000、CS2100和CS2200子系列設(shè)備需要外部REF_CLK，可使用 -XTL、-OSC或 -CLK子卡；CS2300子系列內(nèi)部生成REF_CLK，需使用 -LCO子卡。REF_CLK有多種生成方式，可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)位置1選擇主板上的BNC連接器或板載振蕩器作為REF_CLK源。CLK_IN總是通過(guò)緩沖器和J1接口從BNC連接器（J3）路由到DUT，CS2100和CS2300子系列需要CLK_IN，CS2000子系列可選，CS2200子系列不支持。若不需要對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行緩沖，可通過(guò)移動(dòng)電阻位置繞過(guò)緩沖器。

3.4 時(shí)鐘輸出

DUT支持CLK_OUT和AUX_OUT兩個(gè)輸出，分別通過(guò)輸出緩沖器和BNC連接器（J7和J4）輸出。若不需要對(duì)輸出時(shí)鐘進(jìn)行緩沖，也可通過(guò)移動(dòng)電阻位置繞過(guò)緩沖器。U4 - C和U1 - C用于反轉(zhuǎn)其他功能塊所需的雜項(xiàng)控制信號(hào)。

3.5 微控制器

CDB2000 - MB使用SiLabs? 8051兼容的微控制器，集成了USB PHY，方便與PC互連。微控制器預(yù)編程了自定義固件，可與CDK2000 Configuration Wizard交互，也可在無(wú)PC的獨(dú)立模式下運(yùn)行。當(dāng)主板通過(guò)USB連接到PC且軟件與主板建立通信時(shí)，D8指示燈亮起，表示微控制器處于軟件模式。微控制器通過(guò)各種邏輯信號(hào)與板上其他模塊接口，接收按鈕和DIP開(kāi)關(guān)的輸入，生成控制和狀態(tài)信號(hào)。

3.6 DUT軟件模式控制

在軟件模式下，DUT通過(guò)I2C與微控制器通信，I2C時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線分別通過(guò)Q5/Q7和Q8/Q4路由，當(dāng)DUT.SW/HW為高電平時(shí)，這些開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，D10指示燈亮起表示DUT處于軟件模式。DUT軟件模式與微控制器的軟件或硬件模式無(wú)關(guān)，DUT檢測(cè)到控制端口上的有效I2C事務(wù)時(shí)自動(dòng)進(jìn)入軟件模式，需復(fù)位才能進(jìn)入硬件模式。

3.7 硬件模式控制

當(dāng)DUT處于硬件模式時(shí)，其操作狀態(tài)由三個(gè)模式引腳（M2:0）決定。此時(shí)，DIP開(kāi)關(guān)位置2、3和4直接連接到模式引腳，當(dāng)DIP開(kāi)關(guān)處于低位時(shí)，對(duì)應(yīng)的模式引腳為邏輯0；處于高位時(shí)，通過(guò)上拉電阻為邏輯1，D9指示燈亮起表示DUT處于硬件模式。

4. 硬件使用與操作

4.1 一般注意事項(xiàng)

• 電源供應(yīng)：CDK2000平臺(tái)和DUT需要USB連接供電。若在軟件模式下使用，需連接到PC；若不需要軟件模式，可使用其他USB電源，適用于僅在硬件模式下操作的DUT或生產(chǎn)環(huán)境。
• 輸入和輸出時(shí)鐘：按要求連接輸入時(shí)鐘源，使用DIP開(kāi)關(guān)位置1切換REF_CLK源。若REF_CLK由子卡本地生成，將DIP開(kāi)關(guān)位置1置于打開(kāi)（BNC）位置并斷開(kāi)J6的外部時(shí)鐘源，以減少時(shí)鐘干擾。觀察J7和J4上的時(shí)鐘輸出。
• 按鈕操作：在硬件模式下，短暫按下板載按鈕S1可切換DUT電源，D3指示燈顯示DUT的供電狀態(tài)；若DUT已供電，連續(xù)兩次短暫按下S1可復(fù)位DUT；按住S1超過(guò)1秒可啟動(dòng)編程序列。在軟件模式下，這些操作需通過(guò)軟件界面進(jìn)行，按鈕操作無(wú)效。

4.2 預(yù)編程設(shè)備

完全預(yù)編程的DUT只能在硬件模式下操作，使用DIP開(kāi)關(guān)位置2、3和4為DUT的M2:0引腳施加所需的邏輯電平，D9指示燈顯示DUT處于硬件模式。

4.3 控制端口設(shè)備（-CP）

控制端口設(shè)備只能在軟件模式下操作，使用運(yùn)行CDK2000 Configuration Wizard軟件的PC實(shí)時(shí)調(diào)整所有功能參數(shù)，D10指示燈顯示DUT處于軟件模式。

4.4 一次性可編程設(shè)備（-OTP）

OTP設(shè)備在編程前處于預(yù)覽模式，編程后可在預(yù)覽或硬件模式下操作。在預(yù)覽模式下，使用運(yùn)行CS2000 Family Configuration Wizard的PC實(shí)時(shí)調(diào)整模態(tài)和全局參數(shù)；在硬件模式下操作可參考預(yù)編程設(shè)備的操作方法。

• 編程 -OTP設(shè)備：首先通過(guò)配置向?qū)⑴渲梦募鬏數(shù)轿⒖刂破?，配置文件上傳后存?chǔ)在閃存中，即使斷電也會(huì)保留，可使用該配置文件對(duì)多個(gè)DUT進(jìn)行編程。
• 開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)模式：通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)位置5選擇開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)模式。開(kāi)發(fā)模式下，若出現(xiàn)配置文件與DUT預(yù)編程OTP內(nèi)容不匹配的情況，編程序列將繼續(xù)，僅在結(jié)束時(shí)標(biāo)記警告；生產(chǎn)模式下，若出現(xiàn)不匹配情況，編程序列將立即終止并標(biāo)記錯(cuò)誤。開(kāi)發(fā)模式下編程結(jié)束后，DUT將復(fù)位并保持通電狀態(tài)；生產(chǎn)模式下編程結(jié)束后，DUT將斷電，以便更換設(shè)備。
• 編程序列執(zhí)行和結(jié)果代碼：下載配置文件并配置好開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)模式后，可通過(guò)按鈕（S1）或主機(jī)軟件啟動(dòng)編程序列。編程過(guò)程中，D5指示燈亮起，D3、D4、D9和D10指示燈會(huì)根據(jù)編程步驟反復(fù)開(kāi)關(guān)。編程結(jié)束后，D5、D6和D7指示燈顯示結(jié)果代碼，不同的結(jié)果代碼代表不同的編程狀態(tài)，如成功、警告、錯(cuò)誤等。

5. 用戶界面元素概述

文檔提供了用戶界面元素的快速參考表和DIP開(kāi)關(guān)位置表，方便用戶了解各指示燈、接口和開(kāi)關(guān)的功能和作用。指示燈可顯示REF_CLK源、DUT的供電和編程狀態(tài)、微控制器和DUT的操作模式等信息；接口用于連接子卡、測(cè)量電流、輸入和輸出時(shí)鐘等；DIP開(kāi)關(guān)可選擇REF_CLK源、DUT的模式引腳電平、編程模式等。

6. 訂購(gòu)信息

文檔提供了兩款開(kāi)發(fā)套件的訂購(gòu)信息，包括CDK2000 - CLK原型套件和CDK2000 - LCO原型套件，分別適用于CS2000 - CP和CS2300 - CP設(shè)備的評(píng)估和原型設(shè)計(jì)，每個(gè)套件包含主板和相應(yīng)的子卡。

CDK2000時(shí)鐘設(shè)備開(kāi)發(fā)平臺(tái)為CS2000家族設(shè)備的開(kāi)發(fā)和編程提供了全面、靈活的解決方案，無(wú)論是在原型設(shè)計(jì)、性能評(píng)估還是生產(chǎn)編程方面，都能滿足工程師的需求。你在使用CDK2000平臺(tái)時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。