探索CIRRUS LOGIC CDB5460AU評(píng)估板：硬件與軟件的深度剖析

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估板是驗(yàn)證和測試芯片性能的重要工具。今天，我們就來深入了解一下CIRRUS LOGIC的CDB5460AU評(píng)估板，看看它在評(píng)估CS5460A功率測量IC時(shí)展現(xiàn)出的強(qiáng)大功能。

文件下載：CDB5460AU.pdf

硬件剖析

評(píng)估板概述

CDB5460AU評(píng)估板為評(píng)估CS5460A功率測量IC提供了便捷的途徑。它由單一的 +5V 電源供電，通過USB接口將CS5460A與PC相連。評(píng)估板主要分為模擬和數(shù)字兩個(gè)部分，模擬部分包含CS5460A和精密電壓參考，數(shù)字部分則由C8051F320微控制器、EEPROM、硬件測試開關(guān)、復(fù)位電路和USB接口組成。此外，評(píng)估板還具備用戶友好的電源連接。

模擬部分

評(píng)估板通過螺絲型端子（J23、J27）將輸入信號(hào)連接到電壓和電流通道，每個(gè)通道輸入處的簡單RC網(wǎng)絡(luò)提供了抗混疊濾波功能。對(duì)于CS5460A的VREFIN，評(píng)估板提供了三種電壓參考選項(xiàng)：CS5460A的VREFOUT、板載 +2.5V 參考和外部REF+（螺絲端子J14）。用戶可以通過跳線J25和J12來選擇不同的參考源。同時(shí)，電壓（VIN±）和電流（IIN±）通道輸入也有三種信號(hào)選項(xiàng)：外部信號(hào)、GND或VREF，可通過跳線J17、J22、J24和J26進(jìn)行選擇。

數(shù)字部分

數(shù)字部分包含微控制器、USB接口、JTAG頭、復(fù)位電路和外部接口頭（J40）。微控制器將CS5460A的SPI?與USB連接到PC，使GUI軟件能夠訪問CS5460A的所有寄存器和功能。接口頭J40可用于將CDB5460AU連接到外部能量注冊(cè)設(shè)備或外部微控制器。能量輸出引腳EOUT、EDIR連接到LED（E1、E2），方便直觀檢查能量輸出脈沖。模式引腳也連接到LED，指示CS5460A是否處于自動(dòng)啟動(dòng)模式。

電源供應(yīng)部分

評(píng)估板的電源供應(yīng)連接通過多個(gè)綁定柱實(shí)現(xiàn)。+5V綁定柱（J3）為CS5460A提供正模擬電源（VA+）和板載 +2.5V 參考；VD+_EXT綁定柱（J5）為CS5460A的數(shù)字部分（VD+）和電平轉(zhuǎn)換器供電；Vu+_EXT（J6）綁定柱為8051微控制器（8051_REGIN）提供正電源。跳線J8和J9可用于選擇不同的電源來源。

自動(dòng)啟動(dòng)模式

當(dāng)跳線J18連接時(shí)，CS5460A進(jìn)入自動(dòng)啟動(dòng)模式，CDB5460AU板可作為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行，無需連接到PC。在自動(dòng)啟動(dòng)模式下，硬件復(fù)位（按下S1）將使CS5460A使用板上串行EEPROM（U10）的串行數(shù)據(jù)啟動(dòng)。需要注意的是，在自動(dòng)啟動(dòng)模式下，微控制器與CS5460A之間的SPIM連接將被移除，GUI軟件無法訪問CS5460A的寄存器和功能。EEPROM必須在自動(dòng)啟動(dòng)序列之前進(jìn)行編程，出廠時(shí)，EEPROM已編程了特定的CS5460A命令/數(shù)據(jù)序列，使CS5460A進(jìn)入連續(xù)轉(zhuǎn)換模式。

軟件解析

軟件安裝與使用

評(píng)估板配備了軟件和USB電纜，可將評(píng)估板連接到PC。評(píng)估軟件基于LabWindows?/CVI?開發(fā)，可從Cirrus Logic網(wǎng)站（http://www.cirrus.com/industrialsoftware）下載，適用于Windows? 2000或Windows XP系統(tǒng)。安裝軟件時(shí)，需參考應(yīng)用筆記AN278。在使用軟件前，需檢查CDB5460AU評(píng)估板上的所有跳線設(shè)置，并使用提供的電纜將板連接到PC的開放USB端口。

軟件界面與功能

啟動(dòng)窗口

軟件啟動(dòng)時(shí)會(huì)顯示啟動(dòng)窗口，包含軟件標(biāo)題、版本號(hào)、版權(quán)日期等信息。窗口頂部的菜單欄有三個(gè)選項(xiàng)：菜單、設(shè)置和退出。初始時(shí)，菜單選項(xiàng)不可用，建立數(shù)據(jù)源鏈接后，菜單選項(xiàng)將變?yōu)榭捎谩?/p>

設(shè)置菜單

設(shè)置菜單允許用戶建立與CDB5460AU板的USB通信連接，或選擇先前保存的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行進(jìn)一步分析。選擇USB選項(xiàng)時(shí)，軟件將輪詢CDB5460AU，驗(yàn)證串行通信鏈接是否就緒。若通信失敗，將顯示錯(cuò)誤消息，提示檢查USB連接和電源，并重置板后重新設(shè)置。選擇“從磁盤獲取數(shù)據(jù)”選項(xiàng)時(shí)，將出現(xiàn)文件選擇窗口，用戶可選擇預(yù)保存的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行時(shí)域、FFT和直方圖分析。

菜單下拉選項(xiàng)

除啟動(dòng)窗口外，菜單下拉提供7個(gè)選項(xiàng)：設(shè)置窗口、校準(zhǔn)窗口、轉(zhuǎn)換窗口、脈沖率窗口、數(shù)據(jù)收集窗口、EEPROM窗口和調(diào)試窗口。每個(gè)窗口都可用于評(píng)估CS5460A的不同功能和性能，且每個(gè)選項(xiàng)都有對(duì)應(yīng)的功能鍵。

設(shè)置窗口

設(shè)置窗口可訪問CS5460A的內(nèi)部寄存器，所有寄存器以十六進(jìn)制顯示并解碼，方便讀取。用戶可通過“刷新屏幕”按鈕更新屏幕內(nèi)容，“重置DUT”按鈕可對(duì)CS5460A進(jìn)行硬件復(fù)位。在設(shè)置窗口中，還需輸入CS5460A使用的晶體頻率，以確保FFT窗口中的頻率計(jì)算準(zhǔn)確。用戶可修改配置寄存器、掩碼寄存器/狀態(tài)寄存器、周期計(jì)數(shù)/脈沖率/時(shí)基寄存器和控制寄存器的值，但某些位的更改可能導(dǎo)致軟件和板行為異常。

校準(zhǔn)窗口

校準(zhǔn)窗口用于顯示和寫入CS5460A的偏移和增益校準(zhǔn)寄存器，用戶可啟動(dòng)CS5460A的校準(zhǔn)序列，進(jìn)行AC和DC偏移及增益校準(zhǔn)。校準(zhǔn)前，建議對(duì)CS5460A進(jìn)行軟件復(fù)位，將寄存器重置為默認(rèn)值。偏移校準(zhǔn)應(yīng)在增益校準(zhǔn)之前進(jìn)行，以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

轉(zhuǎn)換窗口

轉(zhuǎn)換窗口可讓用戶查看單次和連續(xù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)平均，并利用CS5460A的節(jié)能模式。用戶可通過“單次轉(zhuǎn)換”按鈕進(jìn)行單次轉(zhuǎn)換，“連續(xù)轉(zhuǎn)換”按鈕進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)換，“待機(jī)/睡眠模式”按鈕使CS5460A進(jìn)入節(jié)能模式，“上電”按鈕使CS5460A返回正常模式。還可將轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)寫入 .txt 文件進(jìn)行后續(xù)分析或打印。

脈沖率輸出窗口

CS5460A具有脈沖率能量輸出功能，脈沖率輸出窗口可展示該功能。用戶可設(shè)置積分時(shí)間和平均周期數(shù)，按下“開始”按鈕后，CDB5460AU將根據(jù)設(shè)置捕獲脈沖率數(shù)據(jù)。由于板載微控制器的速度限制，某些較高的脈沖率可能無法準(zhǔn)確收集。

數(shù)據(jù)收集窗口

數(shù)據(jù)收集窗口允許用戶從CS5460A收集數(shù)據(jù)樣本集，并使用時(shí)域、FFT和直方圖繪圖進(jìn)行分析。用戶可通過“配置”按鈕設(shè)置數(shù)據(jù)收集和分析參數(shù)，“收集”按鈕開始收集數(shù)據(jù)，“輸出”按鈕將收集的數(shù)據(jù)輸出到文件或打印，“縮放”按鈕可對(duì)繪圖進(jìn)行縮放，“通道選擇”按鈕可選擇顯示的通道。

EEPROM窗口

CDB5460AU具有“自動(dòng)啟動(dòng)”演示功能，使用板載串行EEPROM，GUI軟件提供EEPROM窗口用于讀寫串行EEPROM。用戶可定義要讀寫的字節(jié)數(shù)，通過“讀取”和“寫入”按鈕進(jìn)行操作。

調(diào)試面板

調(diào)試面板提供了直接訪問CS5460A寄存器和發(fā)送命令的方式，用戶可參考CS5460A數(shù)據(jù)手冊(cè)了解詳細(xì)的命令和寄存器信息。

總結(jié)

CIRRUS LOGIC的CDB5460AU評(píng)估板為評(píng)估CS5460A功率測量IC提供了全面而強(qiáng)大的解決方案。其硬件設(shè)計(jì)合理，各部分功能明確，軟件功能豐富，能夠滿足工程師對(duì)CS5460A性能評(píng)估的各種需求。無論是對(duì)硬件還是軟件的深入理解，都有助于工程師更好地利用這個(gè)評(píng)估板進(jìn)行芯片測試和開發(fā)。你在使用類似評(píng)估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。