硬件设计指导

前 言

本文档主要介绍 MYZR_T536-MB的底板硬件接口资源以及设计注意事项等内容。
T536MX-CXX/T536MX-CEN2 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。

1 电源

底板由 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。
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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。

(1)输入级电源保护电路设计,如下图所示。

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VDD_12V_MAIN 通过不同电源芯片转为核心板及底板外设的供电。 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_SO M) -> 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(AF 27/RESETn/PU/1V8),如下图所示。
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1.1 核心板电源

VDD_12V_MAIN 通过 silergy(矽力杰) 的SY8113BADC DCDC电源芯片产生一路 5V 电源,用于 SOM-TLT536 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3A。该电源使能由输入VDD_12V_MAIN 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 F2。

(1)VDD_5V_SOM 电源设计

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注意: 为保证核心板长期稳定可靠工作,请按我司提供的工作电压典型值(5.0V)要求为核心板供电。

1.2 底板外设电源

VDD_12V_MAIN 通过 4 个 silergy(矽力杰) 的SY8113BADC DCDC电源芯片产生4路评估底板外设电源,网络名分别为: VDD_5V_MAIN、 VDD_3V3_MAIN、 VDD_3V3_PCIE、VDD_1V8_MAIN,最大电流供给能力为 3A。4 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。

(1)VDD_5V_MAIN 电源设计

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(2)VDD_3V3_MAIN 电源设计

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(3)VDD_3V3_PCIE 电源设计

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(4)VDD_1V8_MAIN 电源设计

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设计注意事项:

核心板提供的 VDD_3V3_SOM_OUT 电源输出,供电能力≤500mA,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 BOOT SET、 Micro SD、看门狗等电路),请勿用于其他外设的供电。

1.3 隔离电源

VDD_5V_MAIN 通过金升阳科技(MORNSUN)的 B0505S-1WR3L 隔离电源模块产生一路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_ISO1 和 VDD_5V_IS O2,最大电流供给能力为 200mA,可提供 3000V DC 的直流隔离能力。

(1) VDD_5V_ISO1 电源设计

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(2)VDD_5V_ISO2 电源设计

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设计注意事项:

(1) 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。
(2) 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。
(3) 核心板供电请参考我司评估底板电源电路设计, 注意核心板供电为 5.0V。
(4) 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,请在靠近核心板LGA焊盘位置放置总容值为 50uF 左右的储能电容。
(5) 为使 VDD_5V_MAIN、 VDD_3V3_MAIN、 VDD_3V3_PCIE 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_MA IN、 VDD_3V3_MAIN、 VDD_3V3_PCIE 和 VDD_1V8_MAIN 的电源使能,使评估底板 V DD_5V_MAIN、 VDD_3V3_MAIN、 VDD_3V3_PEIE 和 VDD_1V8_MAIN 电源在 VDD_3V3 _SOM_OUT 之后、在 AF27/RESETn/PU/1V8 复位信号之前上电(详情见评估底板推荐上电时序)。

2 系统启动说明

系统上电后,由 CPU 内部 BootRom 的引导代码依次从 SD 卡、 eMMC FLASH 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。
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设计注意事项:

(1) K28/BOOT-SEL/PU/1V8 为启动配置引脚, 在核心板板已接 10K 电阻上拉至 1.8V 电源,已接 3.9K 电阻下拉到地,启动方式默认顺序为 SD 卡、 eMMC FLASH。
(2) 当 KEY3 按键按下,并将评估板重新上电,此时 AD21/FEL/PU/3V3 引脚输入为低电平, CPU 将进入 Mandatory Update Process 模式,可通过 USB2.0 DRD 接口进行固件升级。

3 LED

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~LED4,采用贴片封装。

3.1 电源指示灯

(1)底板板电源指示灯电路设计

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3.2 用户可编程指示灯

底板提供 2 个用户可编程指示灯 LED2 和 LED3,高电平点亮,颜色为绿色,通过CPU 的 PA7、 PJ19 引脚控制。

(1)底板板电源指示灯电路设计

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3.3 模块状态指示灯

(1) 4G/5G 模块状态指示灯电路设计

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4 KEY

底板包含1个系统复位按键RESETn(KEY1), 1个PMIC开关机按键PWRON(KEY2), 1 个 FEL 按键 FEL(KEY3)、 2 个用户输入按键 USER1(KEY4)、 USER2(KEY5)。

4.1 RESETn 复位按键

KEY1 为底板 RESETn 复位按键,控制 CPU 和 PMIC 的复位引脚。

(1) RESETn 按键电路设计

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设计注意事项:

(1) AF27/RESETn/PU/1V8 为核心板的复位输入引脚, 核心板内部已上拉 10K 电阻,默认情况请悬空处理,以避免影响上电时序。

4.2 PWRON 按键

KEY2 为 PMIC 开关机按键,按键状态通过 PWRON 引脚输入至 PMIC。

(1) PWRON 按键电路设计

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设计注意事项:

(1) PWRON 为 PMIC 的开关机控制引脚, 在 PMIC 内部已上拉,默认情况请悬空处理。
PWRON 按键电路设计

4.3 FEL 按键

KEY3 为 FEL 按键,系统重新上电时,若检测到 AD21/FEL/PU/3V3 信号为低电平, CP U 将进入 Mandatory Update Process 模式, 可通过 USB2.0 DRD 接口进行固件升级。

(1)FEL 按键电路设计

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4.4 用户输入按键

KEY4(USER1), KEY5(USER2)为用户输入按键, KEY4 按键状态通过 GPADC2_0 引脚输入至 CPU, KEY5 按键状态通过 PA9 引脚输入至 CPU。

(1)用户输入按键电路设计

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设计注意事项:

(1) L27/GPADC2-0/KEY1/1V8 的电压输入范围为 0~1.8V,评估底板可通过分压电阻将输入电压控制在 0~1.8V 之间。由于 L27/GPADC2-0/KEY1/1V8 信号在核心板内部未预留上拉电阻,因此默认情况下请为该信号提供 10K 上拉电阻。

5 串口

底板板载 13 路串口, CON5 为 USB TO UART0 调试串口, CON9 为 RS232 S-UA RT1 串口, CON10 为 RS232 UART6 串口, J20 含有 RS485 UART1、 RS485 UART2、 RS485 UART3、 RS485 UART4、 RS485 UART9 和 RS485 UART11 串口。 CON29 为 TTL S-UART0 串口并与 WiFi/BT 模块复用, CON28 为 TTL UART5 串口, CON30 为 TTL UART12 串口并与 E XPORT1 复用, CON31 为 TTL UART7 串口并与 EXPORT1 复用。

5.1 USB TO UART0 串口

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UART_VBUS)外部供电。

(1)USB TO UART0 电路设计

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设计注意事项:

(1) 底板设计时, 建议采用 RS0102YVS8(U7)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。
(2) 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。
(3) 注意 USB 信号需做 90ohm 差分阻抗匹配。
(4) 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。
(5) 底板设计时, 建议在 AG26/UART0-RX/Debug/3V3 网络添加 2.2K 电阻上拉至VDD_3V3_MAIN, 以避免调试串口 RX 端在底板上电时电平不稳定,误入 U-Boot 模式。

5.2 RS232 UART6/S-UART1 串口

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UART6 和 S-UART1 各引出一路 RS232 串口,使用 DB9 连接器(CON9 和 CON10) 。SIT3232EEUE 符合 TIA/EIA-232 标准,速率可高达到 120Kbps。

(1)RS232 UART6 串口电路设计

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(2)RS232 S-UART1 串口电路设计

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5.3 RS485 UART1/UART2/UART3/UART4/UART9/UART11 串口

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 UART1、 UART2、 UART3、 UART4、 UART9 和 UART11 引出六路 RS485 串口。六路 RS485 串口使用 2x 9pin 规格绿色连接器(J20),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。

(1)RS485串口电路设计

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设计注意事项:

(1) 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。
(2) 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 RS4 85 总线供电范围。(3) 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。

5.4 TTL UART5/S-UART0/UART7/UART12 串口

UART5、S-UART0、UART7 和 UART12 分别通过 4pin 规格、2.54mm 间距白色排针端子,直接引出 TTL 电平测试引脚。

注意:

(1) TTL S-UART0 与 WiFi/BT 模块(U56)存在复用,两个功能不可同时使用, 如需使用WiFi 蓝牙功能时, CON29 的第 3 和第 4 针脚不能用跳线帽连接或引出连接到其他串口设备。
(2) TTL UART7 和 TTL UART12 与 EXPORT1 接口的 Local Bus 总线存在复用, 如需使用 Local Bus 总线功能时, CON30 和 CON31 的第 3 和第 4 针脚不能用跳线帽连接或引出连接到其他串口设备。

TTL UART5/S-UART0TTL UART7/UART12 串口电路设计

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6 CAN-FD 接口

底板采用纳芯微电子(NOVOSENSE)的双通道数字隔离 CAN 收发器 NSI1042-DSWV R 方案,引出四路 CAN-FD 接口。 四路 CAN-FD 接口使用 2x 6pin 规格绿色连接器(J14),间距为 3.81mm。NSI1042-DSWVR 符合 ISO11898-2 标准,支持 5kVrms 绝缘耐受电压和 150kVrus 共模瞬变抗扰度,总线共模工作范围: -30V~+30V, 最高通信速率可达 5Mbps。
备注: CPU 的 CAN 控制器 IP 设计可达 10Mbps,而 CAN 收发器最高通信速率为 5Mbps,因此评估板最高支持 5Mbps 通信速率。

(1)CAN-FD 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) NSI1042-DSWVR 为隔离 CAN 收发器。 其中 VCC1(pin1)和 GND1(pin4)为逻辑侧端口的供电, VCC2(pin8)和 GND2(pin5)为总线侧端口的供电。 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。建议参考我司使用隔离电源给 VCC2 供电。
(2) VCC1 提供 2.5V~5.5V 的宽 IO 供电范围, VCC2 提供 4.5V~5.5V 的 CAN 总线侧供电范围。
(3) CANH(pin7)和 CANL(pin6)与绿色端子连接器之间的走线,需按差分信号进行走线。
(4) CANH(pin7)和 CANL(pin6)应并联一个精度为 1%的终端匹配电阻(R128、 R130、 R135、R136)。终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定,一般为 120ohm。
(5) 建议参考评估底板使用的 ESD 器件型号 PESD2CANFD24V-K,或使用其他电容值小于或等于 15pF 的 ESD 器件,且共模电压值至少需要支持+/-12V。

7 Micro SD 接口

底板通过 SDC0 总线(4bit 数据线)引出一路 Micro SD 接口,采用规格为外壳带压片的外焊式 Micro SD 连接器(CON7)。

(1)Micro SD 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) 底板设计时, 需将 Micro SD 座子外壳的 SHIELD[1:4]引脚连接至数字地,在 Micro SD 卡插入后, C/D 引脚的弹片与外壳接触,使 C/D 引脚接地为低电平,系统判断有Micro SD 卡插入。
(2) 建议使用核心板的输出电源 VDD_3V3_SOM_OUT 给 Micro SD(CON7)供电。不建议使用 VDD_3V3_MAIN 供电,否则将可能因该电源存在供电延迟,导致系统无法正确读取到 Micro SD 卡设备而启动失败。
(3) SDC0 总线时钟频率最大为 200MHz,建议 D0~D3 信号相对 CLK 等长控制<50mil,单端 50ohm,核心板信号走线长度请查阅我司核心板硬件说明书。

8 外部 RTC

底板采用华冠半导体(HGSEMi)的串行实时时钟芯片 DS1307ZM/TR(U11),拓展外部 RTC 功能。 CON6 为外部 RTC 电路的 CR2032 规格纽扣电池安装座,可适配纽扣电池ML2032(3V 可充)、 CR2032(3V 不可充)。使用 ML2032 电池时,可将跳线帽插入 2pin排针 J2 实现充电。使用 CR2032 电池时,请勿将跳线帽插入 J2。

(1)外部 RTC 电路设计

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设计注意事项:

(1) 核心板通过 TWI2 总线与 DS1307ZM/TR 进行通信,核心板内部未在 TWI2 总线设计上拉电阻至 3.3V 电源,使用 E19/TWI2-SCK/3V3 和 E15/TWI2-SDA/3V3 作为 TWI2 功能时需设计外部上拉电阻至 3.3V 电源。(2) U11 可选用 DS1307ZM/TR 和 DS1340Z-33+。若设计选贴 DS1340Z-33+时,需将 FB 3 实贴, FB2 空贴,并使用 VDD_3V3_MAIN 进行供电。

9 外部 Watchdog

底板采用圣邦微(SGMICRO)的外部硬件看门狗芯片 SGM820B-3.0XTDB8G/TR(U10),拓展外部 Watchdog 功能。 J1 为 Watchdog 功能配置接口,采用 2.54mm 间距、 3pin 排针方式,可通过跳线帽配置使能 Watchdog 功能。 硬件上可通过调整 C66 电容容值配置 Wa tchdog 超时时长。
注意: 当核心板 PMIC 进入保护或休眠时,底板的 VDD_3V3_MAIN 电源掉电将导致看门狗失效。

(1)外部 Watchdog 电路设计

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设计注意事项:

(1) 底板设计时,看门狗的复位输出引脚 pin7 应连接至复位信号 AF27/RESETn/PU/1V8。
(2) 由于 AF27/RESETn/PU/1V8 的电平为 1.8V, SGM820B-3.0XTDB8G/TR 为 3.3V 供电,因此为了防止复位引脚过压,使用二极管进行连接。
(3) 建议预留排针的方式配置使能 Watchdog 功能, 否则在 Watchdog 工作状态时进行 USB 烧写, 会出现未及时使能 Watchdog 功能使系统复位,最终影响 USB 烧写的情况 。

10 FAN 供电接口

J3 为散热器风扇(FAN)电源接口,采用 3pin 排针端子方式, 12V 供电,间距为 2.54mm。

(1)FAN 供电接口电路设计

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11 AUDIO 接口

底板采用顺芯半导体(EVEREST-SEMI)公司的 ES8388 音频编解码器,引出 MIC IN (与原生的 LINEOUT 共用 CON18 接口) 音频接口,均采用 3.5mm 音频插座。CPU 通过 I2S2 总线与 ES8388 进行通信,采用 TWI3 进行配置,地址为 0x11。

(1)AUDIO 接口电路设计

A. LINE OUT

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B. MIC IN

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设计注意事项:

(1) HP OUT/MIC IN 音频座子检测到耳机插入时, HP_DET_L 信号为高电平, 若未检测到耳机插入时, HP_DET_L 信号为低电平。
(2) 核心板通过 TWI3 总线与 ES8388 进行通信,核心板内部未在 TWI3 总线设计上拉电阻至 3.3V 电源,使用 G7/TWI3-SCK/3V3 和 F7/TWI3-SDA/3V3 作为 TWI3 功能时需设计外部上拉电阻至 3.3V 电源。

12 LVDS OUT 接口

CON19 为双路 16bit LVDS OUT 接口,采用 2x 15pin 排针,间距为 2.0mm, 包含 LVDS信号及供电电源。 CON20 为 BACK LIGHT 背光控制接口,采用 6pin 白色端子座,间距为2.0mm。J10 为 RES TS 电阻触摸屏接口,采用 4pin 排针,间距为 2.54mm。J11 为 CAP TS(LVDS)电容触摸屏接口,采用 6pin FFC 连接器,间距为 0.5mm,核心板使用 TWI2 总线与其连接实现通信。

(1)LVDS OUT 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) LVDS 支持配置为两个 Single-link 模式实现同显,单独使用一个 LVDS 为 Single-link模式时需使用 LVDS0。
(2) 建议 LVDS 差分对内等长小于 5mil,对间等长要求小于 30mil,差分阻抗控制100ohm。

13 MIPI DSI 接口

CON21 为 MIPI DSI 接口,采用 30pin FFC 连接器,间距为 0.5mm。
注意: 需要设计者,另外设计MIPI 转接板。

(1)MIPI DSI 接口电路设计

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设计MIPI 转接板注意事项:

(1) 为确保 CAP TS(MIPI)的 nINT 引脚功能正常,请添加 100K 上拉电阻。
(2) 如需将 CAP TS(MIPI)的 nINT 引脚替换为其他的 GPIO, 需使用支持中断功能的 GPIO引脚(所有 GPIO 都支持 CPU 中断功能)。
(3) 由于 MIPI DSI 接口与 LVDS OUT、 HDMI OUT 接口的信号存在复用关系,同时它们的电容触摸屏接口也存在共用信号,因此 MIPI DSI、 LVDS OUT 和 HDMI OUT 接口仅能同时使用其中一个。
(4)建议 DSI 差分信号对内等长<5mil,对间等长<30mil,差分阻抗 100ohm。

14 HDMI OUT 接口

底板采用帝奥微电子(Dioo)的十通道双掷 MIPI 开关 DIO1647WL36(U63)和龙讯半导体(Lontium)的视频信号转换芯片 LT8912B(U64)方案,通过 MIPI DSI 总线拓展引出 HDM I OUT(CON22)接口,采用标准 19pin HDMI 连接器。
LT8912B 采用 1.8V 供电,符合 HDMI1.4,支持 1080P HDMI 输出,支持 7 位自动或手动输出摆幅校准和支持热插头检测等功能。
DIO1647WL36 是一款 10 通道(4 对数据差分对和 1 对时钟差分对)的差分 MIPI 双掷开关芯片,速率高达 3.5Gbps,供电电压范围 1.65V~5V。

(1)HDMI OUT 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) 由于 HDMI OUT 信号由 MIPI DSI 信号通过 LT8912B 芯片转换引出,同时 MIPI DSI 接口与 LVDS OUT 接口的信号存在复用关系,并且其电容触摸屏接口也存在共用信号,因此 MIPI DSI、 LVDS OUT、 HDMI OUT 接口仅能同时使用其中一个。
(2) E15/TWI2-SDA/3V3 和 E19/TWI2-SCL/3V3 的 IO 电平为 3.3V,需转换为 1.8V 电平后再连接至 LT8912B 芯片。
(3) HDMI 座的 HPLG 信号需通过 NPN 三极管电平转换输出 1.8V 信号连接至 LT8912B芯片。当外部设备接入时,会将此信号拉高。
(4) 为防止核心板掉电时,屏幕通过 HDMI 接口馈电,需参考评估底板电路添加二极管(D27)器件。
(5) 建议 HDMI 差分对内等长小于 5mil,对间等长要求小于 100mil,差分阻抗控制 100ohm。

15 USB 接口

底板引出三路 USB 接口。CON11 为 USB2.0 HOST 接口,采用双层 Type-A 连接器; CON12 为 USB2.0 DRD 接口,采用 Type-C 连接器。

15.1 USB2.0 HOST 接口

底板采用沁恒微电子(WCH)的四端口 USB2.0 HUB 控制器芯片 CH334H(U37 和 U 38),将 USB1 总线通过二级 USB HUB 进行四路信号拓展,将其中两路引出至 USB2.0 H OST 接口(CON11)。CH334H 芯片符合 USB2.0 协议规范,上行端口支持 USB2.0 高速和全速,下行端口支持 USB2.0 高速 480Mbps,全速 12Mbps 和低速 1.5Mbps。

(1)USB2.0 HOST 接口电路设计

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15.2 USB2.0 DRD 接口

底板通过 USB0 总线引出 USB0-DP 和 USB0-DM 信号,作为 USB2.0 DRD 使用, CON12 为 USB2.0 DRD 接口,采用 16pin Type-C 母座。评估底板采用电阻(R466)加二极管(D16)方案对 USB0-ID 信号电平的变化进行检测,可实现切换 HOST 和 DEVICE 功能, 同时预留韦尔半导体(WILLSEMI)的 Type-C 控制芯片 WUS B3801Q-12/TR 的方案电路,以实现 OTG 通信角色的检测功能。

(1)USB2.0 DRD 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) USB 信号最大速率为 480Mbps,差分建议对内等长<5mil,差分阻抗 90Ω。
(2) 若 U42 的 INT_N/OUT3 引脚需分配使用其他 GPIO,请使用 CPU 支持中断功能的 G PIO 引脚(所有 GPIO 都支持 CPU 中断功能)。
(3) 电阻(R466)加二极管(D16)方案中当接入 DEVICE 设备时, CC1 和 CC2 信号被下拉至GND,二极管(D16)导通, AB27/PL9/USB0-ID/3V3 信号为低电平,则评估板切换为 HO ST 功能;当与 PC 机连接时, CC1 和 CC2 信号被上拉至 5V 电源,二极管(D16)不导通, AB27/PL9/USB0-ID/3V3 信号为高电平,则评估板切换为 DEVICE 功能。当两个评估板对接时, AB27/PL9/USB0-ID/3V3 信号电平不能实现自动切换,只可手动配置两底个板的角色。
(4) WUSB3801Q-12/TR 芯片方案中 Type-C 连接器的 CC1 和 CC2 状态通过该芯片内部状态机自动检测并在寄存器映射中更新,若检测到 CC 通道是作为 SRC 或 DRP 时,该芯片的 ID 引脚则输出低电平。若两个评估板对接时,需手动配置其中一个评估板的角色,才可使另外一个评估板自动切换角色。

16 Ethernet 接口

板底板共引出 4 个网口,包含 2 个 ETH RGMII 千兆网口和 2 个 ETH USB 百兆网口。 CPU 的内部集成 2 个 GMAC 控制器,支持 2 路原生 RGMII 千兆网口。

16.1 ETH1 RGMII/ETH2 RGMII 千兆网口

底板通过国产厂家裕太微电子(Motorcomm)公司的 YT8531H-CA 集成以太网收发器方案,提供 2 路 10/100/1000Mbps 自适应以太网。两路 Ethernet 均采用内置隔离变压器的千兆 RJ45 插座, 均使用独立的 RGMII 总线、 MDIO 总线实现 PHY 通信以及配置。其中, ETH1 RGMII(CON16)由 GMAC0 总线控制, ETH2 RGMII(CON15)由 GMAC1 总线控制。
YT8531H-CA 符合 10BASE-Te、 100BASE-TX 和 1000BASE-T IEEE 802.3 标准,提供交叉检测、自动校正、极性校正和自适应均衡等功能。

(1)ETH1 RGMII 接口电路设计

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(2)ETH2 RGMII 接口电路设计

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设计注意事项:

(1) 由于 ETH1 RGMII/ETH2 RGMII 的引脚电平为 3.3V,因此需将 YT8531H-CA 的 CFG _LDO[1:0]配置 00,将 PHY 芯片电平配置为 3.3V, 并使用外部 3.3V 供电输入至 DVDD _RGMII(YT8531H-CA 芯片的 pin28)。
(2) XTAL_I、XTAL_O 引脚接入 25MHz 无源晶振。如需使用 25MHz 有源晶振,可从 XTAL_I引脚接入,并将 XTAL_O 引脚悬空处理。
(3) 评估底板采用的 YT8531H-CA 方案,使用了内部产生的 1.1V 电压(ETH0_1V1_ETH0L、ETH0_1V1_ETH1L)进行核心逻辑供电,无需额外提供 1.1V 电压。 ETH0_1V1_ETH0L、ETH0_1V1_ETH1L 请勿用于其它负载供电,其中与 LX 引脚(pin30)连接的电感应尽量靠近芯片放置,不大于 200mil,电感两端的线宽应大于 60mil。
(4) YT8531H-CA 芯片要求在供电稳定后保持 100ms,再拉高复位信号;推荐使用 IO控制 PHY 芯片的复位。
(5) PCB 布局布线说明:
a) MDIx_P/N 信号注意按 100ohm 差分信号走线,晶振提供的时钟信号建议包地处理。
b) ESD 器件注意放置于紧靠 RJ45 的位置,需 ESD 保护的信号线应直接穿过 ESD 引脚再连通后方电路。
c) 靠近 RJ45 连接器的 RCLAMP0524P 为 10pin 封装的 ESD 器件,请注意并排的 2 个引脚(如 IN1 和 OUT1、 IN2 和 OUT2)在 ESD 器件内部并无连接,实际设计中应将对应引脚直接外部短接处理,即对应引脚的网络名需保持一致。
d) RGMII 总线中的收发两组信号应分别做 50mil 等长处理, 收发两组信号间做 100mil以内等长处理,单端阻抗 50ohm。

16.2 ETH3(USB)/ETH4(USB)百兆网口

底板采用和芯润德科技的 SR9900AI 集成以太网控制电路方案, 使用沁恒微电子(WCH)的 4 端口 USB2.0 HUB 控制器芯片 CH334H(U37), 通过一级 USB HUB 将 USB20_HO ST1 总线拓展出 4 路 USB2.0 信号,将其中 2 路进行 USB2.0 转 10/100Mbps 自适应以太网,使用内置隔离变压器的百兆 RJ45 插座(CON13、 CON14),设计方案如下图。

(1) USB 信号分配示意图

硬件38.png
SR9900AI 符合 IEEE 802.3 10Base-T/100Base-TX 和 IEEE 802.3 100Base-FX 标准,提供极性、相位偏移校正,网线交叉检测及自动校正等功能。

(2) ETH3(USB)百兆网口电路设计

硬件39.png

(3) ETH4(USB)百兆网口电路设计

硬件40.png

设计注意事项:

(1) 由于 ETH3(USB)/ETH4(USB)网口电源重新上电时间(掉电再重新上电)要求大于100ms, 因此建议使用 GPIO 信号控制 SR9900AI 芯片的电源上电,以满足上电顺序要求。
(2) SR9900AI 芯片管脚 10、 12 为芯片内部稳压电路电源输出引脚。
(3) 评估板的 SR9900AI 管脚 10 为双电源设计,评估板 VDD_3V3_MAIN 与 SR9900AI 内部的 3.3V 稳压电路电源输出并联,与 SR9900AI 官方参考电路设计一致。

17 WiFi/BT 模块

U56 为板载 WiFi5&Bluetooth4.2 模块, 型号为: 移远 FCS950RACMD, 采用邮票孔连接方式。评估底板通过 SDIO 3.0、 I2S(PCM)和 UART 总线与 WiFi5&Bluetooth4.2 模块连接,实现 WiFi/BT 的高速率传输与蓝牙语音功能, WiFi/BT 共用一个外接天线。

注意:

(1) FCS950RACMD 模块的芯片生产商为台系厂家。
(2) WiFi/BT 模块与评估板白色端子 CON29 复用, 如需使用 WiFi/BT 模块, 请注意CON29 的第 3 与第 4 针脚不可用跳线帽连接或引出连接至其他串口设备。

WiFi/BT 模块电路设计

硬件41.png

设计注意事项:

(1) 为满足 SDIO 3.0,建议 D0~D3 相对 CLK 等长控制<50mil,单端 50ohm,核心板信号走线长度请查阅我司核心板硬件说明书。
(2) T536 的 PL 和 PM 组 GPIO 在待机休眠时不掉电,若需使用 WiFi/BT 模块的休眠唤醒功能, 请将模块的中断唤醒源接至 PL 或 PM 的 GPIO 上, PL 和 PM 为 3.3V 电平,另外注意电平匹配。

18 4G 模块

底板通过 Mini PCIe 插槽引出 4G 模块拓展接口 CON23,
底板采用沁恒微电子(WCH)的 4 端口 USB2.0 HUB 控制器芯片 CH334H(U37),将 U SB1 总线通过一级 USB HUB 进行四路信号拓展,然后将其中 1 路引出进行 4G 模块拓展。
CON24 为 4G 模块和 5G 模块共用的 Micro SIM 卡座,采用插卡自弹形式,不带检测引脚。

(1)4G 模块拓展接口电路设计(不含 SIM 卡座)

硬件42.png

设计注意事项:

(1) 为保证 Mini PCIe 4G 模块的电源稳定供应,其 3.3V 电源需由 MIC29302S/TR(U69)独立供电,至少提供 3A 电流输出。如要替换其他电源,建议使用 LDO,详细请参考Mini PCIe 4G 模块数据手册要求。
(2) 由于评估底板 4G 模块和 5G 模块由同一对 USB2.0(USB1)信号经过一级和二级 USB HUB 分出,并且共用同一个 Micro SIM 卡座,因此 4G 模块和 5G 模块不能同时使用。
(3) USB 差分信号建议对内等长<5mil,差分阻抗 90ohm。

19 M.2 PCIe NVMe 固态硬盘/5G 模块

底板通过 M.2 B Key 插槽引出 NVMe/5G 模块拓展接口 CON25,可适配 M.2 B Key接口类型的 NVMe 固态硬盘及移远 RM500UCNVAA-D10-SNADA 5G 模块。
底板通过 PCIe 2.0 总线及与 4G 模块接口共用的 USB2.0 信号进行 NVMe 固态硬盘/5G 模块的拓展。
注意: 5G 模块的 USB2.0 信号由 USB1 总线经过二级 USB HUB 分出。

(1)M.2 PCIe NVMe 固态硬盘/5G 模块拓展接口电路设计

硬件43.png

设计注意事项:

(1) 为保证稳定的 VDD_3V3_PCIE 电源输出,推荐使用 EC2232E(U71)进行独立供电。
(2) CLKREQ 和 PEWAKE 需使用功能引脚,不能用 GPIO 替代。
(3) PERST 可选择功能引脚,亦可使用 GPIO 替代。

20 JTAG 接口

CON8 为 JTAG 仿真调试接口,采用 20pin 简易牛角座连接器,间距为 2.54mm,可适配 J-Link V9 和 CKLink-lite 仿真下载器。

(1)JTAG 接口电路设计

硬件44.png

设计注意事项:

(1) 由于 JTAG 电源电路有馈电风险,因此设计 JTAG 接口时建议在 JTAG 的供电线路中串联二极管,避免外部仿真器馈电。
(2) JTAG 接口符合 IEEE1149.1 标准, PC 机可通过 SWD 模式将仿真器连接至 JTAG 接口调试芯片内部的 ARM Core。
(3) ARM 端 JTAG 和 RISC-V 端共用一个 JTAG 接口, ARM 端使用 J-LINK V9 仿真下载器, RISC-V 端使用 CKLink-lite 仿真下载器。
(4) T536支持通过配置JTAG-SEL引脚的状态切换JTAG功能从PB组或PF组的IO复用。JTAG-SEL 引脚为低电平时, JTAG 信号从 PB 组 IO 复用,默认为从 PF 组 IO 复用,评估底板的 JTAG 功能从 PB 组复用,参考以下电路设计:
硬件45.png

21 PLP 接口

底板通过 8pin、 2.0mm 间距的白色端子座引出 PLP 接口(CON4),可适配创龙科技的 TL-PLP(掉电保护模块)。

(1) PLP 接口电路设计

硬件46.png

设计注意事项:

(1) 底板设计时,如需考虑电源突然下电对系统数据存储带来的风险,建议保留 PLP (掉电保护)接口。 实现底板突然掉电时,切换为 TL-PLP 模块供电,使系统在完成数据保存后再断电。
(2) CON4 的第 1 脚是掉电检测输入信号,建议添加 10K 上拉电阻,第 2 脚是关断供电输出信号。
(3) 由于法拉电容在首次充电时会出现比较大的电流,充电瞬时电流最大达到 1.7A,因此在设计 5V 的电源时,需注意考虑电源的负载能力,避免因 5V 给掉电保护模块充电而导致该电源不稳定。

23 EXPORT 拓展接口

23.1 EXPORT1 接口

CON26 为 EXPORT1 接口,采用爱特姆科技(ATOM)的 2x 40pin 工业级 B2B 公座连接器BTB050080-M1D,间距 0.5mm,高度 1.0mm,合高为 4.0mm,引出 CPU 的 LBUS0/SPI 等总线信号。
注意: EXPORT1 接口与评估板白色端子 CON30 和 CON31 复用, 如需使用 EXPORT1 接口的 LBUS 功能时, CON30 和 CON31 的第 3 和第 4 针脚不可用跳线帽连接或引出连接其他串口设备。

(1)EXPORT1 拓展接口电路设计

硬件47.png

设计注意事项:

(1) LBUS 信号走线等长<120mil,单端 50ohm,差分 100ohm,核心板信号走线长度请查阅我司核心板硬件说明书。

23.2 EXPORT2 接口

底板提供包含 19 路 GPADC、 1 路 LRADC、 1 路不可屏蔽中断(NMI)和 2 路 GPIO的 EXPORT2 接口 CON27,采用 2x 15pin 排母引出,间距为 2.54mm。备注: EXPORT2 的所有 ADC 通道(包含 GPADC 和 LRADC) 、不可屏蔽中断均为 1.8V 电平,其余两个 GPIO 为 3.3V 电平,请勿将 EXPORT2 的 GPIO 直接连接 GPADC 或 LRADC。

(1)EXPORT2 拓展接口电路设计

硬件48.png

设计注意事项:

(1) GPADC 的采样频率最大为 1MHz,满量程输入电压范围为 0~1.8V,底板设计时需注意输入信号请勿超过电压要求范围,否则可能会损坏核心板。
(2) LRADC的采样频率最大为2kHz,分辨率为6bit,满量程输入电压范围是0~1.286V,建议只用作按键检测输入,并且需要确保每个按键的键值之间电压差大于 0.2V 以上,分压电阻需采用 1%精度的高精密电阻。可参考如下设计:
LRADC 按键检测电路设计
硬件49.png
(3) LRADC 的最大安全输入电压为 1.8V,不使用 LRADC 时需连接 100K 上拉电阻至 1. 8V 电源或确认软件关闭 LRADC 相关配置后才可悬空。底板设计时需注意输入信号请勿超过电压要求范围,否则可能会损坏核心板。