探索 KIT_XMC71_EVK_LITE_V1 XMC7100 評(píng)估板：嵌入式開發(fā)新選擇

在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，一款合適的評(píng)估板能極大地提升開發(fā)效率和體驗(yàn)。今天，我們就來深入了解一下 KIT_XMC71_EVK_LITE_V1 XMC7100 評(píng)估板，看看它能為我們帶來哪些驚喜。

文件下載：Infineon Technologies XMC7100評(píng)估套件.pdf

一、評(píng)估板概述

KIT_XMC71_EVK_LITE_V1 XMC7100 評(píng)估板專為評(píng)估和開發(fā) XMC7100D 微控制器而設(shè)計(jì)。XMC7100D 是一款面向工業(yè)應(yīng)用的微控制器，它集成了多達(dá)兩個(gè) 250 MHz 的 Arm Cortex - M7 作為主應(yīng)用處理器，以及一個(gè) 100 MHz 的 Arm Cortex - M0 + 用于外設(shè)和安全處理，還擁有高達(dá) 4 MB 的閃存和 768 kB 的 SRAM，支持 CAN FD 和以太網(wǎng)等功能。評(píng)估板自身也具備豐富的特性，如 512 Mbit 的 QSPI NOR 閃存、CAN FD 收發(fā)器、KitProg3 板載編程器/調(diào)試器等，為開發(fā)者提供了一個(gè)全面的開發(fā)平臺(tái)。

二、快速上手

2.1 套件內(nèi)容

套件包含 XMC7100 評(píng)估板、USB Type - A 到 Micro - B 電纜以及印刷在套件包裝上的快速入門指南。如果發(fā)現(xiàn)套件中有部件缺失，可以前往英飛凌支持頁面獲取幫助。

2.2 開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

使用 ModusToolbox? 軟件進(jìn)行 XMC7100D 項(xiàng)目的開發(fā)和調(diào)試。ModusToolbox? 是一個(gè)免費(fèi)的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，包含了 Eclipse IDE for ModusToolbox? 和 XMC7100 SDK。開發(fā)者可以從 ModusToolbox? 主頁下載該軟件，并按照安裝指南進(jìn)行安裝。同時(shí)，通過 ModusToolbox? Project Creator 工具可以訪問豐富的代碼示例，幫助我們快速熟悉 XMC7100D 并創(chuàng)建定制化設(shè)計(jì)。

三、評(píng)估板操作

3.1 工作原理

評(píng)估板以 XMC7100D 為核心構(gòu)建。XMC7100D 具有強(qiáng)大的處理能力和豐富的外設(shè)，能夠滿足各種工業(yè)應(yīng)用的需求。評(píng)估板上的各個(gè)外設(shè)通過與 XMC7100D 的連接，實(shí)現(xiàn)了不同的功能，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信、調(diào)試等。

3.2 板載支持包（BSP）選擇

評(píng)估板配備了 KIT_XMC71_EVK_LITE_V1 板載支持包，按照 ModusToolbox? 用戶指南中“創(chuàng)建應(yīng)用程序”部分的說明，就可以在套件上構(gòu)建和運(yùn)行代碼示例。

3.3 KitProg3：板載編程器和調(diào)試器

KitProg3 是評(píng)估板的重要組成部分，它具有 USB - UART、USB - I2C 等橋接功能，支持 CMSIS - DAP 模式，可用于對(duì)評(píng)估板進(jìn)行編程和調(diào)試。使用 ModusToolbox? 進(jìn)行編程和調(diào)試的步驟如下：

1. 通過 KitProg3 USB 連接器，使用提供的 USB 電纜將評(píng)估板連接到 PC。首次連接時(shí)，它會(huì)枚舉為 USB 復(fù)合設(shè)備。
2. KitProg3 在該套件中以 CMSIS - DAP Bulk 模式運(yùn)行，狀態(tài)指示燈（琥珀色）在該模式下始終亮起。如果指示燈狀態(tài)不符合預(yù)期，可以參考 KitProg3 用戶指南進(jìn)行故障排除。
3. 在 Eclipse IDE for ModusToolbox? 中，通過“New Application”導(dǎo)入所需的代碼示例，選擇相應(yīng)的板載支持包和應(yīng)用程序，然后點(diǎn)擊“Create”創(chuàng)建項(xiàng)目。
4. 在項(xiàng)目資源管理器中選擇項(xiàng)目，在快速面板的“Launches”部分點(diǎn)擊相應(yīng)的配置，即可進(jìn)行構(gòu)建和編程操作。若要進(jìn)行調(diào)試，同樣在快速面板中點(diǎn)擊調(diào)試配置即可。

此外，評(píng)估板默認(rèn)編程了 XMC7000 MCU: OOB 演示代碼示例。通過連接評(píng)估板到 PC，打開終端程序，設(shè)置串口參數(shù)，按下復(fù)位按鈕，就可以看到代碼示例的標(biāo)題和相關(guān)文本，還能觀察到套件 LED 以 1 Hz 的頻率閃爍。通過按 Enter 鍵或使用用戶按鈕，可以控制 LED 的閃爍狀態(tài)，同時(shí)還可以選擇不同的演示選項(xiàng)。

四、硬件詳解

4.1 原理圖

套件網(wǎng)頁上提供了原理圖文件，開發(fā)者可以從中獲取詳細(xì)的硬件連接信息。

4.2 硬件功能描述

4.2.1 XMC7100D

XMC7100D 是 XMC7000 系列 MCU 的一員，采用先進(jìn)的 40 - nm 工藝制造，集成了多個(gè)高性能的 CPU 和豐富的外設(shè)，支持 CAN FD 和以太網(wǎng)等功能，為工業(yè)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的計(jì)算和通信能力。

4.2.2 PSoC? 5LP 基的 KitProg3

板載的 PSoC? 5LP 設(shè)備（CY8C5868LTI - LP039）實(shí)現(xiàn)了 KitProg3 的功能，它通過 USB 連接器與 PC 連接，同時(shí)與 XMC7100D 的 SWD 和其他通信接口相連，為編程和調(diào)試提供了便利。

4.2.3 串行互連

PSoC? 5LP 設(shè)備作為 USB - UART 和 USB - I2C 橋接的接口，其 USB 串行引腳與 XMC7100D 的 I2C/UART 引腳硬連接，這些引腳也可通過與 Arduino Uno R3 兼容的 I/O 頭訪問。

4.2.4 編程/調(diào)試頭

評(píng)估板設(shè)計(jì)了專門的編程和調(diào)試頭，包括 10 針的 SWD/JTAG 頭和 20 針的 ETM 標(biāo)準(zhǔn)頭，方便開發(fā)者使用不同的編程和調(diào)試工具。

4.2.5 電源供應(yīng)系統(tǒng)

評(píng)估板的電源供應(yīng)系統(tǒng)具有多種電源輸入選項(xiàng)，可以從板載 USB Micro - B 連接器獲取 5 V 電源，也可以通過 VIN 桶形插孔或與 Arduino 兼容的 J1 頭從外部電源獲取 7 V - 24 V 的電源。在需要超過 500 mA 電流的應(yīng)用中，建議使用外部 DC 電源通過 VIN 連接器為評(píng)估板供電。同時(shí)，評(píng)估板還提供了電壓調(diào)節(jié)器和電壓選擇頭，方便開發(fā)者選擇合適的電壓配置。

4.2.6 I/O 頭

評(píng)估板配備了多種 I/O 頭，包括與 Arduino Uno R3 兼容的頭、與 Infineon 的 Shield2Go 傳感器盾牌兼容的頭、與 MIKROE 的 mikroBUS 盾牌兼容的頭以及 XMC7100D I/O 頭。這些 I/O 頭為開發(fā)者提供了豐富的接口選擇，可以方便地連接各種傳感器和盾牌，擴(kuò)展評(píng)估板的功能。

4.2.7 CAN FD 收發(fā)器

TLE9251V 是一款高速 CAN 收發(fā)器，作為 CAN 控制器和物理總線介質(zhì)之間的接口，支持高達(dá) 5 Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。其工作電壓根據(jù)評(píng)估板上的跳線配置（J8）可以設(shè)置為 3.3 V 或 5 V。

4.2.8 四通道 SPI NOR 閃存

評(píng)估板上的 512 - Mbit 四通道 SPI NOR 閃存（S25HL512T）與 XMC7100D 的四通道 SPI 接口相連，為數(shù)據(jù)和代碼存儲(chǔ)提供了快速、可擴(kuò)展的內(nèi)存。

4.2.9 LED

評(píng)估板上有多個(gè) LED，包括指示 KitProg3 狀態(tài)的 LED3、指示電源狀態(tài)的 LED4 以及兩個(gè)用戶可控的 LED（LED1 和 LED2），方便開發(fā)者進(jìn)行狀態(tài)指示和調(diào)試。

4.2.10 按鈕

評(píng)估板上的按鈕包括復(fù)位按鈕（SW1）、兩個(gè)用戶可控按鈕（SW2 和 SW4）以及 KitProg3 模式選擇按鈕（SW3），所有按鈕均為低電平有效配置。

4.2.11 晶體和振蕩器

評(píng)估板上有四個(gè)晶體/振蕩器，分別為 32.768 kHz 的手表晶體振蕩器、20 MHz 的外部晶體振蕩器、25 MHz 的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口晶體和 50 MHz 的以太網(wǎng)應(yīng)用振蕩器，但部分晶體和振蕩器默認(rèn)未安裝。

4.2.12 以太網(wǎng)收發(fā)器和 RJ45 連接器

評(píng)估板使用基于 TI 的 DP83825IR 以太網(wǎng)收發(fā)器進(jìn)行以太網(wǎng)驗(yàn)證，整個(gè)以太網(wǎng)部分（包括 PHY、RJ45 連接器和電壓電平轉(zhuǎn)換器）默認(rèn)未加載。以太網(wǎng)接口支持 RMII 模式操作，需要使用物理層控制器才能實(shí)現(xiàn) 10/100 Mbps 的速度。

4.2.13 電位器

評(píng)估板上的 10k 電位器連接到 P6[0]，并與 Arduino 模擬頭（J2.1）相連。在使用該引腳進(jìn)行外部模擬輸入時(shí)，需要移除 R78 電阻以隔離信號(hào)。同時(shí)，在測量 XMC_VDD 電流時(shí)，需要移除跳線 J13 以斷開電位器的電源。

4.2.14 反向電壓保護(hù)

評(píng)估板配備了必要的反向電壓保護(hù)電路，采用 FET 基二極管電路，防止因反向電源輸入對(duì)評(píng)估板造成損壞，保護(hù) XMC7100D 設(shè)備和各個(gè)接口。

4.3 套件返工

評(píng)估板具有一定的靈活性，支持一些返工操作。例如，可以對(duì) XMC7100D - F100K4160AA 設(shè)備進(jìn)行組裝，評(píng)估板設(shè)計(jì)了雙引腳封裝選項(xiàng)，可選擇 176 - TEQFP 或 100 - TEQFP 微控制器，但需要進(jìn)行相應(yīng)的返工操作。此外，VIN 頭默認(rèn)未安裝相關(guān)組件，若要使用外部 VIN 電源，需要安裝相應(yīng)的組件。

4.4 物料清單

套件網(wǎng)頁上提供了物料清單（BOM）文件，開發(fā)者可以從中獲取詳細(xì)的物料信息。

4.5 常見問題解答

文檔中還對(duì)一些常見問題進(jìn)行了解答，如核心外部調(diào)節(jié)器的負(fù)載電流能力、多電源輸入時(shí)的電壓連接處理、輸入電壓容差、套件電壓限制、目標(biāo)設(shè)備的編程方法以及能否通過外部編程和調(diào)試頭為套件供電等問題，為開發(fā)者提供了實(shí)用的參考。

五、總結(jié)

KIT_XMC71_EVK_LITE_V1 XMC7100 評(píng)估板為嵌入式開發(fā)者提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、靈活且易于使用的開發(fā)平臺(tái)。其豐富的外設(shè)、多樣的電源選項(xiàng)和完善的編程調(diào)試工具，使得開發(fā)者能夠快速開展 XMC7100D 微控制器的開發(fā)工作。無論是工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)還是其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)，這款評(píng)估板都值得一試。你在使用這款評(píng)估板的過程中遇到過哪些問題呢？又有哪些獨(dú)特的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)可以分享呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。