深入探索KITPF5200FRDMEVM評(píng)估板：開啟PF5200設(shè)計(jì)新旅程

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，評(píng)估板是我們工程師了解和評(píng)估芯片性能的重要工具。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下NXP的KITPF5200FRDMEVM評(píng)估板，它主要用于PF5200芯片的評(píng)估、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，PF5200是一款具有多個(gè)開關(guān)模式電源（SMPS）的故障安全系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片。

文件下載：NXP Semiconductors KITPF5200FRDMEVM PF5200評(píng)估板.pdf

一、前期準(zhǔn)備

1.1 套件內(nèi)容

KITPF5200FRDMEVM套件包含已組裝和測(cè)試的評(píng)估板、預(yù)編程的FRDM - KL25Z微控制器板（均裝在防靜電袋中）、一根3.0英尺的USB - STD A到USB - B - mini電纜、安裝在板上的跳線、焊接在頂部的PF52部件以及快速入門指南。

1.2 額外硬件

在使用該套件時(shí)，還需要一個(gè)電壓范圍為3.3V至5.0V的電源，電流限制取決于具體用例，但4.0A的電流限制可支持所有用例。

1.3 系統(tǒng)要求

評(píng)估板需要一臺(tái)裝有特定軟件的Windows PC工作站，操作系統(tǒng)為Windows 7或Windows 10，并且PC需要具備USB功能，同時(shí)需要安裝PF5200 NXP GUI安裝包。

二、硬件認(rèn)知

2.1 套件概述

KITPF5200FRDMEVM套件為評(píng)估基于NXP的PF5200雙通道電源管理集成電路（PMIC）的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)集成平臺(tái)。通過(guò)該套件的測(cè)試環(huán)境，我們可以訪問(wèn)和監(jiān)控PF5200的所有功能。套件硬件由評(píng)估板、FRDM - KL25Z微控制器板以及連接FRDM - KL25Z與PC所需的USB電纜組成。評(píng)估板上焊接有單個(gè)PF5200，上面的連接器、跳線和開關(guān)可用于配置滿足特定設(shè)計(jì)要求的評(píng)估環(huán)境，同時(shí)板上的LED和測(cè)試點(diǎn)可實(shí)時(shí)監(jiān)控性能。FRDM - KL25Z安裝在評(píng)估板底部的Arduino連接器上，負(fù)責(zé)管理評(píng)估板與PC上GUI之間的I2C通信。

2.2 評(píng)估板特性

• 電源輸入接口：配備4mm香蕉插頭用于電源輸入和開關(guān)輸出。
• 模式可選：支持可選擇的一次性編程（OTP）或試用再購(gòu)買（TBB）模式。
• 引腳功能：具有PGOOD、RESETBMCU和XFAIL引腳。
• 通信協(xié)議：采用USB到I2C協(xié)議，便于連接軟件GUI。
• LED指示：有綠色和紅色LED用于指示信號(hào)或調(diào)節(jié)器狀態(tài)，藍(lán)色LED用于指示VDDOTP引腳設(shè)置為8.0V（OTP燒錄電壓）。

  2.3 關(guān)鍵組件及功能

  評(píng)估板上的關(guān)鍵組件和跳線功能如下：	位置	功能	描述
  J1/J4	VIN	輸入電壓（3.3V min / 5.5V max）
  J2/J5	SW1OUT	SW1的輸出
  J3/J6	SW2OUT	SW2的輸出
  SW1	VIN開關(guān)	PWRON手動(dòng)控制（假設(shè)J12處于PWRON_SW位置）
  J9	TBBEN_SEL	向TBBEN引腳施加V1P5D、3.3V（來(lái)自MCU）或GND
  J10	VIN IC	向VIN IC引腳施加VIN
  J12	PWRON SEL	PWRON由MCU或SW1手動(dòng)控制
  J14	VDDIOEN	向VDDIO引腳施加VDDIO
  J16	VDDIO_SEL	將VDDIO設(shè)置為1.8V或3.3V
  J22	PGGOOD_SEL	設(shè)置PGOOD為PGGO/GPO或溫度結(jié)模擬電壓輸出

2.4 測(cè)試點(diǎn)與LED信號(hào)

評(píng)估板上有多種顏色的測(cè)試點(diǎn)，便于進(jìn)行信號(hào)訪問(wèn)和測(cè)量。橙色測(cè)試點(diǎn)用于安全輸出和模擬信號(hào)的測(cè)試回路訪問(wèn)；紅色測(cè)試點(diǎn)用于電源的測(cè)試回路訪問(wèn)；黑色測(cè)試點(diǎn)用于接地的測(cè)試回路訪問(wèn)；藍(lán)色測(cè)試點(diǎn)是板上靠近信號(hào)的無(wú)編號(hào)通孔小測(cè)試點(diǎn)。同時(shí)，LED信號(hào)可顯示PWRON、TBBEN、PGOOD、RESETBMCU和XFAIL等信號(hào)的狀態(tài)，以及SW1OUT和SW2OUT調(diào)節(jié)器和電源VIN的狀態(tài)。

三、軟件安裝與配置

3.1 固件更新

如果需要更新或重新刷新FRDM - KL25Z的GUI固件，在Windows 7和Windows 10系統(tǒng)上的操作步驟有所不同：

• Windows 7：若BOOTLOADER未加載，需按下RST按鈕并將USB電纜插入SDA端口，將“MSD - DEBUG - FRDM - KL25Z_Pemicro_v118.SDA”文件拖放到“BOOTLOADER”設(shè)備中，之后斷開并重新連接USB電纜（不按RST按鈕），再將“nxp - gui - fw - frdmkl25z - usb_hid - pf5200_v0.9.bin”文件拖放到FRDM - KL25Z設(shè)備中。
• Windows 10：首先禁用存儲(chǔ)服務(wù)，后續(xù)步驟與Windows 7類似，但使用的文件為“nxp - gui - fw - frdmkl25z - usb_hid - pf5200_v0.8.bin”。

  3.2 安裝PF52 NXP GUI

  1. 下載并解壓：下載或獲取NXP GUI包，解壓并打開“1 - NXP_GUI_Setup”文件夾。
  2. 運(yùn)行安裝程序：雙擊“NXP_GUI_version - Setup.exe”，按照提示操作。
  3. 完成安裝：在安裝過(guò)程中，依次點(diǎn)擊“Next”，閱讀并同意許可協(xié)議，選擇要安裝的GUI組件和安裝位置，最后選擇“Run NXP_GUI”和“Show Readme”并點(diǎn)擊“Finish”完成安裝。

     3.3 啟動(dòng)GUI

     安裝完成后，點(diǎn)擊Windows圖標(biāo)，找到NXP GUI并點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動(dòng)。在首次啟動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)套件選擇窗口，選擇相應(yīng)設(shè)置后點(diǎn)擊“OK”。若不想每次啟動(dòng)都顯示該窗口，可勾選“Use this configuration and do not ask again”或通過(guò)文件主菜單項(xiàng)禁用。

3.4 框架窗口介紹

框架窗口包含多個(gè)部分，各部分功能如下：

• 設(shè)備管理器：用于啟動(dòng)或停止與設(shè)備的通信、進(jìn)入或退出測(cè)試模式、啟用IC CRC和I2C安全訪問(wèn)、啟用看門狗等。
• 框架設(shè)置：管理文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出和框架配置，包含文件、視圖、導(dǎo)入/導(dǎo)出、NXP和幫助等菜單。
• 窗口日志：報(bào)告USB和設(shè)備通信事件。
• USB和設(shè)備狀態(tài)：指示USB或設(shè)備是否連接，顯示固件和GUI版本，以及FS狀態(tài)機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，點(diǎn)擊“Display”按鈕可刷新。
• 工具訪問(wèn)欄：提供對(duì)PF52評(píng)估工具和功能的快速訪問(wèn)，目前電源工具不可用。
• 標(biāo)簽內(nèi)容：顯示每個(gè)工具或標(biāo)簽的內(nèi)容，可能包含更多標(biāo)簽、框或窗口。

四、評(píng)估板的設(shè)置與運(yùn)行

4.1 評(píng)估板設(shè)置

設(shè)置評(píng)估板時(shí)，需確保跳線處于默認(rèn)位置，將電源連接到J1（VIN）和J4（GND），電源初始值設(shè)置為5.0V，電流限制為8.0A。同時(shí)，要確保FRDM - KL25Z板牢固安裝在評(píng)估板上，并且FRDM - KL25Z與PC之間的USB電纜連接牢固。

4.2 連接到GUI

要將PF5200連接到GUI，可點(diǎn)擊Windows圖標(biāo)，選擇NXP GUI圖標(biāo)打開軟件。在套件選擇窗口中選擇PF5200并點(diǎn)擊“OK”，此時(shí)窗口底部的狀態(tài)信息應(yīng)顯示“DISCONNECTED”。點(diǎn)擊左上角的“Start”按鈕，建立與PF5200的通信，當(dāng)GUI獲得控制權(quán)時(shí)，PF5200標(biāo)題文本將從紅色變?yōu)榫G色，狀態(tài)指示器顯示“CONNECTED”，日志窗口將顯示初始事件。

4.3 TBB操作編程

TBB操作允許在進(jìn)行OTP熔絲燒錄之前，在鏡像寄存器中創(chuàng)建和測(cè)試所需配置的初步版本。配置鏡像寄存器時(shí)，使用腳本工具加載并執(zhí)行TBB腳本文件（文件名必須以“PF5200”為前綴），點(diǎn)擊“OPEN”加載文件，點(diǎn)擊“RUN”執(zhí)行腳本。腳本執(zhí)行完成后，評(píng)估板上的PGOOD和RESETBMCU LED應(yīng)亮起，還可通過(guò)訪問(wèn)工具檢查SW調(diào)節(jié)器標(biāo)簽中的字段進(jìn)行交叉檢查。

4.4 OTP操作編程

OTP操作使用PROG工具執(zhí)行OTP腳本并燒錄PF5200熔絲。OTP腳本可與TBB操作中創(chuàng)建和測(cè)試的腳本相同，但要確保使用未燒錄過(guò)的PF5200設(shè)備。燒錄前，打開PROG工具檢查扇區(qū)標(biāo)志，若SECT_BE0、SECT_WP0和CRC_OK0標(biāo)志為0（藍(lán)色），則設(shè)備可進(jìn)行燒錄。燒錄過(guò)程包括插入部件、連接電源和USB電纜、加載TBB文件、點(diǎn)擊“Program”，按照彈出窗口的提示操作，先在TP12上施加8.0V電壓，燒錄完成后移除該電壓。

KITPF5200FRDMEVM評(píng)估板為我們?cè)u(píng)估和開發(fā)基于PF5200芯片的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)全面且便捷的平臺(tái)。通過(guò)對(duì)硬件的了解、軟件的安裝配置以及評(píng)估板的設(shè)置和運(yùn)行，我們可以更好地發(fā)揮PF5200芯片的性能，為電子設(shè)計(jì)項(xiàng)目帶來(lái)更多可能性。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些有趣的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的見解呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。