Renesas RC21008A/RC31008A/RC21012A/RC31012A評估板使用指南

一、引言

在電子設(shè)計領(lǐng)域，時鐘生成和抖動衰減是非常關(guān)鍵的技術(shù)。Renesas的RC21008A/RC31008A/RC21012A/RC31012A評估板（EVB）為我們提供了一個出色的平臺，用于評估這些技術(shù)。本文將詳細(xì)介紹該評估板的相關(guān)信息，幫助電子工程師更好地使用它。

文件下載：Renesas Electronics VersaClock 7評估板.pdf

二、評估板概述

2.1 規(guī)格參數(shù)

該評估板具有卓越的性能，在各種頻率下都有出色的表現(xiàn)。典型功耗小于1W，在12kHz - 20MHz范圍內(nèi)，整數(shù)模式下RMS相位抖動小于150fs，分?jǐn)?shù)模式下小于200fs。

2.2 套件內(nèi)容

評估板套件包含評估板本身和USB - C電纜，方便我們進(jìn)行連接和測試。

2.3 主要特性

• 晶體或晶體過驅(qū)動（REFIN）：通過SMA接口實現(xiàn)。
• 感測線：在晶體過驅(qū)動和CLKIN處提供可用的感測線。
• 通信接口：板載I2C和SPI通信功能。
• 輸入輸出：配備四個通用輸入（GPI）和五個通用輸入輸出（GPIO），還有GPI/GPIO的LED指示燈和DIP開關(guān)。
• 測試點：輸出端設(shè)有測試點，適用于高阻抗探頭。
• 電壓設(shè)置：可通過跳線選擇3.3V/2.5V/1.8V的電壓，電源由USB - C提供。

三、功能描述

3.1 操作特性

評估板能夠在 - 40°C至85°C的溫度范圍內(nèi)正常工作，VDD值可以設(shè)置為3.3V、2.5V或1.8V。通過VDD_J香蕉連接，還可以在1.71V至3.63V的范圍內(nèi)設(shè)置所需的電壓。

3.2 設(shè)備差異

RC21008A和RC21012A分別是8輸出和12輸出的設(shè)備，RC31008A和RC31012A同樣如此。不同的是，RC210xx系列僅支持合成器模式，而RC310xx系列支持抖動衰減（JA）操作。

3.3 設(shè)置與配置

3.3.1 晶體和參考輸入

評估板有兩個晶體焊盤U1和U2，U1安裝了一個50MHz、8pF的晶體。不同頻率（8MHz - 80MHz）的晶體可以根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。XIN DIF INA輸入可以通過SMA接口以單端或差分模式使用外部時鐘驅(qū)動XIN引腳，參考輸入的支持頻率范圍在差分模式下為1kHz - 650MHz，單端模式下為1kHz - 200MHz。

3.3.2 時鐘輸入

RC21008A/RC31008A可以接受兩個差分時鐘輸入或四個單端時鐘輸入，作為合成器模式的替代參考或抖動衰減源。時鐘輸入的支持頻率范圍在差分模式下為1MHz - 650MHz，單端模式下為8kHz - 250MHz。當(dāng)CLKIN未使用時，可以將其配置為GPI。

3.3.3 串行連接

評估板可以通過USB3.0到USB - C連接器連接到計算機(jī)，板載的USB - to - MPSSE Bridge（FTDI FT232HQ）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信。通信總線的源可以通過Bus Source連接器J55和Bus Type連接器J57進(jìn)行選擇，通常為I2C通信，但也可以在特定測試中使用SPI。

3.3.4 板載EEPROM

評估板支持外部EEPROM IC，可將RC21008A/RC31008A的配置程序加載到EEPROM中。要從EEPROM加載配置，串行接口模式必須在OTP的UserCfg中設(shè)置為I2C。

3.3.5 GPI/GPIO DIP開關(guān)選擇器

評估板上有兩個DIP開關(guān)（SW1，SW2），用于支持RC21008A/RC31008A設(shè)備的GPIO和GPI引腳。開關(guān)的中間位置使引腳處于開路狀態(tài)，GPIO和GPI可以配置為2級（高/低）。

3.3.6 輸出設(shè)置

每個差分輸出對可以編程為LVDS、LP - HCSL或CMOS邏輯類型。LP - HCSL輸出具有可定制性，可以編程為不同的幅度、壓擺率和輸出阻抗。CMOS輸出可以編程為同相或反相，還可以進(jìn)行三態(tài)設(shè)置。

3.3.7 電源和USB - C連接

評估板通過USB - C連接到計算機(jī)，USB - C提供 + 5V電源給板載穩(wěn)壓器。板載穩(wěn)壓器支持3.3V、2.5V和1.8V的電壓，這些電壓可以通過跳線進(jìn)行設(shè)置。電壓源可以來自板載穩(wěn)壓器或VDD_J香蕉連接器。

3.3.8 Renesas集成電路工具箱（RICBox）

使用RICBox軟件可以對評估板上的RC21008A/RC31008A進(jìn)行編程。具體步驟如下：

1. 通過USB電纜將評估板上的U16連接到計算機(jī)。
2. 啟動RICBox軟件。
3. 創(chuàng)建新項目，選擇產(chǎn)品系列和變體。
4. 在輸入向?qū)ы撁孢x擇操作模式，輸入預(yù)期的晶體頻率和CL值。
5. 配置擴(kuò)展頻譜時鐘（SSC）功能。
6. 配置輸出銀行設(shè)置。
7. 完成配置后查看摘要。
8. 連接到RC21008A/RC31008A并進(jìn)行編程。

四、評估板組件

4.1 布局指南

4.1.1 EPAD

確保有足夠的過孔以實現(xiàn)良好的散熱，EPAD可以連接到VEE以實現(xiàn)不同輸入/輸出樣式的分離電源平面。

4.1.2 晶體/參考輸入

將晶體盡可能靠近VC7設(shè)備放置，使XIN/XOUT的走線長度相同。對于外部調(diào)諧電容，將它們從XIN/XOUT連接到EPAD參考電壓。

4.1.3 時鐘輸入

單端時鐘輸入走線為單端50Ω，差分輸入走線為差分50Ω，必要時添加串聯(lián)電容以支持交流耦合。

4.1.4 串行連接

串行接口的VDDD范圍為1.8V - 3.3V，SCL和SDA上拉電阻需要連接到VDDD。如果需要從EEPROM加載數(shù)據(jù)，邏輯電平必須與VDDD匹配。

4.1.5 GPI/GPIO

要使用GPI，必須禁用時鐘輸入，因為它們共享相同的引腳。GPI/GPIO的邏輯電平由VDDD相對于VEE決定，可以配置為內(nèi)部上拉/下拉。

4.1.6 輸出

對于CMOS輸出，走線為單端50Ω，并在VC7設(shè)備附近放置一個33Ω的串聯(lián)電阻。對于差分輸出，走線為差分50Ω。對于LP - HCSL，如果輸出阻抗設(shè)置為85Ω，需要在設(shè)備附近添加一個7.5Ω的串聯(lián)電阻。

4.1.7 電源

遵循推薦的電源濾波原理圖，每個0.1μF電容應(yīng)盡可能靠近VC7電源引腳放置。

4.2 原理圖和物料清單

原理圖可在文檔末尾的鏈接中獲取，物料清單詳細(xì)列出了評估板上使用的各種元件。

五、總結(jié)

Renesas的RC21008A/RC31008A/RC21012A/RC31012A評估板為電子工程師提供了一個功能強(qiáng)大的平臺，用于評估時鐘生成和抖動衰減技術(shù)。通過本文的介紹，相信大家對該評估板的功能、設(shè)置和配置有了更深入的了解。在實際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體需求靈活使用評估板的各項功能，為電子設(shè)計帶來更多的可能性。大家在使用過程中遇到任何問題，歡迎在評論區(qū)交流討論。