Hochleistungs-Mikrocontroller der NXP MCX N-Serie

Produktinformationen

• Spezifikationen:
  • Modell: MCX Nx4x TSI
  • Touch-Sensing-Schnittstelle (TSI) für kapazitive Berührungssensoren
  • MCU: Dual Arm Cortex-M33-Kerne mit bis zu 150 MHz
  • Berührungserkennungsmethoden: Eigenkapazitätsmodus und Gegenkapazitätsmodus
  • Anzahl der Touch-Kanäle: Bis zu 25 für den Self-Cap-Modus, bis zu 136 für den Mutual-Cap-Modus

Anweisungen zur Produktverwendung

• Einführung:
  • Der MCX Nx4x TSI wurde entwickelt, um mithilfe des TSI-Moduls Berührungserkennungsfunktionen für kapazitive Berührungssensoren bereitzustellen.
• MCX Nx4x TSI Overview:
  • Das TSI-Modul unterstützt zwei Berührungserkennungsmethoden: Eigenkapazität und gegenseitige Kapazität.
• MCX Nx4x TSI-Blockdiagramm:
  • Das TSI-Modul verfügt über 25 Touch-Kanäle und 4 Shield-Kanäle zur Verbesserung der Antriebsstärke. Es unterstützt Self-Cap- und Mutual-Cap-Modi auf derselben Leiterplatte.
• Selbstkapazitiver Modus:
  • Entwickler können bis zu 25 Self-Cap-Kanäle verwenden, um Touch-Elektroden im Self-Cap-Modus zu entwerfen.
• Gegenseitig kapazitiver Modus:
  • Der Mutual-Cap-Modus ermöglicht bis zu 136 Touch-Elektroden und bietet so Flexibilität für Touch-Tasten-Designs wie Touch-Tastaturen und Touchscreens.
• Anwendungsempfehlungen:
  • Stellen Sie sicher, dass die Sensorelektroden über I/O-Pins ordnungsgemäß mit den TSI-Eingangskanälen verbunden sind.
  • Nutzen Sie Abschirmkanäle für eine verbesserte Flüssigkeitstoleranz und Fahrfähigkeit.
  • Berücksichtigen Sie die Designanforderungen, wenn Sie zwischen den Modi „Self-Cap“ und „Mutual-Cap“ wählen.

FAQs

• F: Wie viele Touch-Kanäle hat das MCX Nx4x TSI-Modul?
  • A: Das TSI-Modul verfügt über 25 Touch-Kanäle und 4 Shield-Kanäle für eine verbesserte Antriebsstärke.
• F: Welche Designoptionen stehen für Berührungselektroden im gegenseitig kapazitiven Modus zur Verfügung?
  • A: Der Mutual-Cap-Modus unterstützt bis zu 136 Touch-Elektroden und bietet Flexibilität für verschiedene Touch-Tastendesigns wie Touch-Tastaturen und Touchscreens.

Dokumentinformationen

Information	Inhalt
Schlagwörter	MCX, MCX Nx4x, TSI, Touch.
Abstrakt	Das Touch Sensing Interface (TSI) der MCX Nx4x-Serie ist die aktualisierte IP mit neuen Funktionen zur Implementierung des Basislinien-/Schwellenwert-Autotunings.

Einführung

• Die MCX N-Serie der Industrie- und IoT-MCU (IIoT) verfügt über zwei Arm-Cortex-M33-Kerne und arbeitet mit bis zu 150 MHz.
• Bei der MCX N-Serie handelt es sich um leistungsstarke Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch, intelligenten Peripheriegeräten und Beschleunigern, die Multitasking-Fähigkeiten und Leistungseffizienz bieten.
• Das Touch Sensing Interface (TSI) der MCX Nx4x-Serie ist die aktualisierte IP mit neuen Funktionen zur Implementierung des Basislinien-/Schwellenwert-Autotunings.

MCX Nx4x TSI vorbeiview

• TSI bietet eine berührungsempfindliche Erkennung auf kapazitiven Berührungssensoren. Der externe kapazitive Berührungssensor ist typischerweise auf einer Leiterplatte ausgebildet und die Sensorelektroden sind über die I/O-Pins im Gerät mit den TSI-Eingangskanälen verbunden.

MCX Nx4x TSI-Blockdiagramm

• MCX Nx4x verfügt über ein TSI-Modul und unterstützt zwei Arten von Berührungserkennungsmethoden: den Eigenkapazitätsmodus (auch „Self-Cap“ genannt) und den Gegenkapazitätsmodus (auch „Mutual-Cap“ genannt).
• Das Blockdiagramm des MCX Nx4x TSI I in Abbildung 1:
• Das TSI-Modul des MCX Nx4x verfügt über 25 Touch-Kanäle. 4 dieser Kanäle können als Abschirmungskanäle verwendet werden, um die Antriebsstärke von Touch-Kanälen zu erhöhen.
• Die 4 Abschirmungskanäle werden verwendet, um die Flüssigkeitstoleranz zu verbessern und die Fahrfähigkeit zu verbessern. Die verbesserte Fahrfähigkeit ermöglicht es Benutzern auch, ein größeres Touchpad auf der Hardwareplatine zu entwerfen.
• Das TSI-Modul des MCX Nx4x verfügt über bis zu 25 Touch-Kanäle für den Self-Cap-Modus und 8 x 17 Touch-Kanäle für den Mutual-Cap-Modus. Beide genannten Methoden können auf einer einzigen Leiterplatte kombiniert werden, der TSI-Kanal ist jedoch für den Mutual-Cap-Modus flexibler.
• Die TSI[0:7] sind TSI-Tx-Pins und die TSI[8:25] sind TSI-Rx-Pins im Mutual-Cap-Modus.
• Im selbstkapazitiven Modus können Entwickler 25 selbstkapazitive Kanäle verwenden, um 25 Berührungselektroden zu entwerfen.
• Im gegenseitig kapazitiven Modus erweitern sich die Designoptionen auf bis zu 136 (8 x 17) Berührungselektroden.
• Mehrere Anwendungsfälle, wie z. B. ein Induktionsherd mit mehreren Brennern und Touch-Bedienelementen, Touch-Tastaturen und Touchscreen, erfordern eine umfangreiche Gestaltung der Touch-Tasten. Der MCX Nx4x TSI kann bis zu 136 Touch-Elektroden unterstützen, wenn Kanäle mit gegenseitiger Kappe verwendet werden.
• Der MCX Nx4x TSI kann weitere Touch-Elektroden erweitern, um den Anforderungen mehrerer Touch-Elektroden gerecht zu werden.
• Es wurden einige neue Funktionen hinzugefügt, um die Verwendung des IP im Energiesparmodus zu vereinfachen. TSI verfügt über eine fortschrittliche EMV-Robustheit, wodurch es für den Einsatz in Industrie-, Haushaltsgeräte- und Unterhaltungselektronikanwendungen geeignet ist.

MCX Nx4x-Teile unterstützten TSI
Tabelle 1 zeigt die Anzahl der TSI-Kanäle, die verschiedenen Teilen der MCX Nx4x-Serie entsprechen. Alle diese Teile unterstützen ein TSI-Modul mit 25 Kanälen.

Tabelle 1. MCX Nx4x-Teile unterstützen das TSI-Modul

Ersatzteile	Frequenz [Max] (MHz)	Blitz (MB)	SRAM (kB)	TSI [Anzahl, Kanäle]	GPIOs	Verpackungstyp
MCXN546VDFT	150	1	352	1 x 25	124	VFBGA184
MCXN546VNLT	150	1	352	1 x 25	74	HLQFP100
MCXN547VDFT	150	2	512	1 x 25	124	VFBGA184
MCXN547VNLT	150	2	512	1 x 25	74	HLQFP100
MCXN946VDFT	150	1	352	1 x 25	124	VFBGA184
MCXN946VNLT	150	1	352	1 x 25	78	HLQFP100
MCXN947VDFT	150	2	512	1 x 25	124	VFBGA184
MCXN947VNLT	150	2	512	1 x 25	78	HLQFP100

MCX Nx4x TSI-Kanalzuweisung auf verschiedenen Paketen

Tabelle 2. TSI-Kanalzuweisung für MCX Nx4x VFBGA- und LQFP-Pakete

184BGA ALLE	184BGA ALLE PIN-Name	100HLQFP N94X	100HLQFP N94X-Pin-Name	100HLQFP N54X	100HLQFP N54X-Pin-Name	TSI-Kanal
A1	P1_8	1	P1_8	1	P1_8	TSI0_CH17/ADC1_A8
B1	P1_9	2	P1_9	2	P1_9	TSI0_CH18/ADC1_A9
C3	P1_10	3	P1_10	3	P1_10	TSI0_CH19/ADC1_A10
D3	P1_11	4	P1_11	4	P1_11	TSI0_CH20/ADC1_A11
D2	P1_12	5	P1_12	5	P1_12	TSI0_CH21/ADC1_A12
D1	P1_13	6	P1_13	6	P1_13	TSI0_CH22/ADC1_A13
D4	P1_14	7	P1_14	7	P1_14	TSI0_CH23/ADC1_A14
E4	P1_15	8	P1_15	8	P1_15	TSI0_CH24/ADC1_A15
B14	P0_4	80	P0_4	80	P0_4	TSI0_CH8
A14	P0_5	81	P0_5	81	P0_5	TSI0_CH9
C14	P0_6	82	P0_6	82	P0_6	TSI0_CH10
B10	P0_16	84	P0_16	84	P0_16	TSI0_CH11/ADC0_A8

Tabelle 2. TSI-Kanalzuweisung für MCX Nx4x VFBGA- und LQFP-Pakete … Fortsetzung

184BGA ALLE	184BGA ALLE PIN-Name	100HLQFP N94X	100HLQFP  N94X-Pin-Name	100HLQFP N54X	100HLQFP N54X-Pin-Name	TSI-Kanal
A10	P0_17	85	P0_17	85	P0_17	TSI0_CH12/ADC0_A9
C10	P0_18	86	P0_18	86	P0_18	TSI0_CH13/ADC0_A10
C9	P0_19	87	P0_19	87	P0_19	TSI0_CH14/ADC0_A11
C8	P0_20	88	P0_20	88	P0_20	TSI0_CH15/ADC0_A12
A8	P0_21	89	P0_21	89	P0_21	TSI0_CH16/ADC0_A13
C6	P1_0	92	P1_0	92	P1_0	TSI0_CH0/ADC0_A16/CMP0_IN0
C5	P1_1	93	P1_1	93	P1_1	TSI0_CH1/ADC0_A17/CMP1_IN0
C4	P1_2	94	P1_2	94	P1_2	TSI0_CH2/ADC0_A18/CMP2_IN0
B4	P1_3	95	P1_3	95	P1_3	TSI0_CH3/ADC0_A19/CMP0_IN1
A4	P1_4	97	P1_4	97	P1_4	TSI0_CH4/ADC0_A20/CMP0_IN2
B3	P1_5	98	P1_5	98	P1_5	TSI0_CH5/ADC0_A21/CMP0_IN3
B2	P1_6	99	P1_6	99	P1_6	TSI0_CH6/ADC0_A22
A2	P1_7	100	P1_7	100	P1_7	TSI0_CH7/ADC0_A23

Abbildung 2 und Abbildung 3 zeigen die Zuweisung von zwei TSI-Kanälen auf den beiden Paketen von MCX Nx4x. In den beiden Paketen sind die grün markierten Pins die Position der TSI-Kanalverteilung. Um eine sinnvolle Pinbelegung für das Hardware-Touchboard-Design zu ermitteln, beziehen Sie sich auf die Pin-Position.

MCX Nx4x TSI-Funktionen

• In diesem Abschnitt finden Sie Einzelheiten zu den Funktionen des MCX Nx4x TSI.

TSI-Vergleich zwischen MCX Nx4x TSI und Kinetis TSI

• MCX Nx4x von TSI und TSI auf der NXP Kinetis E-Serie TSI sind auf unterschiedlichen Technologieplattformen konzipiert.
• Daher gibt es von den Grundfunktionen des TSI bis hin zu den Registern des TSI Unterschiede zwischen MCX Nx4x TSI und TSI der Kinetis E-Serie. In diesem Dokument werden nur die Unterschiede aufgeführt. Um die TSI-Register zu überprüfen, verwenden Sie das Referenzhandbuch.
• In diesem Kapitel werden die Funktionen des MCX Nx4x TSI beschrieben, indem es mit dem TSI der Kinetis E-Serie verglichen wird.
• Wie in Tabelle 3 gezeigt, ist der MCX Nx4x TSI nicht vom VDD-Rauschen betroffen. Es gibt mehr Auswahlmöglichkeiten für die Funktionsuhr.
• Wenn der Funktionstakt über den Chip-Systemtakt konfiguriert wird, kann der TSI-Stromverbrauch gesenkt werden.
• Obwohl der MCX Nx4x TSI nur über ein TSI-Modul verfügt, unterstützt er bei Verwendung des Mutual-Cap-Modus die Entwicklung weiterer Hardware-Touchtasten auf einer Hardwareplatine.

Tabelle 3. Der Unterschied zwischen MCX Nx4x TSI und Kinetis E TSI (KE17Z256)

	MCX Nx4x-Serie	Kinetis E-Serie
Betriebsvolumentage	1.71 V – 3.6 V	2.7 V – 5.5 V
VDD-Lärmauswirkungen	NEIN	Ja
Funktionstaktquelle	• TSI-IP intern generiert • Chip-Systemuhr	TSI-IP intern generiert
Funktionsuhrbereich	30 kHz – 10 MHz	37 kHz – 10 MHz
TSI-Kanäle	Bis zu 25 Kanäle (TSI0)	Bis zu 50 Kanäle (TSI0, TSI1)
Schildkanäle	4 Abschirmungskanäle: CH0, CH6, CH12, CH18	3 Abschirmungskanäle für jedes TSI: CH4, CH12, CH21
Berührungsmodus	Self-Cap-Modus: TSI[0:24]	Self-Cap-Modus: TSI[0:24]

	MCX Nx4x-Serie	Kinetis E-Serie
	Mutual-Cap-Modus: Tx[0:7], Rx[8:24]	Mutual-Cap-Modus: Tx[0:5], Rx[6:12]
Berührungselektroden	Elektroden mit Selbstkappe: bis zu 25 Elektroden mit gegenseitiger Kappe: bis zu 136 (8×17)	Elektroden mit Selbstkappe: bis zu 50 (25+25) Elektroden mit gegenseitiger Kappe: bis zu 72 (6×6 +6×6)
Produkte	MCX N9x und MCX N5x	KE17Z256

Die von MCX Nx4x TSI und Kinetis TSI unterstützten Funktionen sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4. Die Funktionen werden sowohl von MCX Nx4x TSI als auch von Kinetis TSI unterstützt

	MCX Nx4x-Serie	Kinetis E-Serie
Zwei Arten von Erfassungsmodi	Self-Cap-Modus: Grundlegender Self-Cap-Modus Empfindlichkeitserhöhungsmodus Geräuschunterdrückungsmodus Mutual-Cap-Modus: Grundlegender Mutual-Cap-Modus. Empfindlichkeitserhöhung aktiviert
Unterbrechen Sie die Unterstützung	Interrupt am Ende des Scans. Interrupt außerhalb des Bereichs
Unterstützung von Triggerquellen	1. Software-Trigger durch Schreiben des GENCS[SWTS]-Bits 2. Hardware-Trigger über INPUTMUX 3. Automatischer Trigger durch AUTO_TRIG[TRIG_ EN]	1. Software-Trigger durch Schreiben des GENCS[SWTS]-Bits 2. Hardware-Trigger über INP UTMUX
Low-Power-Unterstützung	Deep Sleep: voll funktionsfähig, wenn GENCS[STPE] auf 1 eingestellt ist. Power Down: Wenn die WAKE-Domäne aktiv ist, kann TSI wie im „Deep Sleep“-Modus arbeiten. Deep Power Down, VBAT: nicht verfügbar	STOP-Modus, VLPS-Modus: voll funktionsfähig, wenn GENCS[STPE] auf 1 gesetzt ist.
Aufwachen mit geringem Stromverbrauch	Jeder TSI-Kanal kann die MCU aus dem Energiesparmodus aufwecken.
DMA-Unterstützung	Das Out-of-Range-Ereignis oder das End-of-Scan-Ereignis kann die DMA-Übertragung auslösen.
Hardware-Rauschfilter	SSC reduziert das Frequenzrauschen und fördert das Signal-Rausch-Verhältnis (PRBS-Modus, Up-Down-Counter-Modus).

MCX Nx4x TSI neue Funktionen
Dem MCX Nx4x TSI wurden einige neue Funktionen hinzugefügt. Die wichtigsten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. MCX Nx4x TSI bietet Benutzern eine größere Auswahl an Funktionen. Wie die Funktionen Baseline Auto Trace, Threshold Auto Trace und Debounce können diese Funktionen einige Hardwareberechnungen realisieren. Es spart Softwareentwicklungsressourcen.

Tabelle 5. MCX Nx4x TSI neue Funktionen

	MCX Nx4x-Serie
1	Funktion zum Zusammenführen von Näherungskanälen
2	Baseline-Autotrace-Funktion
3	Schwellenwert-Autotrace-Funktion

4	Entprellfunktion
5	Automatische Triggerfunktion
6	Uhr vom Chip-Systemtakt
7	Fingerfunktion testen

Funktionsbeschreibung des MCX Nx4x TSI
Hier ist die Beschreibung dieser neu hinzugefügten Funktionen:

1. Die Funktion zum Zusammenführen von Näherungskanälen
   • Die Proximity-Funktion wird verwendet, um mehrere TSI-Kanäle zum Scannen zusammenzuführen. Konfigurieren Sie TSI0_GENCS[S_PROX_EN] auf 1, um den Näherungsmodus zu aktivieren. Der Wert in TSI0_CONFIG[TSICH] ist ungültig und wird nicht zur Auswahl eines Kanals im Näherungsmodus verwendet.
   • Das 25-Bit-Register TSI0_CHMERGE[CHANNEL_ENABLE] ist für die Auswahl mehrerer Kanäle konfiguriert, das 25-Bit-Register steuert die Auswahl von 25 TSI-Kanälen. Es können bis zu 25 Kanäle ausgewählt werden, indem die 25 Bits auf 1 (1_1111_1111_1111_1111_1111_1111b) konfiguriert werden. Wenn ein Trigger auftritt, werden die mehreren durch TSI0_CHMERGE[CHANNEL_ENABLE] ausgewählten Kanäle zusammen gescannt und erzeugen einen Satz der TSI-Scanwerte. Der Scanwert kann aus dem Register TSI0_DATA[TSICNT] gelesen werden. Die Proximity-Merge-Funktion integriert theoretisch die Kapazität mehrerer Kanäle und beginnt dann mit dem Scannen, was nur im Self-Cap-Modus gültig ist. Je mehr Berührungskanäle zusammengeführt werden, desto kürzer kann die Scanzeit sein, desto kleiner ist der Scanwert und desto schlechter ist die Empfindlichkeit. Daher ist bei der Berührungserkennung eine höhere Berührungskapazität erforderlich, um eine höhere Empfindlichkeit zu erzielen. Diese Funktion eignet sich zur großflächigen Berührungserkennung und großflächigen Annäherungserkennung.
2. Baseline-Autotrace-Funktion
   • Der TSI von MCX Nx4x stellt das Register zum Festlegen der TSI-Basislinie und der Basislinien-Trace-Funktion bereit. Nachdem die Softwarekalibrierung des TSI-Kanals abgeschlossen ist, geben Sie einen initialisierten Basiswert in das Register TSI0_BASELINE[BASELINE] ein. Die anfängliche Grundlinie des Berührungskanals im Register TSI0_BASELINE[BASELINE] wird vom Benutzer in die Software geschrieben. Die Einstellung der Grundlinie gilt nur für einen Kanal. Die Baseline-Trace-Funktion kann die Baseline im TSI0_BASELINE[BASELINE]-Register anpassen, um sie nahe an die aktuellen TSI-Werte zu bringenample Wert. Die Baseline-Trace-Aktivierungsfunktion wird durch das Bit TSI0_BASELINE[BASE_TRACE_EN] aktiviert, und das Auto-Trace-Verhältnis wird im Register TSI0_BASELINE[BASE_TRACE_DEBOUNCE] festgelegt. Der Basiswert wird automatisch erhöht oder verringert. Der Änderungswert für jede Erhöhung/Verringerung ist BASELINE * BASE_TRACE_DEBOUNCE. Die Baseline-Trace-Funktion ist nur im Energiesparmodus aktiviert und die Einstellung gilt nur für einen Kanal. Wenn der Touch-Kanal geändert wird, müssen die Baseline-bezogenen Register neu konfiguriert werden.
3. Schwellenwert-Autotrace-Funktion
   • Der Schwellenwert kann von der IP-internen Hardware berechnet werden, wenn die Schwellenwertverfolgung aktiviert ist, indem das Bit TSI0_BASELINE[THRESHOLD_TRACE_EN] auf 1 konfiguriert wird. Der berechnete Schwellenwert wird in das Schwellenwertregister TSI0_TSHD geladen. Um den gewünschten Schwellenwert zu erhalten, wählen Sie das Schwellenwertverhältnis in TSI0_BASELINE[THRESHOLD_RATIO] aus. Der Schwellenwert des Touch-Kanals wird gemäß der folgenden Formel im IP-Intern berechnet. Threshold_H: TSI0_TSHD[THRESH] = [BASELINE + BASELINE >>(THRESHOLD_RATIO+1)] Threshold_L: TSI0_TSHD[THRESL] = [BASELINE – BASELINE >>(THRESHOLD_RATIO+1)] BASELINE ist der Wert in TSI0_BASELINE[BASELINE].
4. Entprellfunktion
   • MCX Nx4x TSI bietet die Hardware-Entprellfunktion. Mit TSI_GENCS[DEBOUNCE] kann die Anzahl der außerhalb des Bereichs liegenden Ereignisse konfiguriert werden, die einen Interrupt erzeugen können. Nur der Interrupt-Ereignismodus außerhalb des Bereichs unterstützt die Entprellfunktion, das Interrupt-Ereignis am Ende des Scans unterstützt sie nicht.
5. Automatische Triggerfunktion.
   • Es gibt drei Triggerquellen von TSI, einschließlich des Software-Triggers durch Schreiben des TSI0_GENCS[SWTS]-Bits, des Hardware-Triggers durch INPUTMUX und des automatischen Triggers durch TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_EN]. Abbildung 4 zeigt den automatisch durch den Trigger generierten Fortschritt.
   • Die automatische Auslösefunktion ist eine neue Funktion im MCX Nx4x TSI. Diese Funktion wird durch Einstellung aktiviert
   • TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_EN] auf 1. Sobald der automatische Trigger aktiviert ist, ist die Software-Trigger- und Hardware-Trigger-Konfiguration in TSI0_GENCS[SWTS] ungültig. Der Zeitraum zwischen den einzelnen Auslösern kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
   • Timer-Periode zwischen jedem Trigger = Trigger-Takt/Trigger-Takt-Teiler * Trigger-Takt-Zähler.
   • Trigger-Takt: Konfigurieren Sie TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_CLK_SEL], um die automatische Trigger-Taktquelle auszuwählen.
   • Trigger-Taktteiler: Konfigurieren Sie TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_CLK_DIVIDER], um den Trigger-Taktteiler auszuwählen.
   • Trigger-Taktzähler: Konfigurieren Sie TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_PERIOD_COUNTER], um den Wert des Trigger-Taktzählers zu konfigurieren.
   • Für den Takt der automatischen Triggertaktquelle ist einer der 32k-Takt lp_osc, ein anderer der FRO_12Mhz-Takt oder der clk_in-Takt kann durch TSICLKSEL[SEL] ausgewählt und durch TSICLKDIV[DIV] geteilt werden.
6. Uhr vom Chip-Systemtakt
   • Normalerweise stellt der TSI der Kinetis E-Serie einen internen Referenztakt zur Erzeugung des TSI-Funktionstakts bereit.
   • Beim TSI des MCX Nx4x kann der Betriebstakt nicht nur von der internen IP, sondern auch vom Chipsystemtakt stammen. MCX Nx4x TSI verfügt über zwei Funktionstaktquellen zur Auswahl (durch Konfiguration von TSICLKSEL[SEL]).
   • Wie in Abbildung 5 dargestellt, kann ein Taktgeber des Chipsystems den TSI-Betriebsstromverbrauch senken, ein weiterer Taktgeber wird vom internen TSI-Oszillator erzeugt. Dadurch kann der Jitter des TSI-Betriebstakts verringert werden.
   • Der FRO_12-MHz-Takt oder der clk_in-Takt ist die Taktquelle der TSI-Funktion. Er kann mit TSICLKSEL[SEL] ausgewählt und durch TSICLKDIV[DIV] geteilt werden.
7. Fingerfunktion testen
   • MCX Nx4x TSI bietet die Testfingerfunktion, die eine Fingerberührung ohne echte Fingerberührung auf der Hardwareplatine simulieren kann, indem das entsprechende Register konfiguriert wird.
   • Diese Funktion ist während des Code-Debuggens und des Hardware-Board-Tests nützlich.
   • Die Stärke des TSI-Testfingers kann durch TSI0_MISC[TEST_FINGER] konfiguriert werden, der Benutzer kann damit die Berührungsstärke ändern.
   • Es gibt 8 Optionen für die Fingerkapazität: 148 pF, 296 pF, 444 pF, 592 pF, 740 pF, 888 pF, 1036 pF, 1184 pF. Die Testfingerfunktion wird aktiviert, indem TSI0_MISC[TEST_FINGER_EN] auf 1 konfiguriert wird.
   • Mit dieser Funktion kann der Benutzer die Hardware-Touchpad-Kapazität berechnen, die TSI-Parameter debuggen und die Software-Sicherheits-/Fehlertests (FMEA) durchführen. Konfigurieren Sie im Softwarecode zunächst die Fingerkapazität und aktivieren Sie dann die Testfingerfunktion.

Example Anwendungsfall der neuen Funktion MCX Nx4x TSI
MCX Nx4x TSI verfügt über eine Funktion für den Anwendungsfall mit geringem Stromverbrauch:

• Verwenden Sie die Chip-Systemuhr, um den IP-Stromverbrauch zu senken.
• Verwenden Sie die automatische Triggerfunktion, die Funktion zum Zusammenführen von Proximity-Kanälen, die automatische Basislinienverfolgungsfunktion, die automatische Schwellenwertverfolgungsfunktion und die Entprellungsfunktion, um einen einfachen Weckanwendungsfall mit geringem Stromverbrauch durchzuführen.

MCX Nx4x TSI Hardware- und Softwareunterstützung

• NXP verfügt über vier Arten von Hardwareplatinen zur Unterstützung der MCX Nx4x TSI-Evaluierung.
• Das X-MCX-N9XX-TSI-Board ist das interne Evaluierungsboard. Bitte wenden Sie sich an FAE/Marketing, um es anzufordern.
• Die anderen drei Boards sind offizielle Release-Boards von NXP und können auf der Website gefunden werden NXP web Hier kann der Benutzer das offiziell unterstützte Software-SDK und die Touch-Bibliothek herunterladen.

TSI-Evaluierungsplatine der MCX Nx4x-Serie

• NXP bietet Evaluierungsboards an, die Benutzern bei der Evaluierung der TSI-Funktion helfen. Nachfolgend finden Sie die detaillierten Vorstandsinformationen.

X-MCX-N9XX-TSI-Karte

• Bei der X-MCX-N9XX-TSI-Karte handelt es sich um ein Referenzdesign für die Berührungserkennung mit mehreren Berührungsmustern, das auf der NXP-Hochleistungs-MCU MCX Nx4x basiert, die über ein TSI-Modul verfügt und bis zu 25 auf der Karte demonstrierte Berührungskanäle unterstützt.
• Das Board kann zur Evaluierung der TSI-Funktion für die MCUs der Serien MCX N9x und N5x verwendet werden. Dieses Produkt hat die IEC61000-4-6 3V-Zertifizierung bestanden.

NXP Semiconductors

MCX-N5XX-EVK

MCX-N5XX-EVK Bietet den Touch-Slider auf der Platine und ist mit der FRDM-TOUCH-Platine kompatibel. NXP bietet eine Touch-Bibliothek zur Realisierung der Funktionen von Tasten, Schiebereglern und Drehberührungen.

MCX-N9XX-EVK

MCX-N9XX-EVK Bietet den Touch-Slider auf der Platine und ist mit der FRDM-TOUCH-Platine kompatibel. NXP bietet eine Touch-Bibliothek zur Realisierung der Funktionen von Tasten, Schiebereglern und Drehberührungen.

FRDM-MCXN947
FRDM-MCXN947 Bietet eine One-Touch-Taste auf der Platine und ist mit der FRDM-TOUCH-Platine kompatibel. NXP bietet eine Touch-Bibliothek zur Realisierung der Funktionen von Tasten, Schiebereglern und Drehberührungen.

Unterstützung der NXP-Touch-Bibliothek für MCX Nx4x TSI

• NXP bietet eine kostenlose Touch-Softwarebibliothek an. Es bietet die gesamte Software, die zum Erkennen von Berührungen und zum Implementieren komplexerer Controller wie Schieberegler oder Tastaturen erforderlich ist.
• TSI-Hintergrundalgorithmen sind für Touch-Tastaturen und analoge Decoder, automatische Empfindlichkeitskalibrierung, geringer Stromverbrauch, Nähe und Wassertoleranz verfügbar.
• Die SW wird in Quellcodeform in „Objekt-C-Sprachcodestruktur“ verteilt. Für die TSI-Konfiguration und -Abstimmung wird ein auf FreeMASTER basierendes Touch-Tuner-Tool bereitgestellt.

SDK-Build- und Touch-Bibliothek herunterladen

• Der Benutzer kann daraus ein SDK von MCX-Hardwareplatinen erstellen https://mcuxpresso.nxp.com/en/welcome, fügen Sie die Touch-Bibliothek zum SDK hinzu und laden Sie das Paket herunter.
• Der Vorgang ist in Abbildung 10, Abbildung 11 und Abbildung 12 dargestellt.

NXP Touch-Bibliothek

• Der Touch-Sensing-Code im heruntergeladenen SDK-Ordner …\boards\frdmmcxn947\demo_apps\touch_sensing wurde mithilfe der NXP-Touch-Bibliothek entwickelt.
• Das NXP Touch Library-Referenzhandbuch finden Sie im Ordner …/middleware/touch/freemaster/html/index.html. Es beschreibt die NXP Touch-Softwarebibliothek zur Implementierung berührungsempfindlicher Anwendungen auf NXP-MCU-Plattformen. Die NXP Touch-Softwarebibliothek bietet Berührungserkennungsalgorithmen zur Erkennung von Fingerberührungen, Bewegungen oder Gesten.
• Das FreeMASTER-Tool für die TSI-Konfiguration und -Optimierung ist in der NXP Touch-Bibliothek enthalten. Weitere Informationen finden Sie im NXP Touch Library Reference Manual (Dokument NT20RM) oder NXP Touch Development Guide (Dokument AN12709).
• Die Grundbausteine ​​der NXP Touch-Bibliothek sind in Abbildung 13 dargestellt:

MCX Nx4x TSI-Leistung

Für MCX Nx4x TSI wurden die folgenden Parameter auf der X-MCX-N9XX-TSI-Karte getestet. Hier ist die Leistungsübersicht.

Tabelle 6. Leistungszusammenfassung

	MCX Nx4x-Serie
1	SNR	Bis zu 200:1 für den Self-Cap-Modus und den Mutual-Cap-Modus
2	Overlay-Dicke	Bis zu 20 mm
3	Stärke des Schildantriebs	Bis zu 600 pF bei 1 MHz, bis zu 200 pF bei 2 MHz
4	Sensorkapazitätsbereich	5pF – 200pF

1. SNR-Test
   • Das SNR wird anhand der Rohdaten des TSI-Zählerwerts berechnet.
   • Für den Fall, dass kein Algorithmus zur Verarbeitung der s verwendet wirdampLED-Werte, SNR-Werte von 200:1 können im Self-Cap-Modus und Mutualcap-Modus erreicht werden.
   • Wie in Abbildung 14 dargestellt, wurde der SNR-Test auf der TSI-Karte auf EVB durchgeführt.
2. Test der Schildantriebsstärke
   • Die starke Abschirmungsstärke von TSI kann die Wasserdichtigkeit des Touchpads verbessern und ein größeres Touchpad-Design auf der Hardwareplatine unterstützen.
   • Wenn alle 4 TSI-Abschirmungskanäle aktiviert sind, wird die maximale Treiberfähigkeit der Abschirmungskanäle bei 1 MHz und 2 MHz TSI-Arbeitstakten im Self-Cap-Modus getestet.
   • Je höher der TSI-Betriebstakt ist, desto geringer ist die Antriebsstärke des abgeschirmten Kanals. Wenn der TSI-Betriebstakt niedriger als 1 MHz ist, ist die maximale Treiberstärke des TSI größer als 600 pF.
   • Um das Hardware-Design durchzuführen, beziehen Sie sich auf die in Tabelle 7 aufgeführten Testergebnisse.
   • Tabelle 7. Ergebnis des Shield-Driver-Stärketests
     

     Schildkanal eingeschaltet	Uhr	Maximale Schildantriebsstärke
     CH0, CH6, CH12, CH18	1 MHz	600 pF
     	2 MHz	200 pF
3. Test der Overlay-Dicke
   • Um die Berührungselektrode vor Störungen durch die äußere Umgebung zu schützen, muss das Auflagematerial eng an der Oberfläche der Berührungselektrode anliegen. Zwischen der Berührungselektrode und der Auflage darf kein Luftspalt vorhanden sein. Eine Auflage mit hoher Dielektrizitätskonstante oder eine Auflage mit geringer Dicke verbessert die Empfindlichkeit der Berührungselektrode. Die maximale Overlay-Dicke des Acryl-Overlay-Materials wurde auf der X-MCX-N9XX-TSI-Platine getestet, wie in Abbildung 15 und Abbildung 16 dargestellt. Die Berührungsaktion kann auf dem 20 mm dicken Acryl-Overlay erkannt werden.
   • Hier sind die Bedingungen, die erfüllt sein müssen:
     • SNR>5:1
     • Self-Cap-Modus
     • 4 Schirmkanäle eingeschaltet
     • Der Empfindlichkeitsschub
4. Test des Sensorkapazitätsbereichs
   • Die empfohlene Eigenkapazität eines Berührungssensors auf einer Hardwareplatine liegt im Bereich von 5 pF bis 50 pF.
   • Die Fläche des Berührungssensors, das Material der Leiterplatte und die Leiterbahn auf der Platine beeinflussen die Größe der Eigenkapazität. Diese müssen beim Hardware-Design der Platine berücksichtigt werden.
   • Nach Tests auf der X-MCX-N9XX-TSI-Karte kann MCX Nx4x TSI eine Berührungsaktion erkennen, wenn die Eigenkapazität bis zu 200 pF beträgt und das SNR größer als 5:1 ist. Daher sind die Anforderungen an das Touchboard-Design flexibler.

Abschluss

In diesem Dokument werden die Grundfunktionen von TSI auf MCX Nx4x-Chips vorgestellt. Einzelheiten zum MCX Nx4x TSI-Prinzip finden Sie im TSI-Kapitel des MCX Nx4x-Referenzhandbuchs (Dokument MCXNx4xRM). Vorschläge zum Hardware-Board-Design und Touchpad-Design finden Sie im KE17Z Dual TSI-Benutzerhandbuch (Dokument). KE17ZDTSIUG).

Verweise

Die folgenden Referenzen sind auf dem NXP verfügbar webWebsite:

1. MCX Nx4x Referenzhandbuch (Dokument MCXNx4xRM)
2. KE17Z Dual TSI Benutzerhandbuch (Dokument KE17ZDTSIUG)
3. NXP Touch-Entwicklungshandbuch (Dokument AN12709)
4. NXP Touch Library Referenzhandbuch (Dokument NT20RM)

Versionsgeschichte

Tabelle 8. Versionsgeschichte

Dokument-ID	Veröffentlichungsdatum	Beschreibung
UG10111 v.1	7 Mag 2024	Erste Version

Rechtliche Informationen

• Definitionen
  • Entwurf - Ein Entwurfsstatus eines Dokuments zeigt an, dass der Inhalt noch intern behandelt wirdview und vorbehaltlich einer formellen Genehmigung, die zu Änderungen oder Ergänzungen führen kann. NXP Semiconductors gibt keine Zusicherungen oder Gewährleistungen hinsichtlich der Genauigkeit oder Vollständigkeit der Informationen, die in einer Entwurfsversion eines Dokuments enthalten sind, und übernimmt keine Haftung für die Folgen der Verwendung solcher Informationen.
• Haftungsausschlüsse
  • Beschränkte Gewährleistung und Haftung — Wir gehen davon aus, dass die Informationen in diesem Dokument korrekt und zuverlässig sind. NXP Semiconductors gibt jedoch keine ausdrücklichen oder stillschweigenden Zusicherungen oder Gewährleistungen hinsichtlich der Richtigkeit oder Vollständigkeit dieser Informationen und übernimmt keine Haftung für die Folgen der Verwendung dieser Informationen. NXP Semiconductors übernimmt keine Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments, wenn dieser von einer Informationsquelle außerhalb von NXP Semiconductors bereitgestellt wird. In keinem Fall haftet NXP Semiconductors für indirekte, zufällige, strafende, besondere oder Folgeschäden (einschließlich – ohne Einschränkung – entgangener Gewinn, entgangene Einsparungen, Betriebsunterbrechung, Kosten im Zusammenhang mit der Entfernung oder dem Austausch von Produkten oder Nacharbeitskosten). unabhängig davon, ob diese Schäden auf unerlaubter Handlung (einschließlich Fahrlässigkeit), Garantie, Vertragsbruch oder einer anderen Rechtstheorie beruhen. Ungeachtet etwaiger Schäden, die dem Kunden aus irgendeinem Grund entstehen könnten, ist die Gesamt- und Kumulhaftung von NXP Semiconductors gegenüber dem Kunden für die hier beschriebenen Produkte durch die Geschäftsbedingungen für den kommerziellen Verkauf von NXP Semiconductors beschränkt.
  • Änderungsrecht — NXP Semiconductors behält sich das Recht vor, jederzeit und ohne Vorankündigung Änderungen an den in diesem Dokument veröffentlichten Informationen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Spezifikationen und Produktbeschreibungen, vorzunehmen. Dieses Dokument ersetzt alle vor der Veröffentlichung dieses Dokuments bereitgestellten Informationen.
  • Gebrauchstauglichkeit — Die Produkte von NXP Semiconductors sind nicht dafür konzipiert, autorisiert oder garantiert, dass sie für den Einsatz in lebenserhaltenden, lebenskritischen oder sicherheitskritischen Systemen oder Geräten geeignet sind, noch in Anwendungen, bei denen ein Ausfall oder eine Fehlfunktion eines Produkts von NXP Semiconductors vernünftigerweise zu erwarten ist Personenschäden, Tod oder schwere Sach- oder Umweltschäden können die Folge sein. NXP Semiconductors und seine Lieferanten übernehmen keine Haftung für die Einbeziehung und/oder Verwendung von NXP Semiconductors-Produkten in solchen Geräten oder Anwendungen und daher erfolgt eine solche Einbeziehung und/oder Verwendung auf eigenes Risiko des Kunden.
  • Anwendungen — Die hier beschriebenen Anwendungen für eines dieser Produkte dienen nur der Veranschaulichung. NXP Semiconductors gibt keine Zusicherungen oder Garantien dafür, dass solche Anwendungen ohne weitere Tests oder Änderungen für den angegebenen Verwendungszweck geeignet sind. Kunden sind für das Design und den Betrieb ihrer Anwendungen und Produkte unter Verwendung von NXP Semiconductors-Produkten verantwortlich und NXP Semiconductors übernimmt keine Haftung für Unterstützung bei Anwendungen oder Kundenproduktdesign. Es liegt in der alleinigen Verantwortung des Kunden, festzustellen, ob das Produkt von NXP Semiconductors für die geplanten Anwendungen und Produkte des Kunden sowie für die geplante Anwendung und Nutzung der Drittkunden des Kunden geeignet und geeignet ist. Kunden sollten geeignete Konstruktions- und Betriebsschutzmaßnahmen bereitstellen, um die mit ihren Anwendungen und Produkten verbundenen Risiken zu minimieren. NXP Semiconductors übernimmt keine Haftung im Zusammenhang mit Ausfällen, Schäden, Kosten oder Problemen, die auf Schwächen oder Ausfällen in den Anwendungen oder Produkten des Kunden oder der Anwendung oder Nutzung durch Drittkunden des Kunden beruhen. Der Kunde ist dafür verantwortlich, alle notwendigen Tests für die Anwendungen und Produkte des Kunden unter Verwendung von NXP Semiconductors-Produkten durchzuführen, um einen Ausfall der Anwendungen und Produkte oder der Anwendung oder Nutzung durch den/die Drittkunden des Kunden zu vermeiden. NXP übernimmt diesbezüglich keine Haftung.
  • Allgemeine Geschäftsbedingungen für den gewerblichen Verkauf — Die Produkte von NXP Semiconductors werden gemäß den allgemeinen Geschäftsbedingungen für den gewerblichen Verkauf verkauft, wie unter veröffentlicht https://www.nxp.com/profile/terms sofern in einer gültigen schriftlichen Einzelvereinbarung nichts anderes vereinbart ist. Im Falle des Abschlusses einer Einzelvereinbarung gelten ausschließlich die Bedingungen der jeweiligen Vereinbarung. NXP Semiconductors widerspricht hiermit ausdrücklich der Anwendung der Allgemeinen Geschäftsbedingungen des Kunden über den Erwerb von NXP Semiconductors-Produkten durch den Kunden.
  • Ausfuhrkontrolle - Dieses Dokument sowie die hierin beschriebenen Artikel können Exportkontrollbestimmungen unterliegen. Für den Export ist möglicherweise eine vorherige Genehmigung durch die zuständigen Behörden erforderlich.
  • Eignung zur Verwendung in nicht automobilqualifizierten Produkten — Sofern in diesem Dokument nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass dieses spezielle Produkt von NXP Semiconductors für die Automobilindustrie geeignet ist, ist das Produkt nicht für den Einsatz in Automobilen geeignet. Es ist weder durch Automobiltests noch durch Anwendungsanforderungen qualifiziert oder getestet. NXP Semiconductors übernimmt keine Haftung für den Einbau und/oder die Verwendung von nicht für den Automobilbereich qualifizierten Produkten in Automobilausrüstung oder -anwendungen. Wenn der Kunde das Produkt zum Design-in und zur Verwendung in Automobilanwendungen gemäß Automobilspezifikationen und -standards verwendet, muss der Kunde (a) das Produkt ohne die Garantie von NXP Semiconductors für das Produkt für solche Automobilanwendungen, -verwendungen und -spezifikationen verwenden und (b) wann immer Der Kunde verwendet das Produkt für Automobilanwendungen, die über die Spezifikationen von NXP Semiconductors hinausgehen. Eine solche Verwendung erfolgt ausschließlich auf eigenes Risiko des Kunden, und (c) der Kunde stellt NXP Semiconductors vollständig von jeglicher Haftung, Schäden oder fehlgeschlagenen Produktansprüchen frei, die sich aus der Konstruktion und Verwendung des Produkts durch den Kunden ergeben Automobilanwendungen, die über die Standardgarantie von NXP Semiconductors und die Produktspezifikationen von NXP Semiconductors hinausgehen.
  • Übersetzungen — Eine nicht-englische (übersetzte) Version eines Dokuments, einschließlich der rechtlichen Informationen in diesem Dokument, dient nur als Referenz. Bei Abweichungen zwischen der übersetzten und der englischen Version ist die englische Version maßgebend.
  • Sicherheit - Der Kunde ist sich darüber im Klaren, dass alle NXP-Produkte möglicherweise nicht identifizierten Schwachstellen unterliegen oder etablierte Sicherheitsstandards oder -spezifikationen mit bekannten Einschränkungen unterstützen. Der Kunde ist für das Design und den Betrieb seiner Anwendungen und Produkte während ihres gesamten Lebenszyklus verantwortlich, um die Auswirkungen dieser Schwachstellen auf die Anwendungen und Produkte des Kunden zu reduzieren. Die Verantwortung des Kunden erstreckt sich auch auf andere offene und/oder proprietäre Technologien, die von NXP-Produkten zur Verwendung in den Anwendungen des Kunden unterstützt werden. NXP übernimmt keine Haftung für etwaige Sicherheitslücken. Kunden sollten regelmäßig Sicherheitsupdates von NXP prüfen und entsprechend nachfassen. Der Kunde wählt Produkte mit Sicherheitsmerkmalen aus, die den Regeln, Vorschriften und Standards der beabsichtigten Anwendung am besten entsprechen, trifft die endgültigen Designentscheidungen für seine Produkte und trägt die alleinige Verantwortung für die Einhaltung aller rechtlichen, behördlichen und sicherheitsbezogenen Anforderungen an seine Produkte , unabhängig von Informationen oder Support, die möglicherweise von NXP bereitgestellt werden. NXP verfügt über ein Product Security Incident Response Team (PSIRT) (erreichbar unter: PSIRT@nxp.com), das die Untersuchung, Meldung und Lösungsveröffentlichung von Sicherheitslücken von NXP-Produkten verwaltet.
  • NXP BV — NXP BV ist kein Betreiberunternehmen und vertreibt oder verkauft keine Produkte.

Handelsmarken

• Beachten: Alle genannten Marken, Produktnamen, Servicenamen und Warenzeichen sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber.
• NXP — Wortmarke und Logo sind Warenzeichen von NXP BV
• AMBA, Arm, Arm7, Arm7TDMI, Arm9, Arm11, Artisan, big.LITTLE, Cordio, CoreLink, CoreSight, Cortex, DesignStart, DynamIQ, Jazelle, Keil, Mali, Mbed, Mbed Enabled, NEON, POP, RealView, SecurCore, Socrates, Thumb, TrustZone, ULINK, ULINK2, ULINK-ME, ULINKPLUS, ULINKpro, μVision, Versatile – sind Marken und/oder eingetragene Marken von Arm Limited (oder seinen Tochtergesellschaften oder verbundenen Unternehmen) in den USA und/oder anderswo. Die zugehörige Technologie kann durch einige oder alle Patente, Urheberrechte, Designs und Geschäftsgeheimnisse geschützt sein. Alle Rechte vorbehalten.
• Kinetis — ist eine Marke von NXP BV
• MCX — ist eine Marke von NXP BV
• Microsoft, Azure und ThreadX – sind Marken der Microsoft-Unternehmensgruppe.

Bitte beachten Sie, dass wichtige Hinweise zu diesem Dokument und den darin beschriebenen Produkten im Abschnitt „Rechtliche Informationen“ enthalten sind.

• © 2024 NXP BV Alle Rechte vorbehalten.
• Weitere Informationen finden Sie unter https://www.nxp.com.
• Datum der Veröffentlichung: 7 Mag 2024
• Dokumentkennung: UG10111
• Rev. 1. — 7. Mai 2024

Dokumente / Ressourcen

Hochleistungs-Mikrocontroller der NXP MCX N-Serie [pdf] Benutzerhandbuch MCX N-Serie, MCX N-Serie Hochleistungs-Mikrocontroller, Hochleistungs-Mikrocontroller, Mikrocontroller

Verweise

• Bedienungsanleitung