Raspberry Pi SC1631 Raspberry Microcontroller Instruction Manual

Ĉapitro 1: Enkonduko
La serio RP2350 ofertas malsamajn pakajn opciojn kompare kun la serio RP2040. La RP2350A kaj RP2354A venas en QFN-60-pakaĵo sen kaj kun interna fulmstokado respektive, dum la RP2354B kaj RP2350B venas en QFN-80-pakaĵo kun kaj sen fulmstokado.

Ĉapitro 2: Potenco
La RP2350-serio havas novan sur-blatan ŝanĝan voltage reguligilo kun kvin pingloj. Ĉi tiu reguligisto postulas eksterajn komponentojn por funkciado sed ofertas pli altan potencan efikecon ĉe pli altaj ŝarĝfluoj kompare kun la lineara reguligisto en la RP2040-serio. Atentu bruan sentemon en la stifto VREG_AVDD, kiu provizas la analogan cirkuladon.

Oftaj Demandoj (FAQ)

Q: Kio estas la ĉefa diferenco inter RP2350A kaj RP2350B?
R: La ĉefa diferenco kuŝas en la ĉeesto de interna fulma stokado. RP2350A ne havas internan fulmstokadon dum RP2350B havas.
Q: Kiom da pingloj faras la voltage reguligisto en la RP2350 serio havas?
A: La voltagLa reguligisto en la serio RP2350 havas kvin pinglojn.

Aparataro-dezajno kun RP2350 Uzante RP2350-mikroregilojn por konstrui tabulojn kaj produktojn

Kolofono

Ĉi tiu dokumentaro estas disponebla laŭ Krea Komunaĵo Atribuite-NeDerivatoj 4.0 Internacia (CC BY-ND). konstrua dato: 2024-08-08 konstrua versio: c0acc5b-pura
Avizo pri jura malgarantio

TEKNIKAJ KAJ FIDEBLECO-DATUMO PRI RASPBERRY PI-PRODUTOJ (INKLUDE DATUMONOJ) KIEL MODIFIKITAJ DE TEMPO AL TEMPO ("RIMEDOJ") ESTAS PROVIZITAJ DE RASPBERRY PI LTD ("RPL") "KIAL ESTAS" KAJ IUJ ESPRITA AŬ IMPLITA GARANTIOJ, INKLUDE, SED NE LIMIGITA. AL, LA IMPLITAJ GARANTIOJ DE KOMERKABLECO KAJ TAŬGECO POR APARTA CELO ESTAS RENKLAITAJ. ĜIS LA MAKMUME PERMESITA DE APLIKA LEĜO EN NENIAJ OKAĜO RPL RESPONDAS PRI IUJ REKTA, NEREKTA, EKZENDA, SPECIALA, EKZEMPLA AŬ KONSEKVAJ damaĝoj (INKLUDE, SED NE LIMIGITE AL, AKIRADO DE ANSTAŬOJ VAROJ, PERDO DE DATUMOJ; , AŬ PROFITOJ; AŬ KOMERCO INTERRUPTO) TAMEN KaŭZITA KAJ ĈU TEORIO DE RESPONVO, ĈU KONTRAKTE, STRICTA RESPONVO, AŬ kulpigo (INkluzive de NEGLIGENO AŬ ALIE) EKZISTANTA IUJMANERO EL LA UZO DE LA RESPONDEBLECO, Eĉ. DE TIA damaĝo.
RPL rezervas la rajton fari ajnajn plibonigojn, plibonigojn, korektojn aŭ ajnajn aliajn modifojn al la RIMEDOJ aŭ ajnaj produktoj priskribitaj en ili en ajna momento kaj sen plia avizo.
La RESURSOJ estas destinitaj por spertaj uzantoj kun taŭgaj niveloj de kono pri dezajno. Uzantoj respondecas nur pri sia elekto kaj uzo de la RIMEDOJ kaj ajna apliko de la produktoj priskribitaj en ili. Uzanto konsentas kompensi kaj senkulpigi RPL kontraŭ ĉiuj kompensdevoj, kostoj, damaĝoj aŭ aliaj perdoj estiĝantaj pro ilia uzo de la RIMEDOJ.

RPL donas al uzantoj permeson uzi la RESURSOJN nur kune kun la produktoj Raspberry Pi. Ĉia alia uzo de la RESURSOJ estas malpermesita. Neniu permesilo estas koncedita al iu alia RPL aŭ alia triapartia intelekta proprieta rajto.
ALTA RISKAJ ACTIVADOJ. Raspberry Pi-produktoj ne estas desegnitaj, fabrikitaj aŭ destinitaj por uzo en danĝeraj medioj postulantaj malsukcesan sekuran agadon, kiel ekzemple en funkciado de nukleaj instalaĵoj, aviadilnavigacio aŭ komunikadsistemoj, aertrafika kontrolo, armilsistemoj aŭ sekurec-kritikaj aplikoj (inkluzive de vivsubteno). sistemoj kaj aliaj medicinaj aparatoj), en kiuj la malsukceso de la produktoj povus kaŭzi rekte morton, personan vundon aŭ severan fizikan aŭ median damaĝon ("Altaj Riskaj Agadoj"). RPL specife rifuzas ajnan eksplicitan aŭ implicitan garantion de taŭgeco por Altriskaj Aktivecoj kaj akceptas neniun respondecon por uzo aŭ inkludoj de Raspberry Pi-produktoj en Altriskaj Aktivecoj.

Raspberry Pi-produktoj estas provizitaj sub la Normaj Kondiĉoj de RPL. La dispozicio de RPL pri la RIMEDOJ ne vastigas aŭ alie modifas la Normajn Kondiĉojn de RPL inkluzive sed ne limigitaj al la malgarantioj kaj garantioj esprimitaj en ili.

Ĉapitro 1. Enkonduko

Figuro 1. KiCad 3D bildigo de la RP2350A Minimuma dezajno ekzample

Kiam ni unue prezentis la Raspberry Pi RP2040, ni ankaŭ publikigis "Minimuman" dezajnon eksample kaj akompana gvidilo Aparataro-dezajno kun RP2040 kiu espereble klarigis kiel la RP2040 povus esti uzata en simpla cirkvito, kaj kial la diversaj komponentelektoj estis faritaj. Kun la alveno de la serio RP235x, estas tempo reviziti la originalan RP2040 Minimal-dezajnon kaj ĝisdatigi ĝin por konsideri la novajn funkciojn, kaj ankaŭ por ĉiu el la pakaĵvariaĵoj; la RP2350A kun ĝia QFN-60-pakaĵo, kaj la RP2350B kiu estas QFN-80. Denove, ĉi tiuj dezajnoj estas en Kicad (7.0) formato, kaj estas disponeblaj por elŝuti (https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/Minimal-KiCAD.zip).

La Minimuma Estraro
La origina Minimuma tabulo estis provo disponigi simplan referencdezajnon, uzante la nuran minimumon de eksteraj komponentoj postulataj por funkcii la RP2040 kaj daŭre havi la tutan IO elmontrita kaj alirebla. Ĉi tio esence konsistis el energifonto (5V ĝis 3.3V lineara reguligisto), kristala oscilatoro, fulmmemoro, kaj IO-konektoj (mikro USB-ingo kaj GPIO-kapoj). La novaj Minimumaj tabuloj de la serio RP235x estas plejparte la samaj, sed kun kelkaj ŝanĝoj necesaj pro la nova aparataro. Aldone al ĉi tio, kaj malgraŭ iri iom kontraŭ la minimuma naturo de la dezajno, mi aldonis kelkajn butonojn por bootsel kaj kuri, kune kun aparta SWD-kapo, kio devus signifi ĝisfunde malpli frustran sencimigan sperton ĉi-foje. Dezajnoj ne strikte parolante bezonas ĉi tiujn butonojn, la signaloj ankoraŭ haveblas sur la kaplinioj, kaj ili povas esti preterlasitaj se vi estas precipe kosto aŭ spaco konscia, aŭ havas masokismajn tendencojn.

RP2040 kontraŭ RP235x-serio
La plej evidenta ŝanĝo estas en la pakoj. Dum la RP2040 estas 7x7mm QFN-56, la RP235x-serio nuntempe havas kvar malsamajn membrojn. Estas du aparatoj kiuj kunhavas la saman QFN-60-pakaĵon; la RP2350A kiu ne enhavas internan fulmstokadon, kaj la RP2354A kiu faras. Simile, la QFN-80 ankaŭ venas en du gustoj; la RP2354B kun fulmo, kaj RP2350B sen. La QFN-60-aparatoj kaj la origina RP2040 dividas komunan heredaĵontage.

Ili ĉiu havas 30 GPIOojn, kvar el kiuj ankaŭ estas konektitaj al la ADC, kaj estas 7x7mm en grandeco. Malgraŭ tio, la RP2350A ne estas anstataŭiga anstataŭaĵo por la RP2040, ĉar la nombro da pingloj sur ĉiu estas malsama. Kontraŭe, la blatoj QFN-80 nun havas 48 GPIO-ojn, kaj ok el ĉi tiuj nun kapablas ADC. Pro tio, ni nun havas du Minimumajn tabulojn; unu por la 60-pinglaj aparatoj, kaj unu por la 80. Ĉi tiuj Minimumaj tabuloj estas ĉefe dezajnitaj por la partoj sen interna fulmo (RP2350), tamen la dezajnoj povas facile esti uzataj kun la internaj fulmaj aparatoj (RP2354) simple preterlasante la surŝipan fulmon. memoro, aŭ eĉ uzi ĝin kiel sekundaran fulm-aparaton (pli pri tio poste). Estas malmulte da diferenco inter la du tabuloj, krom la fakto, ke la QFN-80-versio havas pli longajn vicojn da kaplinioj por alĝustigi la ekstran GPIO, kaj la estraro estas tial pli granda.

Krom la pako, la plej granda tabulo-nivela diferenco inter la RP235x-serio kaj RP2040 estas la elektrofontoj. La RP235x-serio havas kelkajn novajn potencajn pinglojn, kaj malsaman internan reguligilon. La 100mA lineara reguligilo de la RP2040 estis anstataŭigita per 200mA ŝaltila reguligilo, kaj kiel tia, ĝi postulas iun tre specifan cirkuladon, kaj neniun malgrandan zorgon pri la aranĝo. Estas tre rekomendite, ke vi atente sekvu niajn aranĝojn kaj elektojn de komponantoj; ni jam trapasis la doloron de devi fari plurajn ripetojn de la dezajno, do espereble vi ne devas.

Figuro 2. KiCad 3D bildigo de la RP2350B Minimuma dezajno ekzample

La Dezajno
La intenco de la Minimuma dezajno ekzamples estas krei paron da simplaj tabuloj uzante la serion RP235x, kiuj devus esti malmultekoste kaj facile fabrikeblaj, sen uzi nenecese ekzotikajn PCB-teknologiojn. La Minimumaj tabuloj estas do 2-tavolaj dezajnoj, uzante komponantojn, kiuj devus esti komune disponeblaj, kaj ĉiuj muntitaj sur la supra flanko de la tabulo. Kvankam estus bone uzi grandajn, facile man-soldatajn komponentojn, la malgranda tonalto de la QFN-blatoj (0.4mm) signifas, ke uzi iujn 0402 (1005-metrikajn) pasivajn komponentojn estas neevitebla se ĉiuj GPIO-oj estas uzotaj. Dum mane lutado de 0402-komponentoj ne estas tro malfacila per deca lutfero, estas tre preskaŭ neeble luti la QFN-ojn sen speciala ekipaĵo.

Dum la venontaj kelkaj sekcioj, mi provos klarigi por kio la kroma cirkvito estas, kaj espereble kiel ni faris la elektojn, kiujn ni faris. Ĉar mi efektive parolos pri du apartaj dezajnoj, unu por ĉiu paka grandeco, mi provis konservi aferojn tiel simplaj kiel mi povas. Laŭeble, ĉiuj komponentreferencoj por la du tabuloj estas identaj, do se mi referencas al U1, R1, ktp, tiam ĝi estas same grava por ambaŭ tabuloj. La evidenta escepto estas kiam la komponento estas nur sur unu el la tabuloj (en ĉiuj kazoj, ĉi tio estos sur la pli granda 80-stifta varianto), tiam la koncerna komponento estos nur sur la QFN-80-dezajno; por ekzample, R13 nur aperas sur ĉi tiu tabulo.

Ĉapitro 2. Potenco

La elektrofontoj de la RP235x-serio kaj la RP2040 iom malsamas ĉi-foje, kvankam en ĝia plej simpla agordo, ĝi ankoraŭ postulas du provizojn, 3.3V kaj 1.1V. La RP235x-serio estas samtempe pli malsata, ĉar ĝi estas pli alta rendimento, kaj ankaŭ pli ŝparema (kiam en malalta potenco-ŝtato) ol ĝia antaŭulo, kaj tial la lineara reguligilo sur la RP2040 estis ĝisdatigita per ŝanĝa reguligilo. Ĉi tio permesas al ni pli grandan potencan efikecon ĉe pli altaj fluoj (ĝis 200mA kompare kun la 100mA antaŭe).

Nova sur-blato voltage reguligisto

Figuro 3. Skema sekcio montranta la internan reguligan cirkviton

La lineara reguligisto de la RP2040 havis du pinglojn, 3.3V enigaĵon, kaj 1.1V-eligon por provizi la DVDD sur la blato. Ĉi-foje, la reguligisto de la serio RP235x havas kvin pinglojn, kaj postulas iujn eksterajn komponaĵojn por ke ĝi funkcias. Dum ĉi tio ŝajnas iom malantaŭa paŝo laŭ uzebleco, la ŝanĝreguligilo havas la avantaĝontage de esti pli potenca efika ĉe pli altaj ŝarĝfluoj.

Kiel la nomo sugestas, la reguligisto rapide ŝaltas kaj malŝaltas internan transistoron ligantan la 3.3V enigvol vol.tage (VREG_VIN) al la VREG_LX-stifto, kaj kun la helpo de induktoro (L1) kaj eliga kondensilo (C7), ĝi povas produkti DC-eligvol vol.tage kiu estis malpliigita de la enigo. La VREG_FB-stifto monitoras la produktaĵon voltage, kaj ĝustigas la on/off rilatumo de la ŝaltila ciklo, por certigi ke la bezonata voltage estas konservita. Ĉar grandaj fluoj estas ŝanĝitaj de VREG_VIN al VREG_LX, necesas granda kondensilo (C6) proksima al la enigo, do ni ne tro ĉagrenas la 3.3V-provizon. Parolante pri ĉi tiuj grandaj ŝanĝaj fluoj, la reguligisto ankaŭ venas kun sia propra grunda revena konekto, VREG_PGND. Simile kun VREG_VIN kaj VREG_LX, la aranĝo de ĉi tiu konekto estas kritika, kaj dum VREG_PGND devas konekti al la ĉefa GND, ĝi devas esti farita tiel, ke ĉiuj grandaj ŝanĝfluoj revenas rekte al la PGND-stifto, sen ĝeni la reston de la GND tro multe.

La lasta pinglo estas VREG_AVDD, kiu provizas la analogan cirkuladon ene de la reguligisto, kaj ĉi tio estas tre sentema al bruo.

Figuro 4. Skema sekcio montranta la PCB-aranĝon de la reguligisto

La aranĝo de la reguligisto sur la minimumaj tabuloj proksime spegulas tiun de la Raspberry Pi Pico 2. Granda laboro eniris la dezajnon de ĉi tiu cirkvito, kun multaj ripetoj de la PCB necesaj por fari ĝin tiel bona kiel ni eble. povas. Dum vi povus meti ĉi tiujn komponantojn en diversaj malsamaj manieroj kaj ankoraŭ igi la reguligilon "funkcii" (t.e., produkti eligan voltage je proksimume la ĝusta nivelo, sufiĉe bona por ke ĝi funkciigu kodon), ni trovis, ke nia reguligisto devas esti traktita ĝuste en la ĝusta maniero por teni ĝin feliĉa, kaj per feliĉa, mi volas diri produkti la ĝustan eligan volon.tage sub gamo de ŝarĝo nunaj kondiĉoj.
Farante niajn eksperimentojn pri tio, ni estis iom seniluziigitaj memorigi ke la maloportuna mondo de fiziko ne povas ĉiam esti ignorita. Ni, kiel inĝenieroj, plejparte provas fari ĝuste ĉi tion; simpligante komponentojn, ignorante (ofte) sensignifajn fizikajn ecojn, kaj anstataŭe koncentriĝante sur la posedaĵo, pri kiu ni interesiĝas. Ekzempleample, simpla rezistilo ne havas nur reziston, sed ankaŭ induktancon, ktp. En nia kazo, ni (re)malkovris ke induktoroj havas magnetan kampon asociita kun ili, kaj grave, radias en direkto depende de kiu vojo la bobeno estas bobenita, kaj la direkto de la fluo de la fluo. Ni ankaŭ memorigis, ke "plene" ŝirmita induktilo ne signifas, kion vi pensas, ke ĝi povus. La magneta kampo estas mildigita en granda mezuro, sed kelkaj ankoraŭ eskapas. Ni trovis, ke la rendimento de la reguligisto povus esti amase plibonigita se la induktoro estas "la ĝusta vojo".
Ĝi rezultas, ke la magneta kampo elsendanta de "malĝusta" induktilo influas la reguligan produktaĵkondensilon (C7), kiu en victurno ĝenas la kontrolcirkuladon ene de RP2350. Kun la induktoro en la ĝusta orientiĝo, kaj la preciza aranĝo kaj komponentelektoj uzataj ĉi tie, tiam ĉi tiu problemo malaperas. Sendube estos aliaj aranĝoj, komponantoj, ktp, kiuj povus funkcii kun induktoro en iu ajn orientiĝo, sed ili plej verŝajne uzos multe pli da PCB-spaco por fari tion. Ni provizis ĉi tiun rekomenditan aranĝon por savi homojn la multajn inĝenierajn horojn, kiujn ni pasigis evoluigi kaj rafini ĉi tiun kompaktan kaj bonkondutan solvon.
Pli al la punkto, ni iras ĝis nun diri ke se vi elektas ne uzi nian eksample, tiam vi faras tion je via propra risko. Same kiel ni jam faras kun RP2040 kaj la kristala cirkvito, kie ni insistas (nu, forte sugestas) ke vi uzu apartan parton (ni faros tion denove en la kristala sekcio de ĉi tiu dokumento).
La direkteco de ĉi tiuj malgrandaj induktoroj estas preskaŭ universale ignorita, kun la orientiĝo de la bobeno neebla dedukti, kaj ankaŭ hazarde distribuita laŭ bobeno de komponentoj. Pli grandaj induktaj kazgrandecoj ofte povas esti trovitaj havi polusajn markojn sur ili, tamen ni povus trovi neniujn taŭgajn en la 0806 (2016 metrika) kazgrandeco, kiun ni elektis. Tiucele, ni laboris kun Abracon por produkti 3.3μH-parton kun punkto por indiki polusecon, kaj grave, veni sur bobenon kun ili ĉiuj vicigitaj sammaniere. La TBD estas (aŭ tre baldaŭ) disponeblas al la ĝenerala publiko de distribuistoj. Kiel menciite antaŭe, la provizo VREG_AVDD estas tre sentema al bruo, kaj tial devas esti filtrita. Ni trovis, ke ĉar la VREG_AVDD nur tiras ĉirkaŭ 200μA, RC-filtrilo de 33Ω kaj 4.7μF estas taŭga.
Do, por resumi, la komponantoj uzataj estos...
- C6, C7 & C9 - 4.7μF (0402, 1005 metriko)
- L1 - Abracon TBD (0806, 2016 metriko)
- R3 - 33Ω (0402, 1005 metriko)
La datenfolio de RP2350 havas pli detalan diskuton pri la rekomendoj pri aranĝo de reguligistoj, bonvolu vidi Postojn pri Eksteraj Komponentoj kaj PCB-aranĝo.

Eniga provizo

La eniga potenca konekto por ĉi tiu dezajno estas per la 5V VBUS-stifto de Mikro-USB-konektilo (etikedita J1 en Figuro 5). Ĉi tio estas ofta metodo por funkciigi elektronikajn aparatojn, kaj ĝi havas sencon ĉi tie, ĉar RP2350 havas USB-funkcion, kiun ni kablos al la datumpingloj de ĉi tiu konektilo. Ĉar ni bezonas nur 3.3V por ĉi tiu dezajno (la 1.1V-provizo venas de la interna), ni devas malaltigi la envenantan 5V-USB-provizon, en ĉi tiu kazo, uzante alian eksteran volon.tage reguligisto, ĉi-kaze lineara reguligisto (alinome Low Drop Out reguligisto, aŭ LDO). Antaŭe laŭdinte la virtojn uzi efikan ŝanĝreguligilon, povus ankaŭ esti saĝa elekto uzi unu ĉi tie ankaŭ, sed mi elektis simplecon. Unue, uzi LDO estas preskaŭ ĉiam pli facila. Ne necesas kalkuloj por eltrovi kian grandecon induktilon vi devus uzi, aŭ kiom grandaj estas la eliraj kondensiloj, kaj la aranĝo estas kutime multe pli simpla ankaŭ. Due, ŝpari ĉiun lastan guton de potenco ne estas la celo ĉi tie; se ĝi estus, mi serioze konsiderus uzi ŝanĝan reguligilon, kaj vi povas trovi eksample de fari tion sur la Raspberry Pi Pico 2. Kaj trie, mi povas simple "prunti" la cirkviton, kiun mi antaŭe uzis sur la RP2040-versio de la Minimal-tabulo. La NCP1117 (U2) elektita ĉi tie havas fiksan eliron de 3.3V, estas vaste havebla kaj povas provizi ĝis 1A da kurento, kio estos sufiĉe por plej multaj dezajnoj. Rigardo al la datumfolio por la NCP1117 diras al ni, ke ĉi tiu aparato postulas 10μF-kondensilon sur la enigo, kaj alian sur la eligo (C1 kaj C5).

Malkunligaj kondensiloj

Figuro 6. Skema sekcio montranta la RP2350-elektrajn enigaĵojn, voltage reguligilo kaj malkunligaj kondensiloj

Alia aspekto de la elektroprovizdezajno estas la malkunligaj kondensiloj necesaj por RP2350. Ĉi tiuj provizas du bazajn funkciojn. Unue, ili filtras elektroprovizobruon, kaj due, provizas lokan provizon de ŝargo, kiun la cirkvitoj ene de RP2350 povas uzi baldaŭ. Ĉi tio malhelpas la voltage nivelo en la tuja najbareco de fali tro multe kiam la nuna postulo subite pliiĝas. Ĉar, pro tio, estas grave loki malkunigon proksime al la potencaj pingloj. Kutime, ni rekomendas la uzon de 100nF-kondensilo per potenca pinglo, tamen ni devias de ĉi tiu regulo en kelkaj okazoj.

Figuro 7. Sekcio de aranĝo montranta RP2350-vojigon kaj malkunigon

Unue, por povi havi sufiĉan spacon por ke ĉiuj pecetaj pingloj povu esti elvojataj, for de la aparato, ni devas kompromiti kun la kvanto da malkunligaj kondensiloj, kiujn ni povas uzi. En ĉi tiu dezajno, pingloj 53 kaj 54 de RP2350A (stiftoj 68 kaj 69 de RP2350B) dividas ununuran kondensilon (C12 en Figuro 7 kaj Figuro 6), ĉar ne estas multe da loko sur tiu flanko de la aparato, kaj la komponantoj. kaj aranĝo de la reguligisto havas prioritaton.
Ĉi tiu manko de spaco povus esti iom venkita se ni uzus pli kompleksan/multestan teknologion, kiel pli malgrandajn komponantojn, aŭ kvartavolan PCB kun komponantoj sur ambaŭ supraj kaj malsupraj flankoj. Ĉi tio estas dezajnokomerco; ni malpliigis la kompleksecon kaj koston, koste de havado de malpli malkunliga kapacitanco, kaj kondensiloj kiuj estas iomete pli for de la blato ol estas optimuma (tio pliigas la induktancon). Tio povis havi la efikon de limigado de la maksimuma rapideco ĉe kiu la dezajno povis funkciigi, kiel la voltage provizo povus fariĝi tro brua kaj fali sub la minimuma permesita voltage; sed por la plej multaj aplikoj, ĉi tiu komerco devus esti akceptebla.

La alia devio de la 100nF regulo estas tiel ni povas plu plibonigi la voltage reguliga rendimento; ni rekomendas uzi 4.7μF por C10, kiu estas la metita sur la alia flanko de la blato de la reguligisto.

Ĉapitro 3. Flash Memoro

Primara ekbrilo

Figuro 8. Skema sekcio montranta la primaran fulmmemoron kaj USB_BOOT-cirkuladon

Por povi stoki programkodon, de kiu RP2350 povas ekfunkciigi kaj funkcii, ni devas uzi fulmmemoron, specife, kvaropan SPI-memoron. La aparato elektita ĉi tie estas W25Q128JVS-aparato (U3 en la Figuro 8), kiu estas 128Mbit-peceto (16MB). Ĉi tiu estas la plej granda memorgrandeco kiun RP2350 povas subteni. Se via aparta aplikaĵo ne bezonas tiom da stokado, tiam pli malgranda, pli malmultekosta memoro povus esti uzata anstataŭe.
Ĉar ĉi tiu datumbuso povas esti sufiĉe altfrekvenca kaj estas regule uzata, la QSPI-stiftoj de RP2350 devus esti kabligitaj rekte al la fulmo, uzante mallongajn konektojn por konservi la signalintegrecon, kaj ankaŭ redukti krucparoladon en ĉirkaŭaj cirkvitoj. Interkruciĝo estas kie signaloj sur unu cirkvitreto povas indukti nedeziratan voltagestas en najbara cirkvito, eble kaŭzante erarojn okazi.

La signalo QSPI_SS estas speciala kazo. Ĝi estas konektita al la fulmo rekte, sed ĝi ankaŭ havas du rezistilojn (nu, kvar, sed mi venos al tio poste) konektitaj al ĝi. La unua (R1) estas tiriĝo al la provizo de 3.3V. La fulmmemoro postulas la pecelektan enigaĵon esti ĉe la sama voltage kiel sia propra provizora pinglo de 3.3V kiam la aparato estas ŝaltita, alie ĝi ne funkcias ĝuste. Kiam la RP2350 estas ŝaltita, ĝia QSPI_SS-stifto aŭtomate defaŭlte al tiriĝo, sed ekzistas mallonga tempodaŭro dum ŝaltado kie la stato de la QSPI_SS-stifto ne povas esti garantiita. La aldono de tirrezisto certigas, ke ĉi tiu postulo ĉiam estos kontentigita. R1 estas markita kiel DNF (Ne Taŭgu) sur la skemo, ĉar ni trovis, ke kun ĉi tiu aparta fulma aparato, la ekstera tiriĝo estas nenecesa. Tamen, se oni uzas malsaman fulmon, eble gravas povi enmeti 10kΩ-rezistilon ĉi tie, do ĝi estis inkluzivita ĉiaokaze.
La dua rezistilo (R6) estas 1kΩ rezistilo, ligita al prembutono (SW1) etikedita "USB_BOOT". Ĉi tio estas ĉar la pinglo QSPI_SS estas uzata kiel 'botrimeno'; RP2350 kontrolas la valoron de ĉi tiu I/O dum la lanĉa sekvenco, kaj se ĝi estas trovita esti logika 0, tiam RP2350 revenas al la BOOTSEL-reĝimo, kie RP2350 prezentas sin kiel USB-masa stokado-aparato, kaj kodo povas esti kopiita rekte. al ĝi. Se ni simple premas la butonon, ni tiras QSPI_SS-pinglon al grundo, kaj se la aparato estas poste rekomencigita (ekz. per ŝaltanta la RUN-pinglon), RP2350 rekomencos en BOOTSEL-reĝimo anstataŭ provi ruli la enhavon de la fulmo. Ĉi tiuj rezistiloj, R2 kaj R6 (R9 kaj R10 ankaŭ), devus esti metitaj proksime al la fulmblato, do ni evitas pliajn longojn de kupraj spuroj, kiuj povus influi la signalon.
Ĉio ĉi-supra specife validas por la RP2350, kiu ne havas internan ekbrilon. Kompreneble, la RP2354-aparatoj havas internajn 2MB-memormemorojn, do la ekstera U3-memoro ne estas bezonata, do U3 povas esti sekure forigita de la skemo, aŭ simple lasita senhoma. En ĉiu el ĉi tiuj kazoj, ni ankoraŭ volus teni la USB_BOOT-ŝaltilon konektita al QSPI_SS, por ke ni ankoraŭ povu eniri USB-ŝargan reĝimon.

Sekundara fulmo aŭ PSRAM

La RP235x-serio nun subtenas duan memoran aparaton uzantan la samajn QSPI-stiftojn, kun GPIO disponiganta la kroman peceton. Do, se ni uzas RP2354 (kiu havas internan ekbrilon), tiam ni povus uzi U3 kiel sekundaran ekbrilon, aŭ eĉ anstataŭigi ĝin per PSRAM-aparato. Por fari tion, ni devas malkonekti QSPI_SS de U3, kaj anstataŭe konekti ĝin al taŭga GPIO anstataŭe. La plej proksima GPIO kapabla esti peceto elektita (XIP_CS1n) estas GPIO0, do forigante la 0Ω de R10, kaj alĝustigante ĝin al R9, ni nun povas aliri U3 krom la sur-blata fulmo. Por plene profititage de ĉi tiu funkcio, kie ni havas du eksterajn memorajn aparatojn por ke la RP2350-partoj sen fulmo povas profiti, la pli granda el la du Minimumaj tabuloj, por la RP2350B, inkluzivas laŭvolan piedsignon (U4) por plia memorpeto.

Figuro 9. Skema sekcio montranta la laŭvolan sekundaran memoran aparaton

Por povi uzi ĉi tiun aparaton, ĝi evidente devos esti loĝata, same kiel R11 (0Ω), kaj R13 (10KΩ). La aldono de R11 ligas GPIO0 (la XIP_CS1n-signalo) al la pecet-elekto de la dua memoro. La tirado sur la peceta elekta pinglo estas certe bezonata ĉi-foje, ĉar la defaŭlta stato de GPIO0 estas malaltiĝota ĉe ŝaltado, kio kaŭzus nian fulm-aparaton malsukcesi. C22 ankaŭ bezonus por disponigi lokan elektroprovizomalkupligon por U4.

Subtenataj fulmaj blatoj
La komenca fulmsondsekvenco, uzita per la fundo por eltiri la duan stage de fulmo, uzas 03h serian legan komandon, kun 24-bita adresado, kaj serian horloĝon de proksimume 1MHz. Ĝi plurfoje cirkulas tra la kvar kombinaĵoj de horloĝpoluseco kaj horloĝfazo, serĉante validan sekundon.tage CRC32 ĉeksumo.
Kiel la dua stage tiam estas libera agordi ekzekuti-loke uzante la saman 03h serialegan komandon, RP2350 povas plenumi kaŝmemoritan fulm-ekzekuton surloke kun iu ajn blato subtenanta 03h serian legadon kun 24-bita adresado, kiu inkluzivas plej multajn 25-seriajn fulmajn aparatojn. . La SDK disponigas eksample second stage por CPOL=0 CPHA=0, ĉe https://github.com/raspberrypi/pico-sdk/blob/master/src/rp2350/boot_stage2/boot2_generic_03h.S. Por subteni fulmprogramadon uzante la rutinojn en la fundo, la aparato ankaŭ devas respondi al la sekvaj komandoj:

02h 256-bajta paĝa programo
05h statusa registro legita
06h agordi skribi ebligi riglilon

20h 4kB sektorviŝo

RP2350 ankaŭ subtenas ampleksan varion de dual-SPI kaj QSPI alirreĝimoj. Por ekzample, https://github.com/raspberrypi/pico-sdk/blob/master/src/rp2350/boot_stage2/boot2_w25q080.S agordas Winbond W25Q-serio-aparaton por quad-IO kontinua legadreĝimo, kie RP2350 sendas quad-IO-adresojn (sen komandprefikso) kaj la fulmo respondas kun quad-IO-datenoj.

Iom da singardo estas necesa kun fulmaj XIP-reĝimoj kie la fulm-aparato ĉesas respondi al normaj seriaj komandoj, kiel la Winbond daŭra legado-reĝimo menciita supre. Ĉi tio povas kaŭzi problemojn kiam RP2350 estas rekomencigita, sed la fulm-aparato ne estas ŝaltita, ĉar la fulmo tiam ne respondos al la fulmo-sondsekvenco de la botorom. Antaŭ emisiado de la 03h serialego, la bootrom ĉiam elsendas la sekvan fiksan sekvencon, kio estas plej-forta sekvenco por ĉesigi XIP sur gamo da fulmaj aparatoj:

CSn=1, IO[3:0]=4'b0000 (per tiri malsupren por eviti disputon), eldonu ×32 horloĝojn
CSn=0, IO[3:0]=4'b1111 (per pull ups por eviti disputon), eldonu ×32 horloĝojn
CSn=1

CSn=0, MOSI=1'b1 (movita malalt-Z, ĉiuj aliaj I/Os Hi-Z), eldonas ×16 horloĝojn

Se via elektita aparato ne respondas al ĉi tiu sekvenco kiam en ĝia daŭra legado, tiam ĝi devas esti konservita en stato kie ĉiu translokigo estas prefiksita per seria komando, alie RP2350 ne povos renormaliĝi post interna restarigo.
Por pliaj detaloj pri la QSPI, bonvolu vidi QSPI Memory Interface (QMI) en la RP2350-datumfolio.

Ĉapitro 4. Kristala Oscilatoro

Figuro 10. Skema sekcio montranta la kristalan oscilatoron kaj ŝarĝkondensiloj

Strikte parolante, RP2350 fakte ne postulas eksteran horloĝan fonton, ĉar ĝi havas sian propran internan oscilatoron. Tamen, ĉar la frekvenco de tiu interna oscilatoro ne estas bone difinita aŭ kontrolita, variante de blato al blato, same kiel kun malsama provizovoltages kaj temperaturoj, oni rekomendas uzi stabilan eksteran frekvencan fonton. Aplikoj kiuj dependas de precizaj frekvencoj ne estas eblaj sen ekstera frekvenca fonto, USB estanta unua eksample.
Disponigi eksteran frekvencfonton povas esti farita laŭ unu el du manieroj: aŭ provizante horloĝfonton per CMOS-produktaĵo (kvadrata ondo de IOVDD vol.tage) en la XIN-stifton, aŭ per uzado de 12MHz-kristalo konektita inter
XIN kaj XOUT. Uzi kristalon estas la preferata elekto ĉi tie, ĉar ili estas ambaŭ relative malmultekostaj kaj tre precizaj.

La elektita kristalo por ĉi tiu dezajno estas ABM8-272-T3 (Y1 en Figuro 10). Ĉi tiu estas la sama 12MHz-kristalo uzata sur la Raspberry Pi Pico kaj Raspberry Pi Pico 2. Ni forte rekomendas uzi ĉi tiun kristalon kune kun la akompana cirkvito por certigi, ke la horloĝo komenciĝas rapide sub ĉiuj kondiĉoj sen damaĝi la kristalon mem. La kristalo havas 30ppm-frekvencan toleremon, kiu devus esti sufiĉe bona por plej multaj aplikoj. Kune kun frekvenca toleremo de +/-30ppm, ĝi havas maksimuman ESR de 50Ω, kaj ŝarĝkapacitancon de 10pF, kiuj ambaŭ influis la elekton de akompanaj komponentoj.
Por ke kristalo oscilu ĉe la dezirata frekvenco, la fabrikanto precizigas la ŝarĝkapacitancon, kiun ĝi bezonas por ke ĝi faru tion, kaj en ĉi tiu kazo, ĝi estas 10pF. Tiu ŝarĝkapacitanco estas atingita metante du kondensiloj de egalvaloro, unu sur ĉiu flanko de la kristalo al grundo (C3 kaj C4). De la kristala punkto de view, tiuj kondensiloj estas ligitaj en serio inter ĝiaj du terminaloj. Baza cirkvitoteorio diras al ni, ke ili kombinas por doni kapacitancon de (C3*C4)/(C3+C4), kaj kiel C3=C4, tiam ĝi estas simple C3/2. En ĉi tiu ekzample, ni uzis 15pF kondensiloj, do la serio kombinaĵo estas 7.5pF. Krom ĉi tiu intencita ŝarĝokapacito, ni devas ankaŭ aldoni valoron por la neintencita kroma kapacitanco, aŭ parazita kapacitanco, kiun ni ricevas de la PCB-trakoj kaj la XIN kaj XOUT-pingloj de RP2350. Ni supozos valoron de 3pF por ĉi tio, kaj ĉar ĉi tiu kapacitanco estas paralela al C3 kaj C4, ni simple aldonas ĉi tion por doni al ni totalan ŝarĝan kapacitancon de 10.5pF, kiu estas sufiĉe proksima al la celo de 10pF. Kiel vi povas vidi, la parazita kapacitanco de la PCB-spuroj estas faktoro, kaj ni do devas teni ilin malgrandaj, por ke ni ne ĉagrenu la kristalon kaj ĉesigu ĝin oscili kiel celite. Provu konservi la aranĝon kiel eble plej mallonga.
La dua konsidero estas la maksimuma ESR (ekvivalenta seriorezisto) de la kristalo. Ni elektis aparaton kun maksimume 50Ω, ĉar ni trovis, ke ĉi tio, kune kun 1kΩ seria rezistilo (R2), estas bona valoro por eviti, ke la kristalo estu tro-movita kaj difektita dum uzado de IOVDD. nivelo de 3.3V. Tamen, se IOVDD estas malpli ol 3.3V, tiam la veturfluo de la XIN/XOUT-pingloj estas reduktita, kaj vi trovos, ke la amplitudo de la kristalo estas pli malalta, aŭ eble eĉ ne oscilas entute. En ĉi tiu kazo, pli malgranda valoro de la seriorezistilo devos esti uzita. Ajna devio de la kristala cirkvito montrita ĉi tie, aŭ kun IOVDD-nivelo krom 3.3V, postulos ampleksan testadon por certigi, ke la kristalo oscilas sub ĉiuj kondiĉoj, kaj komenciĝas sufiĉe rapide por ne kaŭzi problemojn kun via aplikaĵo.

Rekomendita kristalo

Por originalaj dezajnoj uzantaj RP2350 ni rekomendas uzi la Abracon ABM8-272-T3. Por ekzample, krom la minimuma dezajno ekzampvi, vidu la skemon de la tabulo Pico 2 en Apendico B de la Datumfolio de Raspberry Pi Pico 2 kaj la dezajno de Pico 2 files.
Por la plej bona rendimento kaj stabileco tra tipaj funkciaj temperaturoj, uzu la Abracon ABM8-272-T3. Vi povas provi la ABM8-272-T3 rekte de Abracon aŭ de rajtigita revendisto. Pico 2 estis specife agordita por la ABM8-272-T3, kiu havas la sekvajn specifojn:

Eĉ se vi uzas kristalon kun similaj specifoj, vi devos testi la cirkviton en gamo da temperaturoj por certigi stabilecon.
La kristala oscilatoro estas funkciigita de la IOVDD voltage. Kiel rezulto, la Abracon-kristalo kaj tiu aparta damping rezistilo estas agordita por 3.3V operacio. Se vi uzas alian IO voltage, vi devos re-agordi.
Ĉiuj ŝanĝoj al kristalaj parametroj riskas malstabilecon tra iuj komponantoj ligitaj al la kristala cirkvito.

Se vi ne povas provi la rekomenditan kristalon rekte de Abracon aŭ revendisto, kontaktu applications@raspberrypi.com.

Ĉapitro 5. IOoj

USB
Figuro 11. Skema sekcio montranta la USB-pinglojn de RP2350 kaj seriofinaĵon

La RP2350 disponigas du pinglojn por esti uzataj por plenrapida (FS) aŭ malaltrapida (LS) USB, ĉu kiel gastiganto aŭ aparato, depende de la programaro uzata. Kiel ni jam diskutis, RP2350 ankaŭ povas ekfunkciigi kiel USB-masa stokado, do kabligi ĉi tiujn pinglojn al la USB-konektilo (J1 en Figuro 5) havas sencon. La USB_DP kaj USB_DM-pingloj sur RP2350 ne postulas iujn ajn aldonajn eltiriĝojn aŭ eltirilojn (postulatajn por indiki rapidecon, FS aŭ LS, aŭ ĉu ĝi estas gastiganto aŭ aparato), ĉar tiuj estas enkonstruitaj al la I/Os. Tamen, ĉi tiuj I/Oj postulas 27Ω-seriajn finrezistilojn (R7 kaj R8 en Figuro 11), metitaj proksime al la blato, por renkonti la USB-impedancspecifon.
Kvankam RP2350 estas limigita al plena rapideco datumrapideco (12Mbps), ni devus provi kaj certigi ke la karakteriza impedanco de la transmisilinioj (la kupraj trakoj konektanta la blaton al la konektilo) estas proksima al la
USB-specifo de 90Ω (mezurita diferencige). Sur 1mm dika tabulo kiel ĉi tiu, se ni uzas 0.8mm larĝajn trakojn sur USB_DP kaj USB_DM, kun interspaco de 0.15mm inter ili, ni devus ricevi diferencigan karakterizan impedancon de ĉirkaŭ 90Ω. Tio estas por certigi ke la signaloj povas vojaĝi laŭ tiuj transmisilinioj kiel eble plej pure, minimumigante voltage reflektadoj kiuj povas redukti la integrecon de la signalo. Por ke ĉi tiuj transmisilinioj funkciu ĝuste, ni devas certigi, ke rekte sub ĉi tiuj linioj estas grundo. Solida, seninterrompa areo de grunda kupro, etendante la tutan longon de la trako. En ĉi tiu dezajno, preskaŭ la tutaĵo de la malsupra kupra tavolo estas dediĉita al grundo, kaj oni zorgis precipe por certigi, ke la USB-trakoj pasas super nenio krom grundo. Se PCB pli dika ol 1mm estas elektita por via konstruo, tiam ni havas du eblojn. Ni povus reinĝenieri la USB-transdonliniojn por kompensi la pli grandan distancon inter la trako kaj grundo sub (kio povus esti fizika malebleco), aŭ ni povus ignori ĝin, kaj esperi je la plej bona. USB FS povas esti sufiĉe pardonema, sed via kilometraĵo povas varii. Ĝi verŝajne funkcios en multaj aplikoj, sed ĝi verŝajne ne konformas al la USB-normo.

I/O-kapoj

Figuro 12. Skema sekcio montranta la 2.54mm I/O-kapojn de la QFN60-versio

Krom la jam menciita USB-konektilo, estas paro da duvicaj 2.54mm-kapoj (J2 kaj J3 en Figuro 12), unu sur ĉiu flanko de la tabulo, al kiuj la resto de la I/O estis konektita. Estas 30 GPIO sur la RP2350A, dum estas 48 GPIO sur la RP2350B, do la kaplinioj sur ĉi tiu versio de la Minimuma tabulo estas pli grandaj por permesi la ekstrajn pinglojn (vidu Figuro 13).
Ĉar ĉi tio estas ĝeneraluzebla dezajno, kun neniu speciala aplikaĵo en menso, la I/O estis disponigitaj por esti konektitaj kiel la uzanto deziras. La interna vico de stiftoj sur ĉiu kaplinio estas la I/Oj, kaj la ekstera vico estas ĉiuj ligitaj al grundo. Estas bona praktiko inkluzivi multajn kialojn sur I/O-konektiloj. Tio helpas konservi malaltan impedancan grundon, kaj ankaŭ disponigi multajn eblajn revenvojojn por fluoj vojaĝantaj al kaj de la
I/O-konektoj. Ĉi tio estas grava por minimumigi elektromagnetan interferon, kiu povas esti kaŭzita de la revenfluoj de rapide ŝanĝantaj signaloj prenante longajn, lopajn vojojn por kompletigi la cirkviton.

Ambaŭ kaplinioj estas sur la sama 2.54mm krado, kio faciligas konekti ĉi tiun tabulon al aliaj aferoj, kiel breadboards. Vi eble volas konsideri ĝustigi nur unuvican kaplinion anstataŭ la duvican kaplinion, malhavante la eksteran vicon de grundaj konektoj, por pli oportune konveni al pantabulo.

Figuro 13. Skema sekcio montranta la 2.54mm I/O-kapojn de la QFN80-versio

Sencimigi konektilon

Figuro 14. Skema sekcio montranta la laŭvolan JST-konektilon por SWD-elpurigo

Por sur-blata elpurigado, vi eble volas konektiĝi al la SWD-interfaco de la RP2350. La du pingloj, SWD kaj SWCLK, estas haveblaj sur la 2.54mm-kapo, J3, por permesi la sencimigan sondilon de via elekto facile konektiĝi. Aldone al ĉi tio, mi inkludis laŭvolan JST-kapon, kiu ebligas facilan konekton al Raspberry Pi Debug Probe. Vi ne bezonas uzi ĉi tion, la kaplinioj de 2.54 mm sufiĉos se vi intencas sencimigi programaron, sed mi trovas pli oportuna fari tion. Mi elektis horizontalan konektilon, plejparte ĉar mi ŝatas la aspekton de ĝi, eĉ se ĝi ne estas sur la rando de la tabulo, sed vertikalaj estas disponeblaj, kvankam kun iomete malsama piedsigno.

Butonoj
La Minimuma dezajno nun enhavas ne unu, sed du butonojn, kie la RP240-versio havis neniun. Unu estas por USB-ŝarga elekto kiel ni antaŭe diskutis, sed la dua estas "restarigi" butonon, ligita al la RUN-stifto. Neniu el ĉi tiuj estas strikte necesaj (kvankam la BOOTSEL-butono devus esti anstataŭigita per kaplinio aŭ simila se USB-ŝargreĝimo estis postulata), kaj povas esti forigitaj se spaco aŭ kosto estas maltrankvilo, sed ili certe faras uzi la RP2350 malproksime. pli agrabla sperto.