NXP MCX N シリーズ高性能マイクロコントローラー
製品情報
- 仕様:
- モデル： MCX Nx4x TSI
- タッチセンシングインターフェイス (TSI) 静電容量式タッチセンサー用
- MCU： 最大 33 MHz で動作するデュアル Arm Cortex-M150 コア
- タッチセンシング方式: 自己容量モードと相互容量モード
- タッチチャンネルの数: 自己上限モードの場合は最大 25、相互上限モードの場合は最大 136
製品使用説明書
- 導入：
- MCX Nx4x TSI は、TSI モジュールを使用して静電容量式タッチ センサーにタッチ センシング機能を提供するように設計されています。
- MCX Nx4x TSI オーバーview:
- TSI モジュールは、自己容量と相互容量という 2 つのタッチ センシング方式をサポートします。
- MCX Nx4x TSI ブロック図:
- TSI モジュールには 25 のタッチ チャネルがあり、駆動強度を高めるために 4 つのシールド チャネルが含まれています。同じ PCB 上で自己キャップ モードと相互キャップ モードをサポートします。
- 自己容量性モード:
- 開発者は、最大 25 のセルフキャップ チャネルを使用して、セルフキャップ モードでタッチ電極を設計できます。
- 相互容量モード:
- 相互キャップ モードでは最大 136 個のタッチ電極が可能で、タッチ キーボードやタッチスクリーンなどのタッチ キー設計に柔軟性をもたらします。
- 使用上の推奨事項:
- I/O ピンを介してセンサー電極が TSI 入力チャンネルに適切に接続されていることを確認します。
- シールドチャネルを利用して耐液体性と駆動能力を強化します。
- 自己キャップ モードと相互キャップ モードのどちらかを選択する場合は、設計要件を考慮してください。
よくある質問
- Q: MCX Nx4x TSI モジュールにはタッチ チャネルがいくつありますか?
- A: TSI モジュールには 25 のタッチ チャネルがあり、駆動強度を強化するために 4 つのシールド チャネルが含まれています。
- Q: 相互容量モードのタッチ電極にはどのような設計オプションがありますか?
- A: 相互キャップ モードは最大 136 個のタッチ電極をサポートし、タッチ キーボードやタッチスクリーンなどのさまざまなタッチ キー設計に柔軟性を提供します。
文書情報
| 情報 | コンテンツ |
| キーワード | MCX、MCX Nx4x、TSI、タッチ。 |
| 抽象的な | MCX Nx4x シリーズのタッチ センシング インターフェイス (TSI) は、ベースライン/しきい値の自動調整を実装する新機能を備えたアップグレードされた IP です。 |
導入
- 産業用およびIoT (IIoT) MCUのMCX Nシリーズは、最大33 MHzで動作するデュアルArm Cortex-M150コアを備えています。
- MCX N シリーズは、マルチタスク機能とパフォーマンス効率を提供するインテリジェントなペリフェラルとアクセラレータを備えた高性能、低消費電力のマイクロコントローラです。
- MCX Nx4x シリーズのタッチ センシング インターフェイス (TSI) は、ベースライン/しきい値の自動調整を実装する新機能を備えたアップグレードされた IP です。
MCX Nx4x TSI オーバーview
- TSI は、静電容量式タッチ センサーでタッチ センシング検出を提供します。外部容量性タッチ センサーは通常、PCB 上に形成され、センサー電極はデバイスの I/O ピンを介して TSI 入力チャネルに接続されます。
MCX Nx4x TSI ブロック図
- MCX Nx4x は 2 つの TSI モジュールを備え、自己容量 (セルフ キャップとも呼ばれる) モードと相互容量 (相互キャップとも呼ばれる) モードの XNUMX 種類のタッチ センシング方式をサポートします。
- MCX Nx4x TSI I のブロック図を図 1 に示します。
- MCX Nx4x の TSI モジュールには 25 のタッチ チャネルがあります。これらのチャネルのうち 4 つは、タッチ チャネルの駆動強度を強化するシールド チャネルとして使用できます。
- 4本のシールドチャンネルにより耐液性が向上し、駆動能力が向上します。強化された駆動能力により、ユーザーはハードウェア ボード上でより大きなタッチパッドを設計することもできます。
- MCX Nx4x の TSI モジュールには、セルフキャップ モードの場合は最大 25 のタッチ チャネルがあり、相互キャップ モードの場合は 8 x 17 のタッチ チャネルがあります。前述の両方の方法を単一の PCB 上で組み合わせることができますが、TSI チャネルは相互キャップ モードに対してより柔軟です。
- 相互容量モードでは、TSI[0:7] は TSI Tx ピン、TSI[8:25] は TSI Rx ピンです。
- 自己容量モードでは、開発者は 25 個のセルフキャップ チャネルを使用して 25 個のタッチ電極を設計できます。
- 相互容量モードでは、設計オプションが最大 136 (8 x 17) のタッチ電極まで拡張されます。
- タッチコントロール、タッチキーボード、タッチスクリーンを備えたマルチバーナー電磁調理器などのいくつかのユースケースでは、多くのタッチキー設計が必要です。 MCX Nx4x TSI は、相互キャップ チャネルが使用されている場合、最大 136 個のタッチ電極をサポートできます。
- MCX Nx4x TSI は、複数のタッチ電極の要件を満たすために、より多くのタッチ電極を拡張できます。
- 低電力モードで IP を使いやすくするために、いくつかの新機能が追加されました。 TSI は高度な EMC 堅牢性を備えているため、産業用、家電製品、家庭用電化製品のアプリケーションでの使用に適しています。
MCX Nx4x パーツをサポートする TSI
表 1 は、MCX Nx4x シリーズのさまざまな部分に対応する TSI チャネルの数を示しています。これらすべてのパーツは、25 チャネルを持つ XNUMX つの TSI モジュールをサポートします。
表1. TSI モジュールをサポートする MCX Nx4x パーツ
| 部品 | 頻度 [最大] (MHz) | フラッシュ (MB) | SRAM (KB) | TSI [番号、チャンネル] | GPIO | パッケージタイプ |
| MCXN546VDFT | 150 | 1 | 352 | 1×25 | 124 | VFBGA184 |
| MCXN546VNLT | 150 | 1 | 352 | 1×25 | 74 | HLQFP100 |
| MCXN547VDFT | 150 | 2 | 512 | 1×25 | 124 | VFBGA184 |
| MCXN547VNLT | 150 | 2 | 512 | 1×25 | 74 | HLQFP100 |
| MCXN946VDFT | 150 | 1 | 352 | 1×25 | 124 | VFBGA184 |
| MCXN946VNLT | 150 | 1 | 352 | 1×25 | 78 | HLQFP100 |
| MCXN947VDFT | 150 | 2 | 512 | 1×25 | 124 | VFBGA184 |
| MCXN947VNLT | 150 | 2 | 512 | 1×25 | 78 | HLQFP100 |
さまざまなパッケージでの MCX Nx4x TSI チャネル割り当て
表2. MCX Nx4x VFBGA および LQFP パッケージの TSI チャネル割り当て
| 184BGA 全て | 184BGAすべて ピン名 | 100HLQFP N94X | 100HLQFP N94X ピン名 | 100HLQFP N54X | 100HLQFP N54X ピン名 | TSIチャネル |
| A1 | 1_8 XNUMX XNUMX | 1 | 1_8 XNUMX XNUMX | 1 | 1_8 XNUMX XNUMX | TSI0_CH17/ADC1_A8 |
| B1 | 1_9 XNUMX XNUMX | 2 | 1_9 XNUMX XNUMX | 2 | 1_9 XNUMX XNUMX | TSI0_CH18/ADC1_A9 |
| C3 | 1_10 XNUMX XNUMX | 3 | 1_10 XNUMX XNUMX | 3 | 1_10 XNUMX XNUMX | TSI0_CH19/ADC1_A10 |
| D3 | 1_11 XNUMX XNUMX | 4 | 1_11 XNUMX XNUMX | 4 | 1_11 XNUMX XNUMX | TSI0_CH20/ADC1_A11 |
| D2 | 1_12 XNUMX XNUMX | 5 | 1_12 XNUMX XNUMX | 5 | 1_12 XNUMX XNUMX | TSI0_CH21/ADC1_A12 |
| D1 | 1_13 XNUMX XNUMX | 6 | 1_13 XNUMX XNUMX | 6 | 1_13 XNUMX XNUMX | TSI0_CH22/ADC1_A13 |
| D4 | 1_14 XNUMX XNUMX | 7 | 1_14 XNUMX XNUMX | 7 | 1_14 XNUMX XNUMX | TSI0_CH23/ADC1_A14 |
| E4 | 1_15 XNUMX XNUMX | 8 | 1_15 XNUMX XNUMX | 8 | 1_15 XNUMX XNUMX | TSI0_CH24/ADC1_A15 |
| B14 | 0_4 XNUMX XNUMX | 80 | 0_4 XNUMX XNUMX | 80 | 0_4 XNUMX XNUMX | TSI0_CH8 |
| A14 | 0_5 XNUMX XNUMX | 81 | 0_5 XNUMX XNUMX | 81 | 0_5 XNUMX XNUMX | TSI0_CH9 |
| C14 | 0_6 XNUMX XNUMX | 82 | 0_6 XNUMX XNUMX | 82 | 0_6 XNUMX XNUMX | TSI0_CH10 |
| B10 | 0_16 XNUMX XNUMX | 84 | 0_16 XNUMX XNUMX | 84 | 0_16 XNUMX XNUMX | TSI0_CH11/ADC0_A8 |
表2. MCX Nx4x VFBGA および LQFP パッケージの TSI チャネル割り当て…続き
| 184BGA 全て |
184BGAすべて ピン名 |
100HLQFP N94X | 100HLQFP N94X ピン名 | 100HLQFP N54X | 100HLQFP N54X ピン名 | TSIチャネル |
| A10 | 0_17 XNUMX XNUMX | 85 | 0_17 XNUMX XNUMX | 85 | 0_17 XNUMX XNUMX | TSI0_CH12/ADC0_A9 |
| C10 | 0_18 XNUMX XNUMX | 86 | 0_18 XNUMX XNUMX | 86 | 0_18 XNUMX XNUMX | TSI0_CH13/ADC0_A10 |
| C9 | 0_19 XNUMX XNUMX | 87 | 0_19 XNUMX XNUMX | 87 | 0_19 XNUMX XNUMX | TSI0_CH14/ADC0_A11 |
| C8 | 0_20 XNUMX XNUMX | 88 | 0_20 XNUMX XNUMX | 88 | 0_20 XNUMX XNUMX | TSI0_CH15/ADC0_A12 |
| A8 | 0_21 XNUMX XNUMX | 89 | 0_21 XNUMX XNUMX | 89 | 0_21 XNUMX XNUMX | TSI0_CH16/ADC0_A13 |
| C6 | 1_0 XNUMX XNUMX | 92 | 1_0 XNUMX XNUMX | 92 | 1_0 XNUMX XNUMX | TSI0_CH0/ADC0_A16/CMP0_IN0 |
| C5 | 1_1 XNUMX XNUMX | 93 | 1_1 XNUMX XNUMX | 93 | 1_1 XNUMX XNUMX | TSI0_CH1/ADC0_A17/CMP1_IN0 |
| C4 | 1_2 XNUMX XNUMX | 94 | 1_2 XNUMX XNUMX | 94 | 1_2 XNUMX XNUMX | TSI0_CH2/ADC0_A18/CMP2_IN0 |
| B4 | 1_3 XNUMX XNUMX | 95 | 1_3 XNUMX XNUMX | 95 | 1_3 XNUMX XNUMX | TSI0_CH3/ADC0_A19/CMP0_IN1 |
| A4 | 1_4 XNUMX XNUMX | 97 | 1_4 XNUMX XNUMX | 97 | 1_4 XNUMX XNUMX | TSI0_CH4/ADC0_A20/CMP0_IN2 |
| B3 | 1_5 XNUMX XNUMX | 98 | 1_5 XNUMX XNUMX | 98 | 1_5 XNUMX XNUMX | TSI0_CH5/ADC0_A21/CMP0_IN3 |
| B2 | 1_6 XNUMX XNUMX | 99 | 1_6 XNUMX XNUMX | 99 | 1_6 XNUMX XNUMX | TSI0_CH6/ADC0_A22 |
| A2 | 1_7 XNUMX XNUMX | 100 | 1_7 XNUMX XNUMX | 100 | 1_7 XNUMX XNUMX | TSI0_CH7/ADC0_A23 |
図 2 と図 3 は、MCX Nx4x の XNUMX つのパッケージにおけるデュアル TSI チャネルの割り当てを示しています。 XNUMX つのパッケージで、緑色でマークされたピンは TSI チャネル配布の場所です。ハードウェア タッチ ボード設計に適切なピン割り当てを行うには、ピンの位置を参照してください。
MCX Nx4x TSI の機能
- このセクションでは、MCX Nx4x TSI 機能の詳細を説明します。
MCX Nx4x TSI と Kinetis TSI の TSI 比較
- TSI の MCX Nx4x と NXP Kinetis E シリーズ TSI の TSI は、異なるテクノロジー プラットフォームで設計されています。
- したがって、TSI の基本機能から TSI のレジスタに至るまで、MCX Nx4x TSI と Kinetis E シリーズの TSI には違いがあります。このドキュメントでは相違点のみを記載します。 TSI レジスタを確認するには、リファレンスマニュアルを使用してください。
- この章では、MCX Nx4x TSI の機能を Kinetis E シリーズの TSI と比較しながら説明します。
- 表 3 に示すように、MCX Nx4x TSI は VDD ノイズの影響を受けません。機能クロックの選択肢が増えました。
- 機能クロックをチップシステムクロックで構成すると、TSIの消費電力を低減できます。
- MCX Nx4x TSI には TSI モジュールが XNUMX つしかありませんが、相互キャップ モードを使用する場合、ハードウェア ボード上でより多くのハードウェア タッチ キーの設計がサポートされます。
表3. MCX Nx4x TSI と Kinetis E TSI (KE17Z256) の違い
| MCX Nx4xシリーズ | Kinetis Eシリーズ | |
| 営業巻tage | 1.71V～3.6V | 2.7V～5.5V |
| VDDノイズの影響 | いいえ | はい |
| 機能クロックソース | • TSI IP が内部生成される
• チップシステムクロック |
TSI IP が内部生成される |
| 機能クロック範囲 | 30KHz～10MHz | 37KHz～10MHz |
| TSI チャネル | 最大25チャンネル(TSI0) | 最大50チャネル(TSI0、TSI1) |
| シールドチャンネル | 4 シールドチャンネル: CH0、CH6、CH12、CH18 | 各 TSI に 3 つのシールド チャネル: CH4、CH12、CH21 |
| タッチモード | セルフキャップモード: TSI[0:24] | セルフキャップモード: TSI[0:24] |
| MCX Nx4xシリーズ | Kinetis Eシリーズ | |
| 相互容量モード: Tx[0:7]、Rx[8:24] | 相互容量モード: Tx[0:5]、Rx[6:12] | |
| タッチ電極 | セルフキャップ電極: 最大 25 相互キャップ電極: 最大 136 (8×17) | セルフキャップ電極: 最大 50 (25+25) 相互キャップ電極: 最大 72 (6×6 +6×6) |
| 製品 | MCX N9x および MCX N5x | KE17Z256 |
MCX Nx4x TSI と Kinetis TSI の両方でサポートされる機能を表 4 に示します。
表4. MCX Nx4x TSI と Kinetis TSI の両方でサポートされる機能
| MCX Nx4xシリーズ | Kinetis Eシリーズ | |
| 2種類のセンシングモード | セルフキャップモード：ベーシックセルフキャップモード 感度ブーストモード ノイズキャンセリングモード
相互キャップモード: 基本相互キャップモード 感度ブースト有効 |
|
| 割り込みサポート | スキャン終了割り込み 範囲外割り込み | |
| トリガーソースのサポート | 1. GENCS[SWTS]ビットの書き込みによるソフトウェアトリガー
2. INPUTMUX によるハードウェアトリガー 3. AUTO_TRIG[TRIG_EN]による自動トリガ |
1. GENCS[SWTS]ビットの書き込みによるソフトウェアトリガー
2. INP UTMUX によるハードウェア トリガー |
| 低電力のサポート | ディープ スリープ: GENCS[STPE] が 1 に設定されている場合に完全に機能します。 パワー ダウン: WAKE ドメインがアクティブな場合、TSI は「ディープ スリープ」モードとして動作できます。ディープパワーダウン、VBAT: 利用不可 | STOP モード、VLPS モード: GENCS[STPE] が 1 に設定されている場合は完全に機能します。 |
| 低電力ウェイクアップ | 各 TSI チャネルは、MCU を低電力モードからウェイクアップできます。 | |
| DMA のサポート | 範囲外イベントまたはスキャン終了イベントにより、DMA 転送がトリガーされる可能性があります。 | |
| ハードウェアノイズフィルター | SSC は周波数ノイズを低減し、信号対ノイズ比を向上させます (PRBS モード、アップダウン カウンタ モード)。 | |
MCX Nx4x TSI の新機能
いくつかの新機能が MCX Nx4x TSI に追加されました。最も重要なものを以下の表に示します。 MCX Nx4x TSI は、より豊富な機能をユーザーに提供します。これらの機能は、ベースライン自動トレース、しきい値自動トレース、およびデバウンスの機能と同様に、一部のハードウェア計算を実現できます。ソフトウェア開発リソースを節約します。
表5. MCX Nx4x TSI の新機能
| MCX Nx4xシリーズ | |
| 1 | 近接チャネルマージ機能 |
| 2 | ベースラインオートトレース機能 |
| 3 | 閾値オートトレース機能 |
| 4 | デバウンス機能 |
| 5 | オートトリガー機能 |
| 6 | チップシステムクロックからのクロック |
| 7 | 指の機能をテストする |
MCX Nx4x TSI 機能の説明
これらの新しく追加された機能については次のとおりです。
- 近接チャネルマージ機能
- 近接機能は、複数の TSI チャネルを結合してスキャンするために使用されます。近接モードを有効にするには、TSI0_GENCS[S_PROX_EN] を 1 に設定します。TSI0_CONFIG[TSICH] の値は無効です。近接モードでのチャネルの選択には使用されません。
- 25 ビット レジスタ TSI0_CHMERGE[CHANNEL_ENABLE] は複数のチャネルを選択するように構成され、25 ビットは 25 個の TSI チャネルの選択を制御します。 25 ビットを 25 (1_1_1111_1111_1111_1111_1111b) に設定することで、最大 1111 チャネルを選択できます。トリガーが発生すると、TSI0_CHMERGE[CHANNEL_ENABLE] で選択された複数のチャネルが一緒にスキャンされ、0 セットの TSI スキャン値が生成されます。スキャン値はレジスタ TSIXNUMX_DATA[TSICNT] から読み取ることができます。近接マージ機能は、理論的には複数のチャネルの静電容量を統合してからスキャンを開始します。これはセルフキャップ モードでのみ有効です。マージされるタッチ チャネルの数が増えると、スキャン時間が短くなり、スキャン値が小さくなり、感度が低下します。したがって、タッチを検出する場合、より高い感度を得るためにより多くのタッチ静電容量が必要になります。この機能は広範囲のタッチ検出や広範囲の近接検出に適しています。
- ベースラインオートトレース機能
- MCX Nx4x の TSI は、TSI のベースラインを設定するレジスタとベースライン トレース機能を提供します。 TSI チャネル ソフトウェア キャリブレーションが完了したら、TSI0_BASELINE[BASELINE] レジスタに初期化されたベースライン値を入力します。 TSI0_BASELINE[BASELINE] レジスタのタッチ チャネルの初期ベースラインは、ユーザーによってソフトウェアに書き込まれます。ベースラインの設定は 0 チャンネルのみ有効です。ベースライン トレース機能は、TSIXNUMX_BASELINE[BASELINE] レジスタのベースラインを調整して、TSI の現在の値に近づけることができます。ampル値。ベースライン トレース イネーブル機能は TSI0_BASELINE[BASE_TRACE_EN] ビットによって有効にされ、自動トレース率はレジスタ TSI0_BASELINE[BASE_TRACE_DEBOUNCE] に設定されます。ベースライン値は自動的に増加または減少し、各増加/減少の変更値は BASELINE * BASE_TRACE_DEBOUNCE です。ベースライントレース機能は低電力モードでのみ有効となり、設定は XNUMX チャネルのみ有効です。タッチチャネルが変更されると、ベースライン関連のレジスタを再構成する必要があります。
- 閾値オートトレース機能
- TSI0_BASELINE[THRESHOLD_TRACE_EN] ビットを 1 に設定してしきい値トレースを有効にすると、しきい値は IP 内部ハードウェアによって計算できます。計算されたしきい値はしきい値レジスタ TSI0_TSHD にロードされます。希望のしきい値を取得するには、TSI0_BASELINE[THRESHOLD_RATIO] でしきい値比率を選択します。タッチチャネルの閾値はIP内部で以下の計算式に従って計算されます。 Threshold_H: TSI0_TSHD[THRESH] = [BASELINE + BASELINE >>(THRESHOLD_RATIO+1)] Threshold_L: TSI0_TSHD[THRESL] = [BASELINE – BASELINE >>(THRESHOLD_RATIO+1)] BASELINE は、TSI0_BASELINE[BASELINE] の値です。
- デバウンス機能
- MCX Nx4x TSI はハードウェア デバウンス機能を提供します。TSI_GENCS[DEBOUNCE] を使用して、割り込みを生成できる範囲外イベントの数を設定できます。デバウンス機能は範囲外割り込みイベント モードのみがサポートされており、スキャン終了割り込みイベントはサポートされていません。
- 自動トリガー機能。
- TSI のトリガ ソースには、TSI0_GENCS[SWTS] ビットの書き込みによるソフトウェア トリガ、INPUTMUX によるハードウェア トリガ、TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_EN] による自動トリガの 4 つがあります。図 XNUMX は、トリガーによって自動的に生成された進行状況を示しています。
- 自動トリガー機能は、MCX Nx4x TSI の新機能です。この機能は設定によって有効になります
- TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_EN] を 1 に設定します。自動トリガーが有効になると、TSI0_GENCS[SWTS] のソフトウェア トリガーおよびハードウェア トリガーの設定は無効になります。各トリガー間の期間は、次の式で計算できます。
- 各トリガー間のタイマー期間 = トリガー クロック/トリガー クロック分周器 * トリガー クロック カウンタ。
- トリガー クロック: TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_CLK_SEL] を設定して自動トリガー クロック ソースを選択します。
- トリガー クロック分周器: TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_CLK_DIVIDER] を設定してトリガー クロック分周器を選択します。
- トリガー クロック カウンター: TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_PERIOD_COUNTER] を構成してトリガー クロック カウンター値を構成します。
- 自動トリガクロックソースのクロックは、lp_osc 32k クロック、FRO_12Mhz クロック、または clk_in クロックを TSICLKSEL[SEL] で選択し、TSICLKDIV[DIV] で分周することができます。
- TSI のトリガ ソースには、TSI0_GENCS[SWTS] ビットの書き込みによるソフトウェア トリガ、INPUTMUX によるハードウェア トリガ、TSI0_AUTO_TRIG[TRIG_EN] による自動トリガの 4 つがあります。図 XNUMX は、トリガーによって自動的に生成された進行状況を示しています。
- チップシステムクロックからのクロック
- 通常、Kinetis E シリーズ TSI は、TSI 機能クロックを生成するための内部基準クロックを提供します。
- MCX Nx4x の TSI の場合、動作クロックは IP 内部からのみではなく、チップ システム クロックからも可能です。 MCX Nx4x TSI には XNUMX つの機能クロック ソースの選択肢があります (TSICLKSEL[SEL] を設定することにより)。
- 図 5 に示すように、チップ システム クロックからの XNUMX つは TSI 動作消費電力を削減でき、もう XNUMX つは TSI 内部発振器から生成されます。 TSI 動作クロックのジッターを低減できます。
- FRO_12 MHz クロックまたは clk_in クロックは TSI 機能のクロック ソースであり、TSICLKSEL[SEL] で選択し、TSICLKDIV[DIV] で分周できます。
- 指の機能をテストする
- MCX Nx4x TSI は、関連レジスタを設定することにより、ハードウェア ボード上で実際の指タッチを行わずに指タッチをシミュレートできるテスト指機能を提供します。
- この機能は、コードのデバッグやハードウェア ボードのテスト中に役立ちます。
- TSI テストフィンガーの強さは TSI0_MISC[TEST_FINGER] で設定でき、ユーザーはそれを通じてタッチの強さを変更できます。
- フィンガー容量には 8 つのオプションがあります: 148pF、296pF、444pF、592pF、740pF、888pF、1036pF、1184pF。テストフィンガー機能は、TSI0_MISC[TEST_FINGER_EN] を 1 に設定することで有効になります。
- ユーザーはこの機能を使用して、ハードウェアのタッチパッド静電容量を計算したり、TSI パラメータのデバッグを行ったり、ソフトウェアの安全性/障害テスト (FMEA) を実行したりできます。ソフトウェア コードでは、最初にフィンガーの静電容量を設定し、次にテスト フィンガー機能を有効にします。
ExampMCX Nx4x TSI 新機能の使用例
MCX Nx4x TSI には、低電力ユースケース向けの機能があります。
- チップ システム クロックを使用して IP の電力消費を節約します。
- 自動トリガー機能、近接チャネルマージ機能、ベースライン自動トレース機能、しきい値自動トレース機能、およびデバウンス機能を使用して、簡単な低電力ウェイクアップのユースケースを実行します。
MCX Nx4x TSI ハードウェアおよびソフトウェアのサポート
- NXP には、MCX Nx4x TSI 評価をサポートする XNUMX 種類のハードウェア ボードがあります。
- X-MCX-N9XX-TSI ボードは内部評価ボードであり、FAE/Marketing と契約して要求します。
- 他の 3 つのボードは NXP 公式リリース ボードであり、 NXP web ユーザーはここで、公式にサポートされているソフトウェア SDK とタッチ ライブラリをダウンロードできます。
MCX Nx4x シリーズ TSI 評価ボード
- NXP は、ユーザーが TSI 機能を評価できるようにする評価ボードを提供しています。以下にボードの詳細情報を記載します。
X-MCX-N9XX-TSI ボード
- X-MCX-N9XX-TSI ボードは、NXP 高性能 MCX Nx4x MCU に基づく複数のタッチ パターンを含むタッチ センシング リファレンス デザインで、25 つの TSI モジュールを備え、ボード上で実証されている最大 XNUMX のタッチ チャネルをサポートします。
- このボードは、MCX N9x および N5x シリーズ MCU の TSI 機能を評価するために使用できます。この製品はIEC61000-4-6 3V認証に合格しています。
NXPセミコンダクターズ
MCX-N5XX-EVK
MCX-N5XX-EVK ボード上にタッチ スライダーを備えており、FRDM-TOUCH ボードと互換性があります。 NXP は、キー、スライダー、ロータリー タッチの機能を実現するためのタッチ ライブラリを提供します。
MCX-N9XX-EVK
MCX-N9XX-EVK ボード上にタッチ スライダーを備えており、FRDM-TOUCH ボードと互換性があります。 NXP は、キー、スライダー、ロータリー タッチの機能を実現するためのタッチ ライブラリを提供します。
FRDM-MCXN947
FRDM-MCXN947 ボード上にワンタッチキーを備え、FRDM-TOUCHボードと互換性があります。 NXP は、キー、スライダー、ロータリー タッチの機能を実現するためのタッチ ライブラリを提供します。
MCX Nx4x TSI の NXP タッチ ライブラリのサポート
- NXP はタッチ ソフトウェア ライブラリを無料で提供します。タッチを検出し、スライダーやキーパッドなどのより高度なコントローラーを実装するために必要なすべてのソフトウェアが提供されます。
- TSI バックグラウンド アルゴリズムは、タッチ キーパッドとアナログ デコーダ、感度自動校正、低電力、近接性、および耐水性で利用できます。
- SWは「オブジェクトC言語コード構造」のソースコード形式で配布されます。 TSI の設定と調整のために、FreeMASTER に基づくタッチ チューナー ツールが提供されています。
SDK ビルドとタッチ ライブラリのダウンロード
- ユーザーは、MCX ハードウェア ボードの SDK を構築できます。 https://mcuxpresso.nxp.com/en/welcome、タッチ ライブラリを SDK に追加し、パッケージをダウンロードします。
- このプロセスを図 10、図 11、および図 12 に示します。
NXPタッチライブラリ
- ダウンロードした SDK フォルダー …\boards\frdmmcxn947\demo_apps\touch_ sensing 内のタッチ センシング コードは、NXP タッチ ライブラリを使用して開発されています。
- NXP Touch ライブラリ リファレンス マニュアルは、フォルダ …/middleware/touch/freemaster/html/index.html にあります。NXP MCU プラットフォームでタッチ センシング アプリケーションを実装するための NXP Touch ソフトウェア ライブラリについて説明しています。 NXP Touch ソフトウェア ライブラリは、指のタッチ、動き、またはジェスチャを検出するためのタッチ センシング アルゴリズムを提供します。
- TSI の設定と調整のための FreeMASTER ツールは、NXP タッチ ライブラリに含まれています。詳細については、NXP Touch Library Reference Manual (ドキュメント) を参照してください。 NT20RM) または NXP Touch 開発ガイド (ドキュメント) AN12709).
- NXP Touch ライブラリの基本的な構成要素を図 13 に示します。
MCX Nx4x TSI パフォーマンス
MCX Nx4x TSI の場合、次のパラメータは X-MCX-N9XX-TSI ボードでテストされています。公演概要はこちらです。
表6. パフォーマンスサマリー
| MCX Nx4xシリーズ | ||
| 1 | SN比 | 自己キャップ モードおよび相互キャップ モードで最大 200:1 |
| 2 | オーバーレイの厚さ | 最大20mm |
| 3 | シールドドライブ強度 | 600MHzで最大1pF、200MHzで最大2pF |
| 4 | センサー静電容量範囲 | 5pF～200pF |
- SNRテスト
- SNR は、TSI カウンタ値の生データに従って計算されます。
- アルゴリズムを使用して処理しない場合ampLED 値、200:1 の SNR 値は、セルフキャップ モードと相互キャップ モードで達成できます。
- 図 14 に示すように、SNR テストは EVB 上の TSI ボードで実行されました。
- シールド駆動強度試験
- TSI の強力なシールド強度により、タッチパッドの防水性能が向上し、ハードウェア ボード上のより大型のタッチパッド設計をサポートできます。
- 4 つの TSI シールド チャネルがすべて有効になっている場合、シールド チャネルの最大ドライバ能力はセルフキャップ モードの 1 MHz および 2 MHz TSI 動作クロックでテストされます。
- TSI の動作クロックが高くなるほど、シールドされたチャネルの駆動強度は低くなります。 TSI の動作クロックが 1MHz より低い場合、TSI の最大駆動強度は 600 pF より大きくなります。
- ハードウェア設計を行うには、表 7 に示すテスト結果を参照してください。
- 表7. シールドドライバー強度試験結果
シールドチャンネルオン クロック 最大シールド駆動力 CH0、CH6、CH12、CH18 1 MHz 600pF 2 MHz 200pF
- オーバーレイ厚さ試験
- タッチ電極を外部環境の干渉から保護するには、オーバーレイ材料をタッチ電極の表面に密着させる必要があります。タッチ電極とオーバーレイの間にエアギャップがあってはなりません。誘電率の高いオーバーレイまたは厚みの薄いオーバーレイにより、タッチ電極の感度が向上します。アクリル オーバーレイ材料の最大オーバーレイ厚さは、図 9 および図 15 に示すように、X-MCX-N16XX-TSI ボードでテストされました。タッチ アクションは、20 mm アクリル オーバーレイで検出できます。
- 満たすべき条件は次のとおりです。
- SNR>5:1
- セルフキャップモード
- 4つのシールドチャンネルがオン
- 感度の向上
- センサー静電容量範囲テスト
- ハードウェア ボード上のタッチ センサーの推奨固有静電容量は、5 pF ～ 50 pF の範囲です。
- タッチ センサーの面積、PCB の材質、および基板上の配線トレースは、固有静電容量のサイズに影響します。これらは、ボードのハードウェア設計時に考慮する必要があります。
- X-MCX-N9XX-TSI ボードでテストした後、MCX Nx4x TSI は、固有静電容量が 200 pF と高く、SNR が 5:1 より大きい場合にタッチ アクションを検出できます。したがって、タッチボード設計の要件はより柔軟になります。
結論
このドキュメントでは、MCX Nx4x チップ上の TSI の基本機能を紹介します。 MCX Nx4x TSI 原理の詳細については、MCX Nx4x リファレンス マニュアル (ドキュメント) の TSI の章を参照してください。 MCXNx4xRM）。ハードウェア ボード設計とタッチパッド設計に関する提案については、KE17Z Dual TSI ユーザー ガイド (ドキュメント) を参照してください。 KE17ZDTSIUG).
参考文献
次の参考資料は NXP で入手できます。 webサイト：
- MCX Nx4x リファレンス マニュアル (文書) MCXNx4xRM)
- KE17Z デュアル TSI ユーザー ガイド (文書) KE17ZDTSIUG)
- NXP Touch 開発ガイド ( ドキュメント AN12709)
- NXP Touch ライブラリ リファレンス マニュアル (文書) NT20RM)
改訂履歴
表8. 改訂履歴
| 文書ID | 発売日 | 説明 |
| UG10111 v.1 | 7年2024月XNUMX日 | 初期バージョン |
法的情報
- 定義
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- アプリケーション— ここに記載されているこれらの製品の用途は、説明のみを目的としています。 NXP Semiconductors は、そのようなアプリケーションがさらなるテストや変更を行わずに指定された用途に適していることを表明または保証しません。お客様は、NXP Semiconductors 製品を使用するアプリケーションおよび製品の設計と運用に責任を負い、NXP Semiconductors は、アプリケーションまたはお客様の製品設計に関する支援に対して一切の責任を負いません。 NXP Semiconductors 製品が、お客様の計画されたアプリケーションおよび製品、ならびにお客様のサードパーティ顧客の計画されたアプリケーションおよび使用に適しているかどうかを判断するのは、お客様の単独の責任です。お客様は、アプリケーションおよび製品に関連するリスクを最小限に抑えるために、適切な設計および運用上の安全対策を講じる必要があります。 NXP Semiconductors は、顧客のアプリケーションや製品、または顧客のサードパーティ顧客によるアプリケーションや使用の弱点や不履行に基づく不履行、損害、費用、または問題に関する責任を一切負いません。お客様は、アプリケーションおよび製品のデフォルト、またはお客様のサードパーティ顧客によるアプリケーションまたは使用のデフォルトを回避するために、NXP Semiconductors 製品を使用してお客様のアプリケーションおよび製品に必要なすべてのテストを行う責任があります。 NXP はこの点に関していかなる責任も負いません。
- 商業販売の条件— NXPセミコンダクターズの製品は、以下で公開されているように、商業販売の一般条件に従って販売されます。 https://www.nxp.com/profile/terms ただし、有効な書面による個別契約で別途合意されている場合を除きます。個別の契約が締結された場合には、それぞれの契約の条件のみが適用されます。 NXP Semiconductors は、顧客による NXP Semiconductors 製品の購入に関する顧客の一般契約条件の適用に明示的に反対します。
- 輸出管理— この文書および本書に記載されている品目は、輸出管理規制の対象となる場合があります。 輸出には、管轄当局からの事前の承認が必要な場合があります。
- 非自動車認定製品での使用への適合性 — この文書に、この特定の NXP Semiconductors 製品が車載向けに認定されていると明示的に記載されていない限り、その製品は車載用途には適していません。自動車テストやアプリケーション要件によって認定もテストもされていません。 NXP Semiconductors は、自動車用機器またはアプリケーションにおける非自動車認定製品の組み込みおよび/または使用については一切の責任を負いません。お客様が自動車の仕様および規格に準拠した自動車アプリケーションでのデザインインおよび使用のために製品を使用する場合、お客様は、(a) かかる自動車アプリケーション、使用および仕様に対する NXP Semiconductors の製品保証なしで製品を使用するものとし、(b) いつでも使用するものとします。顧客が NXP Semiconductors の仕様を超えて車載アプリケーションに製品を使用する場合、そのような使用は顧客自身の責任で行うものとし、(c) 顧客は、顧客による製品の設計および使用に起因するあらゆる責任、損害、製品の故障の請求に対して NXP Semiconductors を完全に補償するものとします。 NXP Semiconductors の標準保証および NXP Semiconductors の製品仕様を超える自動車アプリケーション。
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- リリース日： 7年2024月XNUMX日
- ドキュメント識別子: UG10111
- 牧師 1 年 7 月 2024 日 — XNUMX 日
ドキュメント / リソース
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NXP MCX N シリーズ高性能マイクロコントローラー [pdf] ユーザーガイド MCX N シリーズ、MCX N シリーズ高性能マイクロコントローラ、高性能マイクロコントローラ、マイクロコントローラ |
