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RENESAS RA MCU 시리즈 RA8M1 Arm Cortex-M85 마이크로컨트롤러

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-제품

제품 정보

명세서

  • 제품 이름: 르네사스 RA 가족
  • 모델: RA MCU 시리즈

소개
서브 클록 회로용 Renesas RA 제품군 설계 가이드는 낮은 용량성 부하(CL) 공진기를 사용할 때 잘못된 작동 위험을 최소화하는 방법에 대한 지침을 제공합니다. 서브 클록 발진 회로는 전력 소비를 줄이기 위해 이득이 낮지만 잡음에 취약합니다. 이 가이드의 목적은 사용자가 적절한 구성 요소를 선택하고 하위 클록 회로를 올바르게 설계하도록 돕는 것입니다.

대상 장치
RA MCU 시리즈

내용물

  1. 구성 요소 선택
    1. 외부 수정 공진기 선택
    2. 부하 커패시터 선택
  2. 개정 내역

제품 사용 지침

구성 요소 선택

외부 수정 공진기 선택

  • 외부 수정 공진기를 서브 클록 발진기 소스로 사용할 수 있습니다. 이는 MCU의 XCIN 및 XCOUT 핀에 걸쳐 연결되어야 합니다. 서브클록 발진기용 외부 수정 공진기의 주파수는 정확히 32.768kHz여야 합니다. 구체적인 내용은 MCU 하드웨어 사용자 매뉴얼의 전기적 특성 섹션을 참조하십시오.
  • 대부분의 RA 마이크로컨트롤러의 경우 외부 수정 공진기를 메인 클럭 소스로 사용할 수도 있습니다. 이 경우 MCU의 EXTAL 및 XTAL 핀에 걸쳐 연결해야 합니다. 메인 클록 외부 수정 공진기의 주파수는 메인 클록 발진기에 대해 지정된 주파수 범위 내에 있어야 합니다. 이 문서에서는 서브 클록 발진기에 초점을 맞추고 있지만 여기에 언급된 선택 및 설계 지침은 외부 수정 공진기를 사용하는 메인 클록 소스 설계에도 적용될 수 있습니다.
  • 수정 공진기를 선택할 때 고유한 보드 설계를 고려하는 것이 중요합니다. RA MCU 장치와 함께 사용하기에 적합한 다양한 수정 공진기가 있습니다. 특정 구현 요구 사항을 결정하려면 선택한 수정 공진기의 전기적 특성을 신중하게 평가하는 것이 좋습니다.
  • 그림 1은 일반적인 ex를 보여줍니다.amp그림 2는 등가 회로를 보여 주는 반면, 서브 클록 소스에 대한 수정 공진기 연결을 보여줍니다.

부하 커패시터 선택
부하 커패시터 선택은 RA MCU 장치가 있는 하위 클록 회로의 올바른 작동을 위해 중요합니다. 부하 커패시터에 대한 자세한 내용과 지침은 MCU 하드웨어 사용자 설명서의 전기적 특성 섹션을 참조하십시오.
선택.

자주 묻는 질문

  • Q: 서브 클록 발진기에 수정 공진기를 사용할 수 있습니까?
    A: 아니요. 서브 클록 발진기용 외부 수정 공진기는 정확히 32.768kHz의 주파수를 가져야 합니다. 구체적인 내용은 MCU 하드웨어 사용자 매뉴얼의 전기적 특성 섹션을 참조하십시오.
  • Q: 서브 클록 오실레이터와 메인 클록 오실레이터 모두에 동일한 수정 공진기를 사용할 수 있습니까?
    A: 예, 대부분의 RA 마이크로컨트롤러의 경우 외부 수정 공진기를 서브 클럭 발진기와 메인 클럭 발진기로 사용할 수 있습니다. 그러나 메인 클록 외부 수정 공진기의 주파수가 메인 클록 발진기의 지정된 주파수 범위 내에 있는지 확인하십시오.

르네사스 RA 제품군

서브클록 회로 설계 가이드

소개
서브 클록 발진 회로는 전력 소비를 줄이기 위해 낮은 이득을 갖습니다. 게인이 낮기 때문에 노이즈로 인해 MCU가 오작동할 위험이 있습니다. 이 문서에서는 낮은 용량성 부하(CL) 공진기를 사용할 때 이러한 위험을 최소화하는 방법을 설명합니다.

대상 장치
RA MCU 시리즈

구성 요소 선택

RA MCU 장치를 사용하여 하위 클록 회로의 올바른 작동을 보장하려면 구성 요소 선택이 중요합니다. 다음 섹션에서는 구성 요소 선택에 도움이 되는 지침을 제공합니다.

외부 수정 공진기 선택
외부 수정 공진기는 서브 클럭 발진기 소스로 사용될 수 있습니다. 외부 크리스털 공진기는 MCU의 XCIN 및 XCOUT 핀에 연결됩니다. 서브클록 발진기용 외부 수정 공진기의 주파수는 정확히 32.768kHz여야 합니다. 구체적인 내용은 MCU 하드웨어 사용자 매뉴얼의 전기적 특성 섹션을 참조하십시오.
대부분의 RA 마이크로 컨트롤러의 경우 외부 수정 공진기를 기본 클럭 소스로 사용할 수 있습니다. 외부 크리스털 공진기는 MCU의 EXTAL 및 XTAL 핀에 연결됩니다. 메인 클록 외부 수정 공진기의 주파수는 메인 클록 발진기의 주파수 범위에 있어야 합니다. 이 문서에서는 서브 클록 발진기에 중점을 두지만 이러한 선택 및 설계 지침은 외부 크리스털 공진기를 사용하는 메인 클록 소스 설계에도 적용될 수 있습니다.
수정 공진기 선택은 각 고유 보드 설계에 따라 크게 달라집니다. RA MCU 장치와 함께 사용하기에 적합할 수 있는 수정 공진기의 선택 폭이 넓기 때문에 선택한 수정 공진기의 전기적 특성을 주의 깊게 평가하여 특정 구현 요구 사항을 결정하세요.

그림 1은 일반적인 ex를 보여줍니다.amp서브 클럭 소스에 대한 수정 공진기 연결 파일입니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(1)

그림 2는 서브 클록 회로의 수정 공진기에 대한 등가 회로를 보여줍니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(2)그림 3은 일반적인 ex를 보여줍니다.amp메인 클럭 소스에 대한 수정 공진기 연결 파일입니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(3)

그림 4는 메인 클록 회로의 수정 공진기에 대한 등가 회로를 보여줍니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(4)수정 공진기와 관련 커패시터를 선택할 때는 신중하게 평가해야 합니다. 외부 피드백 저항(Rf) 및 damp수정 공진기 제조업체에서 권장하는 경우 저항(Rd)을 추가할 수 있습니다.
CL1 및 CL2에 대한 커패시터 값 선택은 내부 클록의 정확도에 영향을 미칩니다. CL1 및 CL2 값의 영향을 이해하려면 위 그림의 수정 공진기 등가 회로를 사용하여 회로를 시뮬레이션해야 합니다. 보다 정확한 결과를 얻으려면 수정 공진기 구성 요소 간의 라우팅과 관련된 표유 용량도 고려해야 합니다.
일부 수정 공진기는 MCU가 제공하는 최대 전류에 제한이 있을 수 있습니다. 이러한 크리스털 공진기에 제공되는 전류가 너무 높으면 크리스털이 손상될 수 있습니다. 기원 후amp수정 공진기로 가는 전류를 제한하기 위해 저항(Rd)을 추가할 수도 있습니다. 이 저항기의 값을 확인하려면 수정 공진기 제조업체에 문의하세요.

부하 커패시터 선택
수정 공진기 제조업체는 일반적으로 각 수정 공진기에 대한 부하 용량(CL) 등급을 제공합니다. 크리스털 공진기 회로가 올바르게 작동하려면 보드 설계가 크리스털의 CL 값과 일치해야 합니다.
부하 커패시터 CL1 및 CL2의 정확한 값을 계산하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이러한 계산에서는 구리 트레이스의 정전 용량과 MCU의 장치 핀을 포함하는 보드 설계의 부하 커패시터 값과 부유 정전 용량(CS)을 고려합니다.
CL을 계산하는 방정식은 다음과 같습니다. RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(5)전직으로서amp즉, 크리스털 제조업체가 CL = 14pF를 지정하고 보드 설계의 CS가 5pF인 경우 결과 CL1 및 CL2는 18pF가 됩니다. 이 문서의 섹션 2.4에서는 검증된 일부 공진기 선택과 올바른 작동을 위한 관련 회로 상수에 대한 세부 정보를 제공합니다.
크리스탈의 성능에 영향을 미치는 다른 요소가 있습니다. 온도, 부품 노후화 및 기타 환경 요인은 시간이 지남에 따라 크리스털의 성능을 변화시킬 수 있으므로 각 특정 설계에서 이를 고려해야 합니다.
올바른 작동을 보장하려면 각 회로를 예상되는 환경 조건에서 테스트하여 올바른 성능을 보장해야 합니다.

보드 디자인

구성 요소 배치
수정 발진기, 부하 커패시터 및 옵션 저항기의 배치는 클록 회로의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
이 문서 내에서 참조할 때 "부품 측"은 MCU와 PCB 설계의 동일한 면을 의미하고, "납땜 측"은 MCU와 PCB 설계의 반대쪽을 의미합니다.
수정 공진기 회로를 PCB 구성 요소 측면의 MCU 핀에 최대한 가깝게 배치하는 것이 좋습니다. 부하 커패시터와 옵션 저항기도 부품 측면에 배치해야 하며 수정 공진기와 MCU 사이에 배치해야 합니다. 대안은 MCU 핀과 부하 커패시터 사이에 수정 공진기를 배치하는 것이지만 추가 접지 라우팅을 고려해야 합니다.
낮은 CL 수정 발진기는 온도 변동에 민감하며 이는 서브 클록 회로의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 서브 클록 회로에 대한 온도의 영향을 줄이려면 과도한 열을 발생시킬 수 있는 다른 부품을 수정 발진기에서 멀리 두십시오. 구리 영역이 다른 구성 요소의 방열판으로 사용되는 경우 구리 방열판을 수정 발진기에서 멀리 두십시오.

라우팅 – 모범 사례
이 섹션에서는 RA MCU 장치용 수정 공진기 회로의 적절한 레이아웃에 대한 핵심 사항을 설명합니다.

XCIN 및 XCOUT 라우팅
다음 목록에서는 XCIN 및 XCOUT 라우팅에 대한 사항을 설명합니다. 그림 5, 그림 6 및 그림 7은 예를 보여줍니다.ampXCIN 및 XCOUT에 대한 기본 추적 라우팅 파일입니다. 그림 8은 대체 ex를 보여줍니다.ampXCIN 및 XCOUT에 대한 추적 라우팅 파일입니다. 그림의 식별 번호는 이 목록을 나타냅니다.

  1. XCIN 및 XCOUT 트레이스를 다른 신호 트레이스와 교차하지 마십시오.
  2. XCIN 또는 XCOUT 트레이스에 관찰 핀이나 테스트 포인트를 추가하지 마십시오.
  3. XCIN 및 XCOUT 트레이스 폭을 0.1mm에서 0.3mm 사이로 만듭니다. MCU 핀에서 수정 공진기 핀까지의 트레이스 길이는 10mm 미만이어야 합니다. 10mm가 불가능할 경우 트레이스 길이를 최대한 짧게 만드십시오.
  4. XCIN 핀에 연결된 트레이스와 XCOUT 핀에 연결된 트레이스는 둘 사이에 가능한 한 많은 공간(최소 0.3mm)을 두어야 합니다.
  5. 외부 커패시터를 최대한 가깝게 연결하십시오. 커패시터의 트레이스를 구성 요소 측의 접지 트레이스(이하 "접지 실드"라고 함)에 연결합니다. 접지 실드에 대한 자세한 내용은 섹션 2.2.2를 참조하십시오. 원하는 배치로 커패시터를 배치할 수 없는 경우 그림 8에 표시된 배치를 사용하십시오.
  6. XCIN과 XCOUT 사이의 기생 정전 용량을 줄이려면 공진기와 MCU 사이에 접지 트레이스를 포함하십시오.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(6)그림 5. 예ampXCIN 및 XCOUT, LQFP 패키지에 대한 기본 배치 및 라우팅 파일

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(7)

그림 6. 예ampXCIN 및 XCOUT, LGA 패키지에 대한 기본 배치 및 라우팅 섹션

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그림 7. 예ampXCIN 및 XCOUT, BGA 패키지에 대한 기본 배치 및 라우팅 섹션

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그림 8. 예ampXCIN 및 XCOUT에 대한 대체 배치 및 라우팅 섹션

그라운드 실드
접지 트레이스로 수정 공진기를 차폐합니다. 다음 목록은 접지 실드에 관한 사항을 설명합니다. 그림 9, 그림 10 및 그림 11은 라우팅 예를 보여줍니다.amp각 패키지에 대한 파일입니다. 각 그림의 식별 번호는 이 목록을 참조합니다.

  1. 수정 공진기 추적 라우팅과 동일한 레이어에 접지 실드를 배치합니다.
  2. 접지 실드 트레이스 폭을 최소 0.3mm로 만들고 접지 실드와 다른 트레이스 사이에 0.3~2.0mm의 간격을 두십시오.
  3. 접지 실드를 MCU의 VSS 핀에 최대한 가깝게 배선하고 트레이스 폭이 최소 0.3mm인지 확인하십시오.
  4. 접지 실드를 통한 전류를 방지하려면 보드의 VSS 핀 근처에 있는 보드의 접지 실드와 접지를 분기하십시오.

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그림 9. Trace Examp접지 쉴드용 파일, LQFP 패키지

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그림 10. Trace ExampGround Shield용 le, LGA 패키지

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그림 11. Trace ExampGround Shield, BGA 패키지용 파일

바닥 지면

최소 1.2mm 두께의 다층 기판
두께가 1.2mm 이상인 보드의 경우 수정 공진기 영역의 납땜 면(이하 하단 접지라고 함)에 접지 트레이스를 배치합니다.
다음 목록은 두께가 1.2mm 이상인 다층 기판을 만들 때의 주의 사항을 설명합니다. 그림 12, 그림 13 및 그림 14는 라우팅 예를 보여줍니다.amp각 패키지 유형에 대한 파일입니다. 각 그림의 식별 번호는 이 목록을 참조합니다.

  1. 수정 공진기 영역의 중간 레이어에 흔적을 배치하지 마십시오. 이 영역에 전원 공급 장치나 접지 트레이스를 배치하지 마십시오. 이 영역을 통해 신호 흔적을 전달하지 마십시오.
  2. 바닥 접지를 접지 실드보다 최소 0.1mm 더 크게 만드십시오.
  3. VSS 핀에 연결하기 전에 납땜 측의 하단 접지를 구성 요소 측의 접지 실드에만 연결하십시오.

추가 참고 사항

  • LQFP 및 TFLGA 패키지의 경우 접지 실드를 보드 구성 요소 측면의 하단 접지에만 연결하십시오. 접지 실드를 통해 하단 접지를 VSS 핀에 연결합니다. 하단 접지 또는 접지 실드를 VSS 핀 이외의 접지에 연결하지 마십시오.
  • LFBGA 패키지의 경우 하단 접지를 VSS 핀에 직접 연결하십시오. 하단 접지 또는 접지 실드를 VSS 핀 이외의 접지에 연결하지 마십시오. RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(13)

그림 12. 라우팅 예ample 다층 기판의 두께가 1.2mm 이상인 경우 LQFP 패키지

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(14)

그림 13. 라우팅 예ample 다층 기판의 두께가 1.2mm 이상인 경우 LGA 패키지

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(15)

그림 14. 라우팅 예ample 다층 기판의 두께가 1.2mm 이상인 경우 BGA 패키지

두께가 1.2mm 미만인 다층 기판
다음은 두께가 1.2mm 미만인 다층 기판을 만들 때의 주의 사항에 대해 설명합니다. 그림 15는 라우팅 예시를 보여줍니다.amp르.

수정 공진기 영역의 구성 요소 측면 이외의 레이어에 어떤 흔적도 배치하지 마십시오. 이 영역에 전원 공급 장치 및 접지 트레이스를 배치하지 마십시오. 이 영역을 통해 신호 흔적을 전달하지 마십시오.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(16)

그림 15. 라우팅 예ample 다층 기판의 두께가 1.2mm 미만인 경우 LQFP 패키지

기타 포인트
다음 목록은 고려해야 할 다른 사항을 설명하며 그림 16은 라우팅 예를 보여줍니다.ampLQFP 패키지를 사용할 때의 파일입니다. 모든 패키지 유형에 동일한 사항이 적용됩니다. 그림의 식별 번호는 이 목록을 나타냅니다.

  1. 전류 변화가 큰 트레이스 근처에 XCIN 및 XCOUT 트레이스를 배치하지 마십시오.
  2. XCIN 및 XCOUT 트레이스를 인접한 핀과 같은 다른 신호 트레이스와 평행하게 라우팅하지 마십시오.
  3. XCIN 및 XCOUT 핀에 인접한 핀의 트레이스는 XCIN 및 XCOUT 핀에서 멀리 라우팅되어야 합니다. 먼저 MCU 중앙을 향해 트레이스를 라우팅한 다음 XCIN 및 XCOUT 핀에서 멀리 트레이스를 라우팅합니다. 이는 XCIN 및 XCOUT 트레이스와 병렬로 트레이스를 라우팅하지 않도록 권장됩니다.
  4. MCU 하단에 접지 트레이스를 최대한 많이 배치하십시오. RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(17)

그림 16. 라우팅 예amp기타 포인트의 경우 LQFP 패키지 Example

메인 클록 공진기
이 섹션에서는 메인 클록 공진기 라우팅에 대한 사항을 설명합니다. 그림 17은 라우팅 예시를 보여줍니다.amp르.

  • 메인 클록 공진기를 접지로 보호하십시오.
  • 메인 클럭 공진기용 접지 실드를 서브 클럭용 접지 실드에 연결하지 마십시오. 메인 클럭 접지 실드가 서브 클럭 접지 실드에 직접 연결된 경우 메인 클럭 공진기의 노이즈가 서브 클럭을 통해 전달되어 영향을 미칠 가능성이 있습니다.
  • 메인 클록 공진기를 배치하고 라우팅할 때 하위 클록 발진기에 대해 설명한 것과 동일한 지침을 따르십시오. RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(18)

그림 17. 라우팅 예ample 접지 실드로 메인 클록 공진기를 실드하는 경우

라우팅 - 피해야 할 오류
서브클럭 회로를 배선할 때 다음 사항을 피하도록 주의하십시오. 이러한 문제가 있는 트레이스를 라우팅하면 낮은 CL 공진기가 올바르게 진동하지 않을 수 있습니다. 그림 18은 라우팅 예시를 보여줍니다.amp파일을 보고 라우팅 오류를 지적합니다. 그림의 식별 번호는 이 목록을 나타냅니다.

  1. XCIN 및 XCOUT 트레이스는 다른 신호 트레이스를 교차합니다. (오작동의 위험이 있습니다.)
  2. XCIN, XCOUT에는 관찰 핀(테스트 포인트)이 부착되어 있습니다. (진동이 멈출 위험이 있습니다.)
  3. XCIN 및 XCOUT 와이어는 길다. (오작동이나 정확도 저하의 위험이 있습니다.)
  4. 접지 쉴드가 전체 영역을 덮지는 않으며, 접지 쉴드가 있는 곳에서는 라우팅이 길고 좁습니다. (노이즈의 영향을 받기 쉽고, MCU와 외부 콘덴서에서 발생하는 접지 전위차로 인해 정확도가 저하될 위험이 있습니다.)
  5. 접지 실드에는 VSS 핀 외에도 여러 개의 VSS 연결이 있습니다. (접지 실드를 통해 흐르는 MCU 전류로 인해 오작동 위험이 있습니다.)
  6. 전원 공급 장치 또는 접지 트레이스는 XCIN 및 XCOUT 트레이스 아래에 있습니다. (시계를 잃어버리거나 진동이 멈출 위험이 있습니다.)
  7. 전류가 큰 트레이스가 근처에 라우팅됩니다. (오작동의 위험이 있습니다.)
  8. 인접한 핀의 평행 트레이스는 가깝고 길다. (시계를 잃어버리거나 진동이 멈출 위험이 있습니다.)
  9. 중간 레이어는 라우팅에 사용됩니다. (발진 특성이 저하되거나 신호가 오작동할 위험이 있습니다.)

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그림 18. 라우팅 예amp노이즈로 인해 오작동 위험이 높은 경우

기준 발진 회로 상수 및 검증된 공진기 작동
표 1은 검증된 수정 공진기 작동에 대한 기준 발진 회로 상수를 나열합니다. 이 문서의 시작 부분에 있는 그림 1은 예시를 보여줍니다.amp검증된 공진기 작동을 위한 회로.

표 1. 검증된 공진기 작동을 위한 기준 발진 회로 상수

제조업체 시리즈 SMD/납 함유 주파수 (kHz) CL (pF) CL1(pF) CL2(pF) Rd(kΩ)
교세라 ST3215S B SMD 32.768 12.5 22 22 0
9 15 15 0
6 9 9 0
7 10 10 0
4 1.8 1.8 0

모든 RA MCU 장치가 Kyocera 목록에 나열되어 있는 것은 아닙니다. web사이트 및 하위 클록 발진기 권장 사항은 대부분의 RA MCU 장치에 나열되지 않습니다. 이 표의 데이터에는 다른 유사한 Renesas MCU 장치에 대한 권장 사항이 포함되어 있습니다.

여기에 나열된 검증된 공진기 작동 및 기준 발진 회로 상수는 공진기 제조업체의 정보를 기반으로 하며 보증되지 않습니다. 기준 발진 회로 상수는 제조사가 고정된 조건에서 조사한 측정값이므로 사용자 시스템에서 측정된 값은 다를 수 있습니다. 실제 사용자 시스템에서 사용하기 위한 최적의 기준 발진 회로 상수를 얻으려면 공진기 제조업체에 문의하여 실제 회로에 대한 평가를 수행하십시오.
그림의 조건은 MCU에 연결된 공진기를 발진시키기 위한 조건이며 MCU 자체의 동작 조건은 아닙니다. MCU 작동 조건에 대한 자세한 내용은 전기적 특성의 사양을 참조하십시오.

클록 크리스탈 정확도 측정

  • 클록 크리스털 제조업체와 Renesas(각 MCU 하드웨어 사용자 설명서)에서 권장하는 대로 클록 크리스털 회로의 올바른 구현에는 2개의 로딩 커패시터(다이어그램의 CL1 및 CL2)가 포함됩니다. 이 문서의 이전 섹션에서는 커패시터 선택을 다룹니다. 이러한 커패시터는 클록 주파수의 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 너무 높거나 너무 낮은 커패시터 값을 로드하면 클록의 장기적 정확도에 큰 영향을 미쳐 클록의 신뢰성이 떨어질 수 있습니다. 이러한 커패시터의 값은 크리스털 장치 사양과 보드 레이아웃의 조합에 따라 결정되며, PCB의 부유 커패시턴스와 클록 경로의 구성 요소를 고려합니다.
  • 그러나 클록 회로의 정확도를 올바르게 결정하려면 실제 하드웨어에서 클록 주파수를 측정해야 합니다. 클록 회로를 직접 측정하면 거의 확실하게 잘못된 측정이 발생합니다. 로딩 커패시터의 일반적인 값은 5pF ~ 30pF 범위이고 일반적인 오실로스코프 프로브 커패시턴스 값은 일반적으로 5pF ~ 15pF 범위입니다. 프로브의 추가 커패시턴스는 로딩 커패시터 값에 비해 상당하며 측정을 왜곡시켜 잘못된 결과를 초래합니다. 가장 낮은 값의 커패시턴스 오실로스코프 프로브는 매우 고정밀 프로브의 경우 여전히 약 1.5pF의 커패시턴스이므로 측정 결과가 왜곡될 가능성이 있습니다.
  • 다음은 MCU 보드 제품의 클럭 주파수 정확도를 측정하기 위해 제안되는 방법입니다. 이 절차는 측정 프로브에 의해 추가된 용량성 부하로 인한 잠재적인 측정 오류를 제거합니다.

권장 테스트 절차
Renesas RA 마이크로컨트롤러에는 CLKOUT 핀이 하나 이상 포함되어 있습니다. 클록 크리스털 신호에 대한 프로브의 용량성 부하를 제거하기 위해 마이크로컨트롤러는 클록 크리스털 입력을 CLKOUT 핀으로 전달하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 테스트할 MCU 보드에는 측정을 위해 이 핀에 액세스할 수 있는 장치가 포함되어야 합니다.

필수 구성 요소

  • 측정할 장치에 대한 하나 이상의 MCU 보드.
  • 측정할 장치를 위한 프로그래밍 및 에뮬레이션 도구입니다.
  • 적절한 교정을 통해 최소 6자리 정확도의 주파수 카운터.

테스트 방법

  1. 서브 클록 회로의 클록 크리스탈 입력을 MCU의 CLKOUT 핀에 연결하도록 MCU를 프로그래밍합니다.
  2. 주파수 카운터를 MCU의 CLKOUT 핀과 적절한 접지에 연결합니다. 주파수 카운터를 클록 크리스털 회로에 직접 연결하지 마십시오.
  3. CLKOUT 핀의 주파수를 측정하도록 주파수 카운터를 구성합니다.
  4. 주파수 카운터가 몇 분 동안 주파수를 측정하도록 허용합니다. 측정된 주파수를 기록합니다.

이 절차는 서브 클록 및 메인 클록 수정 발진기 모두에 사용될 수 있습니다. 클록 크리스털 정확도에 대한 로딩 커패시터 값의 영향을 확인하기 위해 로딩 커패시터에 대해 다른 값을 사용하여 테스트를 반복할 수 있습니다. 각 클록에 대해 가장 정확한 클록 주파수를 제공하는 값을 선택하십시오.
또한 측정의 유효성을 높이기 위해 동일한 유형의 여러 보드에서 절차를 반복하는 것이 좋습니다.

주파수 정확도 계산
주파수 정확도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

  • fm = 측정된 주파수
  • fs = 이상적인 신호 주파수
  • fe = 주파수 오류
  • fa = 주파수 정확도, 일반적으로 ppb(10억분율)로 표시됩니다.

주파수 오류는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(20)주파수 정확도는 다음과 같이 표현될 수 있습니다. RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(21)주파수 정확도는 실제 시간과의 편차로 표현될 수도 있습니다. 연간 초 단위의 편차는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

RENESAS-RA-MCU-시리즈-RA8M1-Arm-Cortex-M85-마이크로컨트롤러-(22)

Web사이트 및 지원
다음을 방문하세요 URLRA 제품군의 핵심 요소에 대해 알아보고, 구성 요소 및 관련 문서를 다운로드하고, 지원을 받으십시오.

개정 내역

 회전.  날짜 설명
페이지 요약
1.00 07.22년 XNUMX월 XNUMX일 최초 릴리스
2.00 01.23년 XNUMX월 XNUMX일 18 섹션 3을 추가했습니다. 클록 크리스탈 정확도 측정

알아채다

  1. 본 문서의 회로, 소프트웨어 및 기타 관련 정보에 대한 설명은 반도체 제품 및 응용 프로그램의 작동을 설명하기 위해서만 제공됩니다.amples. 귀하는 귀하의 제품 또는 시스템 설계에 회로, 소프트웨어 및 정보를 통합하거나 다른 용도로 사용하는 것에 대해 전적으로 책임을 집니다. Renesas Electronics는 이러한 회로, 소프트웨어 또는 정보의 사용으로 인해 귀하 또는 제3자가 입은 모든 손실 및 피해에 대한 모든 책임을 부인합니다.
  2. Renesas Electronics는 본 문서에 기술된 Renesas Electronics 제품 또는 기술 정보(제품 데이터, 도면, 차트, 프로그램, 알고리즘, 애플리케이션 포함하되 이에 국한되지 않음)의 사용으로 인해 발생하거나 제3자의 특허, 저작권 또는 기타 지적 재산권과 관련된 침해 또는 기타 청구에 대한 모든 보증 및 책임을 명시적으로 부인합니다.amp레.
  3. 본 계약에 따라 Renesas Electronics 또는 타인의 특허, 저작권 또는 기타 지적 재산권에 대한 명시적, 묵시적 또는 기타 라이센스는 부여되지 않습니다.
  4. 귀하는 제3자에게서 필요한 라이센스를 결정하고, 필요한 경우 Renesas Electronics 제품을 통합한 제품의 합법적인 수입, 수출, 제조, 판매, 활용, 유통 또는 기타 폐기에 대한 라이센스를 획득할 책임을 져야 합니다.
  5. 귀하는 Renesas Electronics 제품을 전체 또는 일부 변경, 수정, 복사 또는 역엔지니어링할 수 없습니다. Renesas Electronics는 이러한 변경, 수정, 복사 또는 역엔지니어링으로 인해 귀하 또는 제3자가 입은 모든 손실 또는 피해에 대한 모든 책임을 부인합니다.
  6. Renesas Electronics 제품은 "표준" 및 "고품질"의 두 가지 품질 등급에 따라 분류됩니다. 각 Renesas Electronics 제품의 의도된 적용은 아래 표시된 대로 제품의 품질 등급에 따라 다릅니다.
    • "표준": 컴퓨터; 사무 기기; 통신 장비; 테스트 및 측정 장비; 시청각 장비; 집
      전자제품; 공작 기계; 개인 전자 장비; 산업용 로봇; 등.
    • "고품질": 운송 장비(자동차, 기차, 선박 등); 교통 통제(신호등); 대규모 통신 장비; 주요 금융 터미널 시스템; 안전 제어 장비; 등.
      Renesas Electronics 데이터 시트 또는 기타 Renesas Electronics 문서에서 고신뢰성 제품 또는 열악한 환경용 제품으로 명시적으로 지정되지 않는 한 Renesas Electronics 제품은 인명 또는 신체 상해(인공 생명 유지 장치 또는 시스템, 외과 이식 등) 또는 심각한 재산 피해(우주 시스템, 해저 중계기, 원자력 제어 시스템, 항공기 제어 시스템, 주요 플랜트 시스템, 군사 장비 등)를 유발할 수 있습니다. Renesas Electronics는 Renesas Electronics 데이터 시트, 사용자 매뉴얼 또는 기타 Renesas Electronics 문서와 일치하지 않는 Renesas Electronics 제품의 사용으로 인해 귀하 또는 제XNUMX자가 입은 손해 또는 손실에 대해 모든 책임을 지지 않습니다.
  7. 절대적으로 안전한 반도체 제품은 없습니다. Renesas Electronics 하드웨어 또는 소프트웨어 제품에 구현될 수 있는 보안 조치 또는 기능에도 불구하고 Renesas Electronics는 Renesas Electronics 제품에 대한 무단 액세스 또는 사용을 포함하되 이에 국한되지 않는 취약성 또는 보안 위반으로 인해 발생하는 어떠한 책임도 지지 않습니다. 또는 Renesas Electronics 제품을 사용하는 시스템. 르네사스 일렉트로닉스는 르네사스 일렉트로닉스 제품 또는 르네사스 일렉트로닉스 제품을 사용하여 만든 모든 시스템이 손상, 공격, 바이러스 가능성, 보안 문제, 기타 간섭, 해킹으로부터 무적이거나 자유로울 것이라고 보증하거나 보장하지 않습니다. ). 르네사스 일렉트로닉스는 취약점 문제로 인해 발생하거나 이와 관련된 모든 책임을 부인합니다. 또한 관련 법률이 허용하는 한도 내에서 RENESAS ELECTRONICS는 이 문서 및 다음을 포함하지 않는 소프트웨어 또는 하드웨어와 관련하여 명시적이든 묵시적이든 모든 보증을 부인합니다. 특정 목적.
  8. Renesas Electronics 제품을 사용할 때는 최신 제품 정보(데이터 시트, 사용자 설명서, 애플리케이션 노트, 신뢰성 핸드북의 "반도체 소자 취급 및 사용에 대한 일반 참고 사항" 등)를 참조하고 사용 조건이 최대 정격, 동작 전원 공급 볼륨과 관련하여 Renesas Electronics에서 지정한 범위 내에 있는지 확인하십시오.tage 범위, 방열 특성, 설치 등에 대한 정보는 Renesas Electronics에서 제공하지 않습니다. Renesas Electronics는 이러한 지정 범위를 벗어난 Renesas Electronics 제품을 사용하여 발생한 모든 오작동, 고장 또는 사고에 대한 모든 책임을 부인합니다.
  9. Renesas Electronics는 Renesas Electronics 제품의 품질과 신뢰성을 개선하기 위해 노력하지만, 반도체 제품은 특정 비율로 고장이 발생하고 특정 사용 조건에서 오작동하는 것과 같은 특정한 특성을 가지고 있습니다. Renesas Electronics 데이터 시트 또는 기타 Renesas Electronics 문서에서 고신뢰성 제품 또는 혹독한 환경을 위한 제품으로 지정되지 않은 한, Renesas Electronics 제품은 방사선 저항 설계의 대상이 아닙니다. 귀하는 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 안전 설계(이에 국한되지 않음)를 비롯하여, 중복성, 화재 제어 및 오작동 방지, 노화로 인한 열화에 대한 적절한 처리 또는 기타 적절한 조치와 같이 Renesas Electronics 제품의 고장 또는 오작동 시 신체적 상해, 화재로 인한 상해 또는 손상 및/또는 대중에 대한 위험 가능성을 방지하기 위한 안전 조치를 구현할 책임이 있습니다. 마이크로컴퓨터 소프트웨어만 평가하는 것은 매우 어렵고 비실용적이므로 귀하는 귀하가 제조한 최종 제품 또는 시스템의 안전성을 평가할 책임이 있습니다.
  10. 각 Renesas Electronics 제품의 환경적 적합성과 같은 환경 문제에 대한 자세한 내용은 Renesas Electronics 영업 사무실에 문의하십시오. 귀하는 EU RoHS 지침을 포함하되 이에 국한되지 않고 통제 물질의 포함 또는 사용을 규제하는 해당 법률 및 규정을 신중하고 충분히 조사하고 이러한 모든 해당 법률 및 규정을 준수하여 Renesas Electronics 제품을 사용할 책임이 있습니다. Renesas Electronics는 해당 법률 및 규정을 준수하지 않아 발생하는 손해 또는 손실에 대한 모든 책임을 부인합니다.
  11. Renesas Electronics 제품 및 기술은 해당 국내 또는 외국 법률이나 규정에 따라 제조, 사용 또는 판매가 금지된 제품이나 시스템에 사용되거나 통합되어서는 안 됩니다. 귀하는 당사자 또는 거래에 대한 관할권을 주장하는 모든 국가의 정부가 공포하고 관리하는 해당 수출 통제법 및 규정을 준수해야 합니다.
  12. Renesas Electronics 제품의 구매자 또는 유통업체, 또는 제품을 유통, 처분하거나, 다른 방식으로 제3자에게 판매 또는 양도하는 다른 당사자는 본 문서에 명시된 내용 및 조건을 사전에 해당 제3자에게 통지해야 할 책임이 있습니다.
  13. 본 문서는 Renesas Electronics의 사전 서면 동의 없이는 전체 또는 일부를 어떠한 형태로든 재인쇄, 복제 또는 복제할 수 없습니다.
  14. 이 문서 또는 Renesas Electronics 제품에 포함된 정보에 대해 질문이 있는 경우 Renesas Electronics 영업소에 문의하십시오.
  • (주1) 이 문서에서 사용된 "Renesas Electronics"는 Renesas Electronics Corporation을 의미하며 직간접적으로 통제되는 자회사도 포함합니다.
  • (주2) "Renesas Electronics 제품(들)"은 Renesas Electronics에 의해 또는 Renesas Electronics를 위해 개발 또는 제조된 모든 제품을 의미합니다.

(5.0년 1월 2020-XNUMX일)

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RENESAS RA MCU 시리즈 RA8M1 Arm Cortex-M85 마이크로컨트롤러 [PDF 파일] 사용자 가이드
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참고문헌

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