रास्पबेरी Pi SC1631 रास्पबेरी मायक्रोकंट्रोलर सूचना पुस्तिका

धडा 1: परिचय
RP2350 मालिका RP2040 मालिकेच्या तुलनेत भिन्न पॅकेज पर्याय देते. RP2350A आणि RP2354A अनुक्रमे अंतर्गत फ्लॅश स्टोरेजशिवाय आणि त्याशिवाय QFN-60 पॅकेजमध्ये येतात, तर RP2354B आणि RP2350B फ्लॅश स्टोरेजसह आणि त्याशिवाय QFN-80 पॅकेजमध्ये येतात.

प्रकरण २: शक्ती
RP2350 मालिकेत नवीन ऑन-चिप स्विचिंग व्हॉल्यूम आहेtagपाच पिनसह e नियामक. या रेग्युलेटरला ऑपरेशनसाठी बाह्य घटकांची आवश्यकता असते परंतु RP2040 मालिकेतील लिनियर रेग्युलेटरच्या तुलनेत जास्त लोड करंटवर उच्च उर्जा कार्यक्षमता देते. ॲनालॉग सर्किटरी पुरवणाऱ्या VREG_AVDD पिनमधील आवाजाच्या संवेदनशीलतेकडे लक्ष द्या.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: RP2350A आणि RP2350B मधील मुख्य फरक काय आहे?
A: मुख्य फरक अंतर्गत फ्लॅश स्टोरेजच्या उपस्थितीत आहे. RP2350A मध्ये अंतर्गत फ्लॅश स्टोरेज नाही तर RP2350B मध्ये आहे.
प्रश्न: व्हॉल्यूम किती पिन करतोtagRP2350 मालिकेतील e नियामकाकडे आहे का?
A: खंडtagRP2350 मालिकेतील e रेग्युलेटरमध्ये पाच पिन आहेत.

बोर्ड आणि उत्पादने तयार करण्यासाठी RP2350 मायक्रोकंट्रोलर वापरून RP2350 सह हार्डवेअर डिझाइन

कोलोफोन

हे दस्तऐवजीकरण क्रिएटिव्ह कॉमन्स ॲट्रिब्युशन-नोडेरिव्हेटिव्हज 4.0 इंटरनॅशनल (CC BY-ND) अंतर्गत परवानाकृत आहे. बिल्ड-तारीख: 2024-08-08 बिल्ड-व्हर्जन: c0acc5b-क्लीन
कायदेशीर अस्वीकरण सूचना

रास्पबेरी पीआय उत्पादनांसाठी तांत्रिक आणि विश्वासार्हता डेटा (डेटाशीटसह) वेळोवेळी सुधारित केला जातो (“संसाधन”) RASPBERRY PI LTD (“RPL”) आणि ILUMP द्वारे प्रदान केले जातात डिंग, पण मर्यादित नाही साठी, विशिष्ट हेतूसाठी व्यापारीता आणि योग्यतेची निहित हमी अस्वीकृत केली गेली आहे. लागू कायद्याने परवानगी दिलेल्या कमाल मर्यादेपर्यंत कोणत्याही प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, आकस्मिक, विशेष, अनुकरणीय, किंवा अनुषंगिक नुकसानांसाठी RPL जबाबदार असणार नाही (अनु., अनु TE वस्तू किंवा सेवांचा वापर, डेटा , किंवा नफा किंवा व्यवसायातील व्यत्यय) तथापि, कोणत्याही कारणास्तव आणि कोणत्याही दायित्वाच्या सिद्धांतावर, मग तो करारामध्ये असो, कठोर उत्तरदायित्व असो, किंवा आमच्याकडून कोणत्याही परिस्थितीत, EN जर शक्यतेचा सल्ला दिला असेल अशा नुकसानीचे.
RPL कोणत्याही वेळी आणि कोणत्याही सूचना न देता संसाधने किंवा त्यात वर्णन केलेल्या कोणत्याही उत्पादनांमध्ये सुधारणा, सुधारणा, दुरुस्त्या किंवा इतर कोणतेही बदल करण्याचा अधिकार राखून ठेवते.
संसाधने हे डिझाइन ज्ञानाचे योग्य स्तर असलेल्या कुशल वापरकर्त्यांसाठी आहेत. वापरकर्ते त्यांच्या निवडीसाठी आणि संसाधनांच्या वापरासाठी आणि त्यांच्यामध्ये वर्णन केलेल्या उत्पादनांच्या कोणत्याही अनुप्रयोगासाठी पूर्णपणे जबाबदार आहेत. वापरकर्ता RPL ला नुकसानभरपाई देण्यास आणि त्यांच्या संसाधनांच्या वापरामुळे उद्भवणाऱ्या सर्व दायित्वे, खर्च, नुकसान किंवा इतर नुकसानीपासून संरक्षण करण्यास सहमत आहे.

RPL वापरकर्त्यांना केवळ Raspberry Pi उत्पादनांच्या संयोगाने संसाधने वापरण्याची परवानगी देते. संसाधनांचा इतर सर्व वापर प्रतिबंधित आहे. इतर कोणत्याही RPL किंवा इतर तृतीय पक्षाच्या बौद्धिक संपदा अधिकाराला कोणताही परवाना दिला जात नाही.
उच्च जोखीम क्रियाकलाप. रास्पबेरी पाई उत्पादने अयशस्वी सुरक्षित कार्यक्षमतेची आवश्यकता असलेल्या धोकादायक वातावरणात वापरण्यासाठी डिझाइन केलेली, उत्पादित केलेली नाही किंवा वापरण्यासाठी हेतू नाही, जसे की आण्विक सुविधा, विमान नेव्हिगेशन किंवा दळणवळण प्रणाली, हवाई वाहतूक नियंत्रण, शस्त्रे प्रणाली किंवा सुरक्षा-गंभीर अनुप्रयोग (जीवन समर्थनासह) प्रणाली आणि इतर वैद्यकीय उपकरणे), ज्यामध्ये उत्पादनांच्या अपयशामुळे थेट मृत्यू, वैयक्तिक इजा किंवा गंभीर शारीरिक किंवा पर्यावरणीय नुकसान होऊ शकते ("उच्च जोखीम क्रियाकलाप"). RPL विशेषत: उच्च जोखमीच्या क्रियाकलापांसाठी फिटनेसची कोणतीही स्पष्ट किंवा गर्भित वॉरंटी नाकारते आणि उच्च जोखीम क्रियाकलापांमध्ये रास्पबेरी पाई उत्पादनांचा वापर किंवा समावेश करण्यासाठी कोणतेही दायित्व स्वीकारत नाही.

रास्पबेरी पाई उत्पादने RPL च्या मानक अटींच्या अधीन आहेत. RPL ची संसाधनांची तरतूद RPL च्या मानक अटींचा विस्तार करत नाही किंवा त्यामध्ये बदल करत नाही आणि त्यात व्यक्त केलेल्या अस्वीकरण आणि वॉरंटींचा समावेश आहे परंतु त्यांच्यापुरता मर्यादित नाही.

धडा 1. परिचय

आकृती 1. RP3A चे KiCad 2350D रेंडरिंग किमान डिझाइन माजीample

जेव्हा आम्ही पहिल्यांदा रास्पबेरी Pi RP2040 सादर केला, तेव्हा आम्ही एक 'मिनिमल' डिझाइन देखील जारी केलेample आणि सोबतचे मार्गदर्शक हार्डवेअर डिझाइन RP2040 सह ज्याने आशेने स्पष्ट केले आहे की RP2040 साध्या सर्किट बोर्डमध्ये कसे वापरले जाऊ शकते आणि विविध घटक निवडी का केल्या गेल्या. RP235x सिरीजच्या आगमनाने, मूळ RP2040 मिनिमल डिझाईनला पुन्हा भेट देण्याची आणि नवीन वैशिष्ट्यांसाठी आणि प्रत्येक पॅकेज व्हेरियंटसाठी ते अपडेट करण्याची वेळ आली आहे; RP2350A त्याच्या QFN-60 पॅकेजसह, आणि RP2350B जे QFN-80 आहे. पुन्हा, या डिझाईन्स Kicad (7.0) स्वरूपात आहेत आणि डाउनलोड करण्यासाठी उपलब्ध आहेत (https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/Minimal-KiCAD.zip).

किमान बोर्ड
मूळ मिनिमल बोर्ड हा RP2040 चालविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या किमान बाह्य घटकांचा वापर करून एक साधी संदर्भ डिझाइन प्रदान करण्याचा प्रयत्न होता आणि तरीही सर्व IO उघड आणि प्रवेशयोग्य आहेत. यात मूलत: उर्जा स्त्रोत (5V ते 3.3V रेखीय रेग्युलेटर), क्रिस्टल ऑसिलेटर, फ्लॅश मेमरी आणि IO कनेक्शन (एक मायक्रो USB सॉकेट आणि GPIO शीर्षलेख) यांचा समावेश होता. नवीन RP235x मालिका मिनिमल बोर्ड मोठ्या प्रमाणात समान आहेत, परंतु नवीन हार्डवेअरमुळे काही बदल आवश्यक आहेत. या व्यतिरिक्त, आणि डिझाइनच्या किमान स्वरूपाच्या विरोधात जाऊनही, मी वेगळ्या SWD शीर्षलेखासह, बूटसेल आणि रनसाठी दोन बटणे जोडली आहेत, ज्याचा अर्थ यावेळी कमी निराशाजनक डीबग अनुभव असावा. डिझाईन्सना काटेकोरपणे या बटणांची आवश्यकता नसते, हेडरवर सिग्नल अजूनही उपलब्ध असतात आणि जर तुम्ही विशेषत: खर्चाचे किंवा जागेबद्दल जागरूक असाल किंवा तुमच्याकडे masochistic प्रवृत्ती असेल तर ते वगळले जाऊ शकतात.

RP2040 वि RP235x मालिका
सर्वात स्पष्ट बदल पॅकेजमध्ये आहे. RP2040 एक 7x7mm QFN-56 आहे, तर RP235x मालिकेत सध्या चार भिन्न सदस्य आहेत. अशी दोन उपकरणे आहेत जी समान QFN-60 पॅकेज सामायिक करतात; RP2350A ज्यामध्ये अंतर्गत फ्लॅश स्टोरेज नाही आणि RP2354A ज्यामध्ये आहे. त्याचप्रमाणे, QFN-80 देखील दोन फ्लेवर्समध्ये येतो; फ्लॅशसह RP2354B आणि RP2350B शिवाय. QFN-60 उपकरणे आणि मूळ RP2040 सामायिक वारसा सामायिक करतातtage.

त्यांच्या प्रत्येकाकडे 30 GPIO आहेत, त्यापैकी चार ADC शी देखील जोडलेले आहेत आणि 7x7mm आकाराचे आहेत. असे असूनही, RP2350A हे RP2040 साठी ड्रॉप-इन रिप्लेसमेंट नाही, कारण प्रत्येकावरील पिनची संख्या भिन्न आहे. याउलट, QFN-80 चिप्समध्ये आता 48 GPIO आहेत आणि यापैकी आठ आता ADC सक्षम आहेत. यामुळे, आमच्याकडे आता दोन मिनिमल बोर्ड आहेत; एक 60 पिन उपकरणांसाठी आणि एक 80 साठी. हे किमान बोर्ड प्रामुख्याने अंतर्गत फ्लॅश (RP2350) नसलेल्या भागांसाठी डिझाइन केलेले आहेत, तथापि, ऑनबोर्ड फ्लॅश वगळून डिझाइन सहजपणे अंतर्गत फ्लॅश उपकरणांसह (RP2354) वापरल्या जाऊ शकतात. मेमरी, किंवा अगदी दुय्यम फ्लॅश डिव्हाइस म्हणून वापरणे (यावर नंतर अधिक). दोन बोर्डांमध्ये थोडा फरक आहे, याशिवाय QFN-80 आवृत्तीमध्ये अतिरिक्त GPIO सामावून घेण्यासाठी हेडरच्या लांब पंक्ती आहेत आणि त्यामुळे बोर्ड मोठा आहे.

पॅकेज व्यतिरिक्त, RP235x मालिका आणि RP2040 मधील सर्वात मोठा बोर्ड-स्तरीय फरक म्हणजे वीज पुरवठा. RP235x मालिकेत काही नवीन पॉवर पिन आणि वेगळे अंतर्गत नियामक आहेत. RP100 चा 2040mA लिनियर रेग्युलेटर 200mA स्विचिंग रेग्युलेटरने बदलण्यात आला आहे, आणि म्हणून, त्याला काही विशिष्ट सर्किटरी आवश्यक आहे आणि लेआउटमध्ये कोणतीही काळजी घेतली जात नाही. तुम्ही आमच्या लेआउट आणि घटक निवडींचे बारकाईने पालन करावे अशी शिफारस केली जाते; डिझाइनची अनेक पुनरावृत्ती करावी लागण्याच्या वेदना आम्ही आधीच अनुभवल्या आहेत, त्यामुळे आशा आहे की तुम्हाला तसे करण्याची गरज नाही.

आकृती 2. RP3B चे KiCad 2350D रेंडरिंग किमान डिझाइन माजीample

डिझाइन
किमान डिझाइनचा हेतू माजीamples म्हणजे RP235x मालिकेचा वापर करून साध्या बोर्डांची एक जोडी तयार करणे, जे अनावश्यकपणे विदेशी PCB तंत्रज्ञानाचा वापर न करता स्वस्त आणि सहज उत्पादनक्षम असावे. त्यामुळे मिनिमल बोर्ड 2 लेयर डिझाईन्स आहेत, जे घटक सामान्यपणे उपलब्ध असले पाहिजेत आणि सर्व बोर्डच्या वरच्या बाजूला बसवलेले आहेत. मोठे, सहज हाताने सोल्डर करता येणारे घटक वापरणे चांगले असले तरी, QFN चिप्स (0.4mm) च्या लहान पिचचा अर्थ असा आहे की सर्व GPIO वापरायचे असल्यास काही 0402 (1005 मेट्रिक) निष्क्रिय घटक वापरणे अपरिहार्य आहे. 0402 घटकांचे हाताने सोल्डरिंग करणे योग्य सोल्डरिंग लोहासह फारसे आव्हानात्मक नसले तरी, तज्ञ उपकरणांशिवाय QFNs सोल्डर करणे जवळजवळ अशक्य आहे.

पुढील काही विभागांमध्ये, मी अतिरिक्त सर्किटरी कशासाठी आहे हे समजावून सांगण्याचा प्रयत्न करणार आहे आणि आशा आहे की आम्ही केलेल्या निवडी कशा केल्या. मी प्रत्यक्षात दोन स्वतंत्र डिझाईन्सबद्दल बोलणार आहे, प्रत्येक पॅकेज आकारासाठी एक, मी गोष्टी शक्य तितक्या सोप्या ठेवण्याचा प्रयत्न केला आहे. शक्यतोपर्यंत, दोन बोर्डांसाठी सर्व घटक संदर्भ एकसारखे आहेत, म्हणून जर मी U1, R1, इत्यादींचा संदर्भ घेतला तर ते दोन्ही बोर्डांसाठी तितकेच संबंधित आहे. स्पष्ट अपवाद असा आहे की जेव्हा घटक फक्त एका बोर्डवर असेल (सर्व प्रकरणांमध्ये, हे मोठ्या 80 पिन प्रकारावर असेल), तर प्रश्नातील घटक फक्त QFN-80 डिझाइनवर असेल; माजी साठीample, R13 फक्त या बोर्डवर दिसते.

धडा 2. पॉवर

या वेळी RP235x मालिका आणि RP2040 चा वीज पुरवठा काहीसा वेगळा आहे, जरी त्याच्या सर्वात सोप्या कॉन्फिगरेशनमध्ये, तरीही 3.3V आणि 1.1V या दोन पुरवठा आवश्यक आहेत. RP235x मालिका एकाच वेळी अधिक पॉवर हँगरी आहे, कारण ती उच्च कार्यक्षमतेची आहे, आणि सोबतच अधिक काटकसरी (कमी पॉवर स्थितीत असताना) त्याच्या पूर्ववर्तीपेक्षा, आणि म्हणून RP2040 वरील रेखीय रेग्युलेटर स्विचिंग रेग्युलेटरसह अपग्रेड केले गेले आहे. हे आम्हाला उच्च प्रवाहांवर (पूर्वी 200mA च्या तुलनेत 100mA पर्यंत) अधिक उर्जा कार्यक्षमतेची अनुमती देते.

नवीन ऑन-चिप व्हॉल्यूमtagई नियामक

आकृती 3. अंतर्गत रेग्युलेटर सर्किट दर्शविणारा योजनाबद्ध विभाग

RP2040 च्या रेखीय रेग्युलेटरमध्ये चिपवर DVDD पुरवण्यासाठी दोन पिन, 3.3V इनपुट आणि 1.1V आउटपुट होते. यावेळी, RP235x मालिकेच्या रेग्युलेटरमध्ये पाच पिन आहेत आणि ते कार्य करण्यासाठी काही बाह्य घटक आवश्यक आहेत. हे वापरण्यायोग्यतेच्या बाबतीत थोडेसे मागासलेले पाऊल वाटत असले तरी, स्विचिंग रेग्युलेटरकडे ॲडव्हान आहेtagउच्च लोड करंट्सवर अधिक उर्जा कार्यक्षम असणे.

नावाप्रमाणेच, नियामक 3.3V इनपुट व्हॉल्यूमला जोडणारा अंतर्गत ट्रान्झिस्टर वेगाने चालू आणि बंद करतो.tage (VREG_VIN) VREG_LX पिनला, आणि इंडक्टर (L1) आणि आउटपुट कॅपेसिटर (C7) च्या मदतीने, ते DC आउटपुट व्हॉल्यूम तयार करू शकते.tage जे इनपुटमधून स्टेप-डाउन केले गेले आहे. VREG_FB पिन आउटपुट व्हॉल्यूमचे निरीक्षण करतेtage, आणि स्विचिंग सायकलचे चालू/बंद गुणोत्तर समायोजित करते, याची खात्री करण्यासाठी आवश्यक व्हॉल्यूमtage राखला जातो. मोठ्या प्रवाहांना VREG_VIN वरून VREG_LX वर स्विच केले जात असल्याने, इनपुटच्या जवळ एक मोठा कॅपेसिटर (C6) आवश्यक आहे, त्यामुळे आम्ही 3.3V पुरवठा जास्त खराब करत नाही. या मोठ्या स्विचिंग करंट्सबद्दल बोलताना, रेग्युलेटर त्याच्या स्वतःच्या ग्राउंड रिटर्न कनेक्शनसह देखील येतो, VREG_PGND. त्याचप्रमाणे VREG_VIN आणि VREG_LX सह, या कनेक्शनची मांडणी महत्त्वपूर्ण आहे, आणि VREG_PGND मुख्य GND शी जोडले जाणे आवश्यक आहे, ते अशा प्रकारे केले पाहिजे की सर्व मोठे स्विचिंग करंट थेट PGND पिनवर परत येतील, बाकीच्या भागांना अडथळा न आणता. GND खूप जास्त आहे.

शेवटचा पिन VREG_AVDD आहे, जो रेग्युलेटरमध्ये ॲनालॉग सर्किटरी पुरवतो आणि हा आवाजासाठी अतिशय संवेदनशील असतो.

आकृती 4. रेग्युलेटरचा पीसीबी लेआउट दर्शविणारा योजनाबद्ध विभाग

मिनिमल बोर्ड्सवरील रेग्युलेटरचा लेआउट रास्पबेरी Pi Pico 2 च्या अगदी जवळून प्रतिबिंबित करतो. या सर्किटच्या डिझाइनमध्ये खूप काम केले गेले आहे, पीसीबीच्या अनेक पुनरावृत्तीसह ते शक्य तितके चांगले बनवण्यासाठी आवश्यक आहे. करू शकता. तुम्ही हे घटक वेगवेगळ्या प्रकारे ठेवू शकता आणि तरीही रेग्युलेटरला 'काम' करू शकता (म्हणजे, आउटपुट व्हॉल्यूम तयार कराtage अंदाजे योग्य स्तरावर, कोड चालू ठेवण्यासाठी पुरेसा चांगला), आम्हाला आढळले आहे की आमच्या रेग्युलेटरला आनंदी ठेवण्यासाठी अगदी योग्य पद्धतीने हाताळले जाणे आवश्यक आहे आणि आनंदी म्हणजे, मला योग्य आउटपुट व्हॉल्यूम तयार करणे आवश्यक आहे.tage लोड वर्तमान परिस्थितीच्या श्रेणी अंतर्गत.
यावर आमचे प्रयोग करत असताना, भौतिकशास्त्राच्या गैरसोयीच्या जगाकडे नेहमीच दुर्लक्ष करता येणार नाही याची आठवण करून दिल्याने आम्ही काहीसे निराश झालो. आम्ही अभियंते म्हणून, मुख्यत्वे प्रयत्न करतो आणि हेच करतो; घटकांचे सरलीकरण करणे, (अनेकदा) क्षुल्लक भौतिक गुणधर्मांकडे दुर्लक्ष करणे आणि त्याऐवजी आम्हाला स्वारस्य असलेल्या मालमत्तेवर लक्ष केंद्रित करणे. उदा.ampले, साध्या रेझिस्टरमध्ये फक्त रेझिस्टन्स नसतो तर इंडक्टन्स इ. आमच्या बाबतीत, आम्ही (पुन्हा) शोधले की इंडक्टर्सला त्यांच्याशी एक चुंबकीय क्षेत्र जोडलेले असते आणि महत्त्वाचे म्हणजे, कॉइल कोणत्या दिशेने निघते यावर अवलंबून असते. जखम आहे, आणि प्रवाहाच्या प्रवाहाची दिशा. आम्हाला हे देखील स्मरण करून दिले होते की 'पूर्ण' शील्ड इंडक्टरचा अर्थ तुम्हाला काय वाटते ते असू शकत नाही. चुंबकीय क्षेत्र मोठ्या प्रमाणात कमी झाले आहे, परंतु काही अजूनही सुटतात. आम्हाला आढळले की जर इंडक्टर 'योग्य मार्गाने' असेल तर रेग्युलेटरची कामगिरी मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाऊ शकते.
असे दिसून आले की 'राँग वे राउंड' इंडक्टरमधून उत्सर्जित होणारे चुंबकीय क्षेत्र रेग्युलेटर आउटपुट कॅपेसिटर (C7) मध्ये व्यत्यय आणते, ज्यामुळे RP2350 मधील कंट्रोल सर्किटरी खराब होते. योग्य अभिमुखतेमध्ये इंडक्टरसह, आणि येथे वापरलेल्या अचूक मांडणी आणि घटक निवडीसह, ही समस्या दूर होते. निःसंशयपणे इतर लेआउट्स, घटक इत्यादी असतील, जे कोणत्याही अभिमुखतेमध्ये इंडक्टरसह कार्य करू शकतात, परंतु असे करण्यासाठी ते बहुधा जास्त पीसीबी जागा वापरतील. आम्ही हे कॉम्पॅक्ट आणि चांगले वर्तन केलेले समाधान विकसित आणि परिष्कृत करण्यात घालवलेले अनेक अभियांत्रिकी तास वाचवण्यासाठी आम्ही हे शिफारस केलेले लेआउट प्रदान केले आहे.
सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, आम्ही असे म्हणत आहोत की जर तुम्ही आमचे माजी वापरायचे नाही तरampनंतर, आपण आपल्या स्वत: च्या जोखमीवर असे करू. जसे की आम्ही आधीच RP2040 आणि क्रिस्टल सर्किटसह करतो, जिथे आम्ही आग्रह धरतो (चांगले, जोरदार सुचवतो) तुम्ही विशिष्ट भाग वापरा (आम्ही या दस्तऐवजाच्या क्रिस्टल विभागात पुन्हा करू).
या लहान इंडक्टर्सच्या दिशात्मकतेकडे सार्वत्रिकपणे दुर्लक्ष केले जाते, कॉइल वाइंडिंगचे अभिमुखता अंदाज लावणे अशक्य आहे आणि घटकांच्या रीलसह यादृच्छिकपणे वितरीत केले जाते. मोठ्या इंडक्टर केस आकारांवर अनेकदा ध्रुवीय चिन्हे आढळतात, तथापि आम्ही निवडलेल्या 0806 (2016 मेट्रिक) केस आकारात आम्हाला कोणतेही योग्य आढळले नाही. यासाठी, आम्ही Abracon सोबत ध्रुवीयता दर्शवण्यासाठी डॉटसह 3.3μH भाग तयार करण्यासाठी काम केले आहे, आणि महत्त्वाचे म्हणजे, ते सर्व समान प्रकारे संरेखित करून रीलवर या. TBD वितरकांकडून (किंवा लवकरच) सर्वसामान्यांसाठी उपलब्ध करून दिला जाईल. आधी सांगितल्याप्रमाणे, VREG_AVDD पुरवठा आवाजासाठी अतिशय संवेदनशील आहे, आणि म्हणून फिल्टर करणे आवश्यक आहे. आम्हाला आढळले की VREG_AVDD केवळ 200μA च्या आसपास काढतो, 33Ω आणि 4.7μF चा RC फिल्टर पुरेसा आहे.
तर, संक्षेप करण्यासाठी, वापरलेले घटक असतील...
- C6, C7 आणि C9 - 4.7μF (0402, 1005 मेट्रिक)
- L1 - Abracon TBD (0806, 2016 मेट्रिक)
- R3 – 33Ω (0402, 1005 मेट्रिक)
RP2350 डेटाशीटमध्ये रेग्युलेटर लेआउट शिफारशींवर अधिक तपशीलवार चर्चा आहे, कृपया बाह्य घटक आणि PCB लेआउट आवश्यकता पहा.

इनपुट पुरवठा

या डिझाइनसाठी इनपुट पॉवर कनेक्शन मायक्रो-USB कनेक्टरच्या 5V VBUS पिनद्वारे आहे (आकृती 1 मध्ये J5 लेबल केलेले). इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांना उर्जा देण्याची ही एक सामान्य पद्धत आहे आणि याचा अर्थ येथे आहे, कारण RP2350 मध्ये USB कार्यक्षमता आहे, जी आम्ही या कनेक्टरच्या डेटा पिनला वायरिंग करणार आहोत. या डिझाइनसाठी आम्हाला फक्त 3.3V ची आवश्यकता असल्याने (1.1V पुरवठा अंतर्गत भागातून येतो), आम्हाला येणारा 5V USB पुरवठा कमी करणे आवश्यक आहे, या प्रकरणात, दुसरा, बाह्य व्हॉल्यूम वापरूनtage नियामक, या प्रकरणात एक रेखीय नियामक (उर्फ लो ड्रॉप आउट रेग्युलेटर, किंवा LDO). कार्यक्षम स्विचिंग रेग्युलेटर वापरण्याच्या गुणांची पूर्वी प्रशंसा केल्यावर, येथे देखील एक वापरणे एक शहाणपणाची निवड असू शकते, परंतु मी साधेपणाचा पर्याय निवडला आहे. प्रथम, एलडीओ वापरणे जवळजवळ नेहमीच सोपे असते. तुम्ही कोणत्या आकाराचे इंडक्टर वापरावे किंवा आउटपुट कॅपेसिटर किती मोठे आहेत हे शोधण्यासाठी कोणतीही गणना आवश्यक नाही आणि लेआउट देखील बरेच सोपे आहे. दुसरे म्हणजे, सत्तेचा प्रत्येक शेवटचा थेंब वाचवणे हे येथे उद्दिष्ट नाही; असे असल्यास, मी स्विचिंग रेग्युलेटर वापरण्याचा गंभीरपणे विचार करेन, आणि तुम्ही माजी शोधू शकताampRaspberry Pi Pico 2 वर असे करणे शक्य आहे. आणि तिसरे म्हणजे, मी पूर्वी मिनिमल बोर्डच्या RP2040 आवृत्तीवर वापरलेले सर्किट मी फक्त 'उधार' घेऊ शकतो. येथे निवडलेल्या NCP1117 (U2) चे निश्चित आउटपुट 3.3V आहे, ते मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध आहे, आणि 1A पर्यंत करंट प्रदान करू शकते, जे बहुतेक डिझाइनसाठी भरपूर असेल. NCP1117 च्या डेटाशीटवर एक नजर आम्हाला सांगते की या डिव्हाइसला इनपुटवर 10μF कॅपेसिटर आणि आउटपुटवर दुसरा (C1 आणि C5) आवश्यक आहे.

डिकपलिंग कॅपेसिटर

आकृती 6. RP2350 पॉवर सप्लाय इनपुट दर्शविणारा योजनाबद्ध विभाग, व्हॉल्यूमtage रेग्युलेटर आणि डिकपलिंग कॅपेसिटर

पॉवर सप्लाय डिझाइनचा आणखी एक पैलू म्हणजे RP2350 साठी आवश्यक असलेले डिकपलिंग कॅपेसिटर. हे दोन मूलभूत कार्ये प्रदान करतात. प्रथम, ते वीज पुरवठा आवाज फिल्टर करतात आणि दुसरे म्हणजे, RP2350 मधील सर्किट्स अल्प सूचनावर वापरू शकतील असा स्थानिक चार्ज पुरवतात. हे व्हॉल्यूमला प्रतिबंधित करतेtagसध्याची मागणी अचानक वाढल्यावर तात्काळ परिसरातील e पातळी खूप घसरण्यापासून. कारण, यापैकी, पॉवर पिनच्या जवळ डीकपलिंग ठेवणे महत्वाचे आहे. साधारणपणे, आम्ही प्रति पॉवर पिन 100nF कॅपेसिटर वापरण्याची शिफारस करतो, तथापि, आम्ही काही उदाहरणांमध्ये या नियमापासून विचलित होतो.

आकृती 7. RP2350 राउटिंग आणि डीकपलिंग दर्शविणारा लेआउटचा विभाग

सर्वप्रथम, सर्व चिप पिनसाठी पुरेशी जागा उपलब्ध होण्यासाठी, उपकरणापासून दूर, आम्हाला डिकपलिंग कॅपॅसिटर वापरता येण्याशी तडजोड करावी लागेल. या डिझाइनमध्ये, RP53A चे 54 आणि 2350 पिन (RP68B चे पिन 69 आणि 2350) एकच कॅपेसिटर (आकृती 12 आणि आकृती 7 मधील C6) सामायिक करतात, कारण डिव्हाइसच्या त्या बाजूला जास्त जागा नाही आणि घटक आणि रेग्युलेटरच्या लेआउटला प्राधान्य दिले जाते.
लहान घटक किंवा वरच्या आणि खालच्या दोन्ही बाजूंना घटक असलेले चार लेयर पीसीबी यांसारखे अधिक क्लिष्ट/महागडे तंत्रज्ञान वापरल्यास जागेच्या अभावावर काही प्रमाणात मात करता येईल. हे डिझाइन ट्रेड-ऑफ आहे; कमी डिकपलिंग कॅपॅसिटन्स आणि कॅपेसिटर जे इष्टतम आहे त्यापेक्षा किंचित दूर आहेत (हे इंडक्टन्स वाढवते) च्या खर्चावर आम्ही जटिलता आणि किंमत कमी केली आहे. याचा परिणाम व्हॉल्यूमप्रमाणे डिझाईनच्या जास्तीत जास्त गतीवर मर्यादा घालू शकतोtagई पुरवठा खूप गोंगाट करू शकतो आणि किमान परवानगी असलेल्या व्हॉल्यूमच्या खाली जाऊ शकतोtage; परंतु बहुतेक अनुप्रयोगांसाठी, हा ट्रेड-ऑफ स्वीकार्य असावा.

100nF नियमातील इतर विचलन म्हणजे व्हॉल्यूम आणखी सुधारू शकतोtage नियामक कामगिरी; आम्ही C4.7 साठी 10μF वापरण्याची शिफारस करतो, जी रेग्युलेटरच्या चिपच्या दुसऱ्या बाजूला ठेवली जाते.

धडा 3. फ्लॅश मेमरी

प्राथमिक फ्लॅश

आकृती 8. प्राथमिक फ्लॅश मेमरी आणि USB_BOOT सर्किटरी दर्शवणारा योजनाबद्ध विभाग

RP2350 बूट आणि चालवू शकेल असा प्रोग्राम कोड संचयित करण्यात सक्षम होण्यासाठी, आम्हाला फ्लॅश मेमरी, विशेषत: क्वाड SPI फ्लॅश मेमरी वापरण्याची आवश्यकता आहे. येथे निवडलेले उपकरण W25Q128JVS उपकरण आहे (आकृती 3 मधील U8), जे 128Mbit चिप (16MB) आहे. RP2350 समर्थन करू शकणारा हा सर्वात मोठा मेमरी आकार आहे. तुमच्या विशिष्ट ऍप्लिकेशनला जास्त स्टोरेजची आवश्यकता नसल्यास, त्याऐवजी एक लहान, स्वस्त मेमरी वापरली जाऊ शकते.
हा डाटाबस बऱ्यापैकी उच्च वारंवारता असू शकतो आणि नियमितपणे वापरात असल्याने, RP2350 च्या QSPI पिन थेट फ्लॅशवर वायर्ड केल्या पाहिजेत, सिग्नलची अखंडता राखण्यासाठी आणि आसपासच्या सर्किट्समध्ये क्रॉसस्टॉक कमी करण्यासाठी शॉर्ट कनेक्शन वापरून. क्रॉसस्टॉक असे आहे जेथे एका सर्किट नेटवरील सिग्नल अवांछित व्हॉल्यूमला प्रेरित करू शकतातtages शेजारच्या सर्किटवर, संभाव्यत: त्रुटी उद्भवू शकतात.

QSPI_SS सिग्नल एक विशेष केस आहे. ते थेट फ्लॅशशी कनेक्ट केलेले आहे, परंतु त्यात दोन प्रतिरोधक देखील आहेत (चांगले, चार, परंतु मी त्यावर नंतर येईन) त्यास जोडलेले आहे. पहिला (R1) 3.3V पुरवठ्यासाठी एक पुल-अप आहे. फ्लॅश मेमरीसाठी चिप-सिलेक्ट इनपुट समान व्हॉल्यूमवर असणे आवश्यक आहेtage त्याच्या स्वतःच्या 3.3V पुरवठा पिनच्या रूपात जसे उपकरण चालू केले जाते, अन्यथा, ते योग्यरित्या कार्य करत नाही. जेव्हा RP2350 पॉवर अप केला जातो, तेव्हा त्याचा QSPI_SS पिन आपोआप पुल-अपवर डीफॉल्ट होईल, परंतु स्विच-ऑन दरम्यान थोडा वेळ असतो जेथे QSPI_SS पिनच्या स्थितीची खात्री देता येत नाही. पुल-अप रेझिस्टर जोडल्याने ही आवश्यकता नेहमी पूर्ण होईल याची खात्री होते. R1 योजनाबद्ध वर DNF (Do Not Fit) म्हणून चिन्हांकित केले आहे, कारण आम्हाला आढळले आहे की या विशिष्ट फ्लॅश उपकरणासह, बाह्य पुल-अप अनावश्यक आहे. तथापि, जर वेगळा फ्लॅश वापरला असेल, तर येथे 10kΩ रेझिस्टर घालण्यास सक्षम असणे महत्त्वाचे ठरू शकते, म्हणून ते फक्त बाबतीत समाविष्ट केले गेले आहे.
दुसरा रेझिस्टर (R6) हा 1kΩ रेझिस्टर आहे, जो 'USB_BOOT' लेबल असलेल्या पुश बटण (SW1) शी जोडलेला आहे. कारण QSPI_SS पिन 'बूट स्ट्रॅप' म्हणून वापरला जातो; RP2350 बूट क्रमादरम्यान या I/O चे मूल्य तपासते, आणि जर ते तर्क 0 असल्याचे आढळले, तर RP2350 BOOTSEL मोडवर परत येतो, जेथे RP2350 स्वतःला USB मास स्टोरेज डिव्हाइस म्हणून सादर करते आणि कोड थेट कॉपी केला जाऊ शकतो. ते जर आम्ही फक्त बटण दाबले, तर आम्ही QSPI_SS पिन जमिनीवर खेचतो, आणि नंतर डिव्हाइस नंतर रीसेट झाल्यास (उदा. RUN पिन टॉगल करून), RP2350 फ्लॅशची सामग्री चालवण्याचा प्रयत्न करण्याऐवजी BOOTSEL मोडमध्ये रीस्टार्ट होईल. हे प्रतिरोधक, R2 आणि R6 (R9 आणि R10 देखील), फ्लॅश चिपच्या जवळ ठेवले पाहिजेत, म्हणून आम्ही तांबे ट्रॅकची अतिरिक्त लांबी टाळतो ज्यामुळे सिग्नलवर परिणाम होऊ शकतो.
वरील सर्व विशेषत: RP2350 वर लागू होतात, ज्यामध्ये अंतर्गत फ्लॅश नाही. अर्थात, RP2354 डिव्हाइसेसमध्ये अंतर्गत 2MB फ्लॅश मेमरी असतात, त्यामुळे बाह्य U3 मेमरी आवश्यक नसते, त्यामुळे U3 सुरक्षितपणे स्कीमॅटिकमधून काढून टाकले जाऊ शकते किंवा फक्त अनपॉप्युलेट सोडले जाऊ शकते. यापैकी कोणत्याही परिस्थितीत, आम्ही अजूनही USB_BOOT स्विच QSPI_SS शी कनेक्ट ठेवू इच्छितो, जेणेकरून आम्ही अद्याप USB बूट मोडमध्ये प्रवेश करू शकू.

दुय्यम फ्लॅश किंवा PSRAM

RP235x मालिका आता त्याच QSPI पिन वापरून दुसऱ्या मेमरी उपकरणास समर्थन देते, GPIO अतिरिक्त चिप निवड प्रदान करते. म्हणून, जर आम्ही RP2354 वापरत असाल (ज्यात अंतर्गत फ्लॅश आहे), तर आम्ही U3 दुय्यम फ्लॅश म्हणून वापरू शकतो किंवा PSRAM डिव्हाइससह बदलू शकतो. हे करण्यासाठी, आम्हाला U3 वरून QSPI_SS डिस्कनेक्ट करणे आवश्यक आहे आणि त्याऐवजी योग्य GPIO शी कनेक्ट करणे आवश्यक आहे. चिप सिलेक्ट (XIP_CS1n) होण्यास सक्षम असलेला सर्वात जवळचा GPIO GPIO0 आहे, त्यामुळे R0 मधून 10Ω काढून आणि R9 मध्ये फिट करून, आम्ही आता ऑन-चिप फ्लॅश व्यतिरिक्त U3 मध्ये प्रवेश करू शकतो. पूर्णपणे advan घेण्यासाठीtagया वैशिष्ट्यातील e, जिथे आमच्याकडे दोन बाह्य मेमरी उपकरणे आहेत ज्यामुळे फ्लॅश-लेस RP2350 भागांना फायदा होऊ शकतो, RP2350B साठी दोन मिनिमल बोर्डांपैकी मोठ्या, अतिरिक्त मेमरी चिपसाठी पर्यायी फूटप्रिंट (U4) समाविष्ट करते.

आकृती 9. पर्यायी दुय्यम मेमरी डिव्हाइस दर्शविणारा योजनाबद्ध विभाग

हे डिव्हाइस वापरण्यासाठी सक्षम होण्यासाठी, ते उघडपणे , तसेच R11 (0Ω), आणि R13 (10KΩ) असले पाहिजे. R11 ची जोडणी GPIO0 (XIP_CS1n सिग्नल) ला दुसऱ्या मेमरीच्या चिप सिलेक्टशी जोडते. चिप सिलेक्ट पिनवरील पुल-अप या वेळी निश्चितपणे आवश्यक आहे, कारण GPIO0 ची डीफॉल्ट स्थिती पॉवर-अपच्या वेळी कमी खेचली जाईल, ज्यामुळे आमचे फ्लॅश डिव्हाइस अयशस्वी होईल. U22 साठी स्थानिक वीज पुरवठा डीकपलिंग प्रदान करण्यासाठी C4 देखील आवश्यक असेल.

समर्थित फ्लॅश चिप्स
प्रारंभिक फ्लॅश प्रोब अनुक्रम, दुसरा s काढण्यासाठी तळाशी वापरला जातोtage फ्लॅश वरून, 03-बिट ॲड्रेसिंगसह, 24h सिरीयल रीड कमांड वापरते, आणि अंदाजे 1MHz चे सिरीयल घड्याळ. हे घड्याळाची ध्रुवीयता आणि घड्याळ अवस्था या चार संयोगांमधून वारंवार चक्रे फिरते, वैध सेकंद शोधत असते.tage CRC32 चेकसम.
दुसरा एसtage नंतर त्याच 03h सीरियल रीड कमांडचा वापर करून एक्झिक्युट-इन-प्लेस कॉन्फिगर करण्यासाठी विनामूल्य आहे, RP2350 03-बिट ॲड्रेसिंगसह 24h सिरीयल रीडला सपोर्ट करणाऱ्या कोणत्याही चिपसह कॅश्ड फ्लॅश एक्झिक्युट-इन-प्लेस करू शकते, ज्यामध्ये बहुतेक 25-सिरीज फ्लॅश डिव्हाइसेसचा समावेश आहे. . SDK एक माजी प्रदान करतेample सेकंद stage साठी CPOL=0 CPHA=0, at https://github.com/raspberrypi/pico-sdk/blob/master/src/rp2350/boot_stage2/boot2_generic_03h.S. तळाशी दिनचर्या वापरून फ्लॅश प्रोग्रामिंगला समर्थन देण्यासाठी, डिव्हाइसने खालील आदेशांना देखील प्रतिसाद देणे आवश्यक आहे:

02h 256-बाइट पृष्ठ प्रोग्राम
05 तास स्टेटस रजिस्टर वाचा
06h सेट लेखन सक्षम कुंडी

20h 4kB सेक्टर मिटवा

RP2350 ड्युअल-एसपीआय आणि क्यूएसपीआय ऍक्सेस मोडच्या विविध प्रकारांना देखील समर्थन देते. उदाampले, https://github.com/raspberrypi/pico-sdk/blob/master/src/rp2350/boot_stage2/boot2_w25q080.S Quad-IO सतत रीड मोडसाठी Winbond W25Q-मालिका डिव्हाइस कॉन्फिगर करते, जेथे RP2350 quad-IO पत्ते (कमांड उपसर्ग शिवाय) पाठवते आणि फ्लॅश क्वाड-IO डेटासह प्रतिसाद देते.

फ्लॅश XIP मोडमध्ये काही सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे जेथे फ्लॅश डिव्हाइस मानक सीरियल आदेशांना प्रतिसाद देणे थांबवते, जसे की वर नमूद केलेल्या Winbond सतत वाचन मोड. RP2350 रीसेट केल्यावर यामुळे समस्या उद्भवू शकतात, परंतु फ्लॅश डिव्हाइस पॉवर-सायकल केलेले नाही, कारण फ्लॅश नंतर बूट्रोमच्या फ्लॅश प्रोब क्रमाला प्रतिसाद देणार नाही. 03h सीरियल रीड जारी करण्यापूर्वी, बूट्रोम नेहमी खालील निश्चित क्रम जारी करतो, जो फ्लॅश उपकरणांच्या श्रेणीवर XIP बंद करण्यासाठी सर्वोत्तम-प्रयत्न क्रम आहे:

CSn=1, IO[3:0]=4'b0000 (विवाद टाळण्यासाठी पुल डाउनद्वारे), अंक ×32 घड्याळे
CSn=0, IO[3:0]=4'b1111 (विवाद टाळण्यासाठी पुल अपद्वारे), अंक ×32 घड्याळे
CSn=1

CSn=0, MOSI=1'b1 (चालित लो-Z, इतर सर्व I/Os Hi-Z), अंक ×16 घड्याळे

जर तुमचे निवडलेले डिव्हाइस सतत वाचन मोडमध्ये असताना या क्रमाला प्रतिसाद देत नसेल, तर ते अशा स्थितीत ठेवले पाहिजे जेथे प्रत्येक ट्रान्सफरला अनुक्रमांक आदेशाने प्रीफिक्स केले आहे, अन्यथा RP2350 अंतर्गत रीसेट केल्यानंतर पुनर्प्राप्त करण्यात सक्षम होणार नाही.
QSPI वर अधिक तपशीलांसाठी, कृपया RP2350 डेटाशीटमध्ये QSPI मेमरी इंटरफेस (QMI) पहा.

धडा 4. क्रिस्टल ऑसिलेटर

आकृती 10. क्रिस्टल ऑसिलेटर आणि लोड कॅपेसिटर दर्शविणारा योजनाबद्ध विभाग

काटेकोरपणे सांगायचे तर, RP2350 ला प्रत्यक्षात बाह्य घड्याळ स्त्रोताची आवश्यकता नाही, कारण त्याचे स्वतःचे अंतर्गत ऑसीलेटर आहे. तथापि, या अंतर्गत आंदोलकाची वारंवारता चांगल्या प्रकारे परिभाषित किंवा नियंत्रित नसल्यामुळे, चीप ते चिप पर्यंत बदलते, तसेच भिन्न पुरवठा व्हॉल्यूमसहtages आणि तापमान, स्थिर बाह्य वारंवारता स्त्रोत वापरण्याची शिफारस केली जाते. अचूक फ्रिक्वेन्सीवर अवलंबून असलेले ऍप्लिकेशन्स बाह्य फ्रिक्वेन्सी स्त्रोताशिवाय शक्य नाहीत, यूएसबी हा एक प्राइम एक्स आहेampले
बाह्य वारंवारता स्त्रोत प्रदान करणे दोनपैकी एका मार्गाने केले जाऊ शकते: एकतर CMOS आउटपुटसह घड्याळ स्त्रोत प्रदान करून (IOVDD व्हॉल्यूमची स्क्वेअर वेव्हtage) XIN पिनमध्ये किंवा दरम्यान कनेक्ट केलेले 12MHz क्रिस्टल वापरून
XIN आणि XOUT. क्रिस्टल वापरणे हा येथे पसंतीचा पर्याय आहे, कारण ते दोन्ही तुलनेने स्वस्त आणि अगदी अचूक आहेत.

या डिझाइनसाठी निवडलेला क्रिस्टल एक ABM8-272-T3 (आकृती 1 मध्ये Y10) आहे. हे समान 12MHz क्रिस्टल रास्पबेरी Pi Pico आणि Raspberry Pi Pico 2 वर वापरले जाते. आम्ही हे क्रिस्टल सोबतच्या सर्किटरीसह वापरण्याची जोरदार शिफारस करतो जेणेकरून स्फटिकालाच हानी न करता घड्याळ सर्व परिस्थितीत लवकर सुरू होईल. क्रिस्टलमध्ये 30ppm वारंवारता सहिष्णुता आहे, जी बऱ्याच अनुप्रयोगांसाठी चांगली असावी. +/-30ppm च्या फ्रिक्वेन्सी सहिष्णुतेसह, यात कमाल ESR 50Ω आणि 10pF ची लोड कॅपेसिटन्स आहे, या दोन्हींचा सोबतच्या घटकांच्या निवडीवर परिणाम होतो.
क्रिस्टलला इच्छित वारंवारतेवर दोलन होण्यासाठी, निर्माता लोड कॅपेसिटन्स निर्दिष्ट करतो ज्यासाठी त्याला आवश्यक आहे आणि या प्रकरणात, ते 10pF आहे. हे लोड कॅपेसिटन्स क्रिस्टलच्या प्रत्येक बाजूला एक समान मूल्याचे दोन कॅपेसिटर ठेवून प्राप्त केले जाते (C3 आणि C4). च्या क्रिस्टल च्या बिंदू पासून view, हे कॅपेसिटर त्याच्या दोन टर्मिनल्समध्ये मालिकेत जोडलेले आहेत. बेसिक सर्किट थिअरी आम्हाला सांगते की ते (C3*C4)/(C3+C4) ची कॅपॅसिटन्स देण्यासाठी एकत्र करतात आणि C3=C4 म्हणून, नंतर ते फक्त C3/2 आहे. यामध्ये माजीample, आम्ही 15pF कॅपेसिटर वापरले आहेत, त्यामुळे मालिका संयोजन 7.5pF आहे. या हेतुपुरस्सर लोड कॅपॅसिटन्स व्यतिरिक्त, आम्हाला पीसीबी ट्रॅक आणि RP2350 च्या XIN आणि XOUT पिनमधून मिळालेल्या अनावधानाने अतिरिक्त कॅपेसिटन्स किंवा परजीवी कॅपेसिटन्ससाठी मूल्य देखील जोडले पाहिजे. आम्ही यासाठी 3pF चे मूल्य गृहीत धरू, आणि ही कॅपेसिटन्स C3 आणि C4 च्या समांतर असल्याने, आम्ही फक्त 10.5pF ची एकूण लोड कॅपॅसिटन्स देण्यासाठी हे जोडतो, जे 10pF च्या लक्ष्याच्या अगदी जवळ आहे. जसे तुम्ही बघू शकता, PCB ट्रेसची परजीवी कॅपॅसिटन्स हा एक घटक आहे, आणि म्हणून आम्हाला ते लहान ठेवण्याची गरज आहे जेणेकरून आम्ही क्रिस्टलला त्रास देऊ नये आणि इच्छितेनुसार ते दोलन थांबवू नये. प्रयत्न करा आणि लेआउट शक्य तितक्या लहान ठेवा.
दुसरा विचार क्रिस्टलचा कमाल ESR (समतुल्य मालिका प्रतिरोध) आहे. आम्ही जास्तीत जास्त 50Ω असलेल्या डिव्हाइसची निवड केली आहे, कारण आम्हाला आढळले आहे की 1kΩ मालिका रेझिस्टर (R2) सोबत, IOVDD वापरताना क्रिस्टलला जास्त चालविण्यापासून आणि खराब होण्यापासून रोखण्यासाठी हे चांगले मूल्य आहे. 3.3V ची पातळी. तथापि, जर IOVDD 3.3V पेक्षा कमी असेल, तर XIN/XOUT पिनचा ड्राइव्ह करंट कमी केला जातो आणि तुम्हाला आढळेल की ampक्रिस्टलचे लिट्यूड कमी आहे, किंवा अजिबात ओस्किलेट होणार नाही. या प्रकरणात, मालिका रेझिस्टरचे लहान मूल्य वापरावे लागेल. येथे दर्शविलेल्या क्रिस्टल सर्किटमधील कोणत्याही विचलनासाठी, किंवा 3.3V व्यतिरिक्त IOVDD पातळीसह, क्रिस्टल सर्व परिस्थितींमध्ये ओस्किलेट होत असल्याची खात्री करण्यासाठी आणि तुमच्या ऍप्लिकेशनमध्ये समस्या निर्माण होऊ नये म्हणून पुरेसे लवकर सुरू होते याची खात्री करण्यासाठी विस्तृत चाचणी आवश्यक असेल.

शिफारस केलेले क्रिस्टल

RP2350 वापरून मूळ डिझाइनसाठी आम्ही Abracon ABM8-272-T3 वापरण्याची शिफारस करतो. उदाample, किमान डिझाइन व्यतिरिक्त माजीampले, रास्पबेरी पी पिको 2 डेटाशीट आणि पिको 2 डिझाइनच्या परिशिष्ट B मध्ये पिको 2 बोर्ड योजनाबद्ध पहा files.
सामान्य ऑपरेटिंग तापमान श्रेणींमध्ये सर्वोत्तम कामगिरी आणि स्थिरतेसाठी, Abracon ABM8-272-T3 वापरा. तुम्ही ABM8-272-T3 थेट अब्राकॉन किंवा अधिकृत पुनर्विक्रेत्याकडून मिळवू शकता. पिको 2 विशेषतः ABM8-272-T3 साठी ट्यून केले गेले आहे, ज्यात खालील वैशिष्ट्ये आहेत:

तुम्ही समान वैशिष्ट्यांसह क्रिस्टल वापरत असलात तरीही, स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी तुम्हाला विविध तापमानांवर सर्किटची चाचणी घ्यावी लागेल.
क्रिस्टल ऑसिलेटर IOVDD व्हॉल्यूम वरून समर्थित आहेtage परिणामी, अब्राकॉन क्रिस्टल आणि त्या विशिष्ट डीamping रेझिस्टर 3.3V ऑपरेशनसाठी ट्यून केले जातात. तुम्ही वेगळा आयओ व्हॉल्यूम वापरल्यासtagई, तुम्हाला पुन्हा ट्यून करणे आवश्यक आहे.
क्रिस्टल पॅरामीटर्समधील कोणतेही बदल क्रिस्टल सर्किटशी कनेक्ट केलेल्या कोणत्याही घटकांमध्ये अस्थिरतेचा धोका असतो.

तुम्ही Abracon किंवा पुनर्विक्रेत्याकडून शिफारस केलेले क्रिस्टल थेट मिळवू शकत नसल्यास, संपर्क साधा applications@raspberrypi.com.

धडा 5. IOs

यूएसबी
आकृती 11. योजनाबद्ध विभाग RP2350 च्या USB पिन आणि मालिका समाप्ती दर्शवित आहे

RP2350 पूर्ण गती (FS) किंवा कमी गती (LS) USB साठी वापरल्या जाणाऱ्या दोन पिन प्रदान करते, एकतर होस्ट किंवा उपकरण म्हणून, वापरलेल्या सॉफ्टवेअरवर अवलंबून. आम्ही आधीच चर्चा केल्याप्रमाणे, RP2350 USB मास स्टोरेज डिव्हाइस म्हणून देखील बूट करू शकते, म्हणून या पिनला USB कनेक्टर (आकृती 1 मधील J5) वर वायरिंग करणे अर्थपूर्ण आहे. RP2350 वरील USB_DP आणि USB_DM पिनना कोणत्याही अतिरिक्त पुल-अप्स किंवा पुल-डाउन्सची आवश्यकता नाही (वेग, FS किंवा LS, किंवा ते होस्ट किंवा डिव्हाइस आहे की नाही हे सूचित करण्यासाठी आवश्यक), कारण ते I/Os मध्ये अंगभूत असतात. तथापि, या I/Os ला 27Ω मालिका टर्मिनेशन रेझिस्टर (आकृती 7 मधील R8 आणि R11) आवश्यक आहेत, USB प्रतिबाधा तपशील पूर्ण करण्यासाठी, चिपच्या जवळ ठेवलेले आहेत.
जरी RP2350 पूर्ण गती डेटा दर (12Mbps) पर्यंत मर्यादित असला तरीही, आम्ही प्रयत्न केला पाहिजे आणि ट्रान्समिशन लाईन्सचा वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा (चिपला कनेक्टरला जोडणारे तांबे ट्रॅक) जवळ आहेत याची खात्री केली पाहिजे.
90Ω चे USB तपशील (वेगवेगळ्या पद्धतीने मोजले). अशा 1 मिमी जाडीच्या बोर्डवर, जर आम्ही USB_DP आणि USB_DM वर 0.8 मिमी रुंद ट्रॅक वापरत असू, त्यांच्यामध्ये 0.15 मिमी अंतर असेल, तर आम्हाला सुमारे 90Ω चे विभेदक वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा मिळेल. हे सुनिश्चित करण्यासाठी आहे की सिग्नल या ट्रान्समिशन लाईन्सवर शक्य तितक्या स्वच्छपणे प्रवास करू शकतात, व्हॉल्यूम कमी करतातtagई प्रतिबिंब जे सिग्नलची अखंडता कमी करू शकतात. या ट्रान्समिशन लाईन्स योग्यरितीने कार्य करण्यासाठी, आम्हाला खात्री करणे आवश्यक आहे की या ओळींच्या थेट खाली जमीन आहे. ग्राउंड कॉपरचे एक घन, अखंड क्षेत्र, ट्रॅकची संपूर्ण लांबी पसरवते. या डिझाईनवर, जवळजवळ संपूर्ण तळाचा तांब्याचा थर जमिनीला समर्पित आहे, आणि USB ट्रॅक जमिनीशिवाय इतर कशावरूनही जाणार नाहीत याची खात्री करण्यासाठी विशेष काळजी घेतली गेली. तुमच्या बिल्डसाठी 1mm पेक्षा जाडीचा PCB निवडल्यास आमच्याकडे दोन पर्याय आहेत. ट्रॅक आणि जमिनीच्या खाली असलेल्या (जे एक भौतिक अशक्यता असू शकते) मधील जास्त अंतर भरून काढण्यासाठी आम्ही USB ट्रान्समिशन लाईन्स पुन्हा-इंजिनियर करू शकतो किंवा आम्ही त्याकडे दुर्लक्ष करू शकतो आणि सर्वोत्तमची आशा करू शकतो. USB FS खूप क्षम्य असू शकते, परंतु तुमचे मायलेज बदलू शकते. हे बऱ्याच ऍप्लिकेशन्समध्ये काम करण्याची शक्यता आहे, परंतु कदाचित ते USB मानकांशी सुसंगत होणार नाही.

I/O शीर्षलेख

आकृती 12. QFN2.54 आवृत्तीचे 60mm I/O शीर्षलेख दाखवणारा योजनाबद्ध विभाग

आधीच नमूद केलेल्या USB कनेक्टर व्यतिरिक्त, दुहेरी पंक्ती 2.54mm शीर्षलेखांची एक जोडी (आकृती 2 मध्ये J3 आणि J12), बोर्डच्या प्रत्येक बाजूला एक आहे, ज्याला उर्वरित I/O कनेक्ट केलेले आहेत. RP30A वर 2350 GPIO आहेत, तर RP48B वर 2350 GPIO आहेत, त्यामुळे मिनिमल बोर्डच्या या आवृत्तीवरील शीर्षलेख अतिरिक्त पिनला परवानगी देण्यासाठी मोठे आहेत (आकृती 13 पहा).
हे सर्वसाधारण हेतूचे डिझाइन असल्याने, कोणताही विशिष्ट अनुप्रयोग लक्षात न ठेवता, वापरकर्त्याच्या इच्छेनुसार I/O कनेक्ट करण्यासाठी उपलब्ध करून देण्यात आले आहे. प्रत्येक शीर्षलेखावरील पिनची आतील पंक्ती I/Os आहेत आणि बाहेरील पंक्ती सर्व जमिनीशी जोडलेली आहेत. I/O कनेक्टर्सवर अनेक आधार समाविष्ट करणे चांगले आहे. हे कमी प्रतिबाधा ग्राउंड राखण्यास मदत करते, तसेच प्रवाहांना आणि तेथून प्रवास करणाऱ्या प्रवाहांसाठी भरपूर संभाव्य परतीचे मार्ग प्रदान करते.
I/O कनेक्शन. विद्युत-चुंबकीय हस्तक्षेप कमी करण्यासाठी हे महत्वाचे आहे जे सर्किट पूर्ण करण्यासाठी लांब, वळणाचे मार्ग घेत असलेल्या द्रुत स्विचिंग सिग्नलच्या रिटर्न करंटमुळे होऊ शकते.

दोन्ही हेडर एकाच 2.54mm ग्रिडवर आहेत, ज्यामुळे या बोर्डला ब्रेडबोर्ड सारख्या इतर गोष्टींशी जोडणे सोपे होते. ब्रेडबोर्डवर बसणे अधिक सोयीस्कर बनवण्यासाठी, तुम्हाला दुहेरी रो हेडरऐवजी फक्त एकच पंक्ती शीर्षलेख बसविण्याचा विचार करावा लागेल, ग्राउंड कनेक्शनच्या बाह्य पंक्तीसह वितरीत करा.

आकृती 13. QFN2.54 आवृत्तीचे 80mm I/O शीर्षलेख दाखवणारा योजनाबद्ध विभाग

डीबग कनेक्टर

आकृती 14. SWD डीबगसाठी पर्यायी JST कनेक्टर दर्शवणारा योजनाबद्ध विभाग

ऑन-चिप डीबगिंगसाठी, तुम्ही RP2350 च्या SWD इंटरफेसशी कनेक्ट करू शकता. दोन पिन, SWD आणि SWCLK, 2.54mm शीर्षलेख, J3 वर उपलब्ध आहेत, जे तुमच्या पसंतीच्या डीबग प्रोबला सहजपणे जोडले जाऊ शकतात. या व्यतिरिक्त, मी एक पर्यायी JST शीर्षलेख समाविष्ट केला आहे, जो Raspberry Pi Debug Probe ला सुलभ कनेक्शनला अनुमती देतो. तुम्हाला हे वापरण्याची गरज नाही, जर तुमचा सॉफ्टवेअर डीबग करायचा असेल तर 2.54 मिमी हेडर पुरेसे असतील, परंतु मला ते करणे अधिक सोयीचे वाटते. मी एक क्षैतिज कनेक्टर निवडला आहे, कारण मला त्याचे स्वरूप आवडते, जरी ते बोर्डच्या काठावर नसले तरी, थोडेसे वेगळे पाऊल ठसे असले तरीही अनुलंब कनेक्टर उपलब्ध आहेत.

बटणे
मिनिमल डिझाइनमध्ये आता एक नाही तर दोन बटणे आहेत, जिथे RP240 आवृत्तीमध्ये एकही नाही. आम्ही आधी चर्चा केल्याप्रमाणे एक USB बूट निवडीसाठी आहे, परंतु दुसरे 'रीसेट' बटण आहे, जे RUN पिनला जोडलेले आहे. यापैकी कोणतेही काटेकोरपणे आवश्यक नाही (जरी यूएसबी बूट मोड आवश्यक असल्यास BOOTSEL बटण हेडर किंवा तत्सम बदलणे आवश्यक आहे), आणि जर जागा किंवा खर्चाची चिंता असेल तर ते काढले जाऊ शकते, परंतु ते निश्चितपणे RP2350 चा वापर करतात. अधिक आनंददायी अनुभव.

परिशिष्ट A: पूर्ण योजनाबद्ध -RP2350A आवृत्ती

आकृती 15. RP2350A साठी किमान डिझाइनचे पूर्ण योजनाबद्ध

परिशिष्ट B: संपूर्ण योजनाबद्ध -RP2350B आवृत्ती

आकृती 16. RP2350B साठी किमान डिझाइनचे पूर्ण योजनाबद्ध

परिशिष्ट H: दस्तऐवजीकरण प्रकाशन इतिहास

8 ऑगस्ट 2024
प्रारंभिक प्रकाशन.

मी रास्पबेरी पाई
Raspberry Pi हा Raspberry Pi Ltd चा ट्रेडमार्क आहे
रास्पबेरी पी लि

कागदपत्रे / संसाधने

रास्पबेरी Pi SC1631 रास्पबेरी मायक्रोकंट्रोलर [pdf] सूचना पुस्तिका
SC1631 रास्पबेरी मायक्रोकंट्रोलर, SC1631, रास्पबेरी मायक्रोकंट्रोलर, मायक्रोकंट्रोलर

संदर्भ

वापरकर्ता मॅन्युअल

रास्पबेरी Pi SC1631 रास्पबेरी मायक्रोकंट्रोलर

उत्पादन वापर सूचना