Отладочная плата EVU-BA-2.3, техническое описание
АО «БАЙКАЛ ЭЛЕКТРОНИКС», ИНН: 7707767484
АО «БАЙКАЛ ЭЛЕКТРОНИКС» оставляет за собой право вносить любые изменения в настоящий документ без дополнительного уведомления.
Скачать PDF ⬇️ EVU-BA-2.5_Tech.pdf
Введение
EVU-BA-2.3 – это отладочная плата, служащая простым и универсальным инструментом для начала работы с микроконтроллером BE-U1000 (Baikal-U).
В настоящем документе приведены основные технические характеристики EVU-BA-2.3, а также указания по ее применению при разработке проектов электронных устройств.
Условные обозначения, термины и сокращения
Условные обозначения, используемые в настоящем техническом описании, приведены в таблице 2‑1.
Таблица 2‑1 Условные обозначения
| Обозначение | Расшифровка |
| Текст | Наименование стандарта или документа |
| Текст | Внутритекстовая / внешняя гиперссылка |
Сокращения, термины и определения, используемые в настоящем техническом описании, приведены в таблице 2‑2.
Таблица 2‑2 Сокращения, термины и определения
| Сокращение | Термин/определение |
| АЦП | Аналого-цифровой преобразовательВстроенный преобразователь аналоговых сигналов в цифровой код BE-U1000 |
| ОС | Операционная системаКомплекс программных компонентов, управляющих работой аппаратных ресурсов ПК и установленных сторонних программ |
| ПК | Персональный компьютерИспользуемая в работе электронно-вычислительная машина |
| BootROM CLI | Интерфейс командной строки начального загрузчика BE-U1000 |
| CAN FD | Controller Area Network Flexible Data-RateВысоконадежный последовательный промышленный сетевой интерфейс скоростного двустороннего обмена данными |
| CDC | Communication Device ClassПротокол, эмулирующий подключение BE-U1000 к ПК по COM-порту через интерфейс USB |
| DFU | Device Firmware UpdateПротокол обновления программного обеспечения BE-U1000 через интерфейс USB |
| EEPROM | Electrically Erasable Programmable Read-Only MemoryЭнергонезависимая перезаписываемая память конфигурационных данных отладчика на плате |
| eFlash | Embedded Flash MemoryВстроенная энергонезависимая флэш-память BE-U1000, служащая для хранения данных и программного обеспечения |
| GPIO | General Purpose Input-OutputПрограммно управляемый вывод общего назначения (ввода/вывода) |
| I2С | Inter-Integrated CircuitДвупроводной последовательный синхронный последовательный интерфейс для двустороннего обмена данными |
| I2S | Inter-IC SoundСтандартный интерфейс подключения цифровых аудиоустройств |
| JTAG | Join Test Action GroupСтандартный интерфейс программирования BE-U1000 и отладки загружаемых программ |
| OTG | On-The-GoРасширение стандарта USB, обеспечивающий работу платы в режимах «host» и «device» |
| PIB | Pin Interface BlockВывод передачи информации об аппаратном и программном состоянии BE-U1000 |
| PIO | Programmable Input/OutputВывод логического программируемого модуля |
| PWM | Pulse Width ModulationШиротно-импульсная модуляция – метод управления мощностью сигнала путем изменения скважности |
| PWMA | Advanced-control Pulse Width ModulationНезависимый продвинутый таймер для формирования сигналов одиночных и PWM-импульсов |
| PWMG | General-purpose Pulse Width ModulationТаймер общего назначения для формирования и измерения цифровых интервальных PWM-импульсов |
| QSPI | Quad Serial Peripheral InterfaceВысокоскоростная версия интерфейса SPI, использующая 4 параллельные линии передачи данных |
| QSPI flash | Микросхема памяти на плате, подключенная к BE-U1000 через интерфейс QSPI |
| SPI | Serial Peripheral InterfaceСинхронный последовательный интерфейс высокоскоростного двустороннего обмена данными |
| TCM | Tightly Coupled MemoryВнутренняя высокоскоростная статическая память BE-U1000 |
| TIM | TimerПрограммируемый счетчик тактовых импульсов для измерения времени, генерации сигналов и обработки событий |
| UART | Universal Asynchronous Receiver-TransmitterАсинхронный последовательный дуплексный интерфейс для двустороннего обмена данными |
| USB | Universal Serial BusУниверсальный последовательный интерфейс для двустороннего обмена данными и подачи питания периферийным устройствам |
Описание
Основным элементом отладочной платы EVU-BA-2.3 является микроконтроллер BE-U1000. Технические характеристики BE-U1000 приведены в документе Микроконтроллер BE-U1000. Техническая спецификация.
EVU-BA-2.3 может использоваться самостоятельно или совместно с платами расширения для:
· Оценки основных функциональных характеристик и производительности BE-U1000
· Программирования BE-U1000 и отладки загружаемых программ
· Построения прототипов электронных устройств
Электрическая принципиальная схема EVU-BA-2.3 приведена в приложении к настоящему техническому описанию.
Технические характеристики
· Выбор источника питания:
· 5 В с внешнего источника
· 10…48 В с внешнего источника
· 5 В USB JTAG/UART0
· 5 В USB OTG
· Максимальный потребляемый ток – 1,5 А (ограничен предохранителем)
· Разъемы подключения внешних устройств
· Поддержка устройств USB 2.0 OTG
· Программирование, отладка и исполнение программ через интерфейсы JTAG, UART, USB
· Возможность отладки внешних микросхем по JTAG
· Аппаратный выбор параметров начальной загрузки BE-U1000
· Внутренняя энергонезависимая eFlash память BE-U1000 объемом 256 КБ
· Микросхема QSPI flash памяти объемом 16 МБ c возможностью запуска программ
· Светодиодные индикаторы:
· Питания
· Программно управляемый
· Тактовые кнопки:
· Перезагрузки BE-U1000 и QSPI flash
· Программируемая
Внешний вид
Внешний вид EVU-BA-2.3 приведен на рисунке 3‑1.
Рисунок 3-1 Внешний вид
Конструктивные характеристики
Размеры печатной платы: 82,50 × 80,00 × 1,56 мм.
Габаритные и установочные размеры EVU-BA-2.3 приведены в приложении к документу.
Структурная схема
Структурная схема EVU-BA-2.3 приведена на рисунке 3‑2.
Рисунок 3‑2 Структурная схема
Разъемы и перемычки
Расположение разъемов на EVU-BA-2.3 приведено на рисунке 3‑3.
Рисунок 3‑3 Расположение разъемов
Функциональное назначение разъемов приведено в таблице 3‑1.
Таблица 3‑1 Функциональное назначение разъемов
| Позиционное обозначение | Назначение | |
| XS1 | Подключение устройств USB 2.0 OTG, подача напряжения питания | |
| XS2 | Отладка и программирование BE-U1000, подача напряжения питания | |
| XS3…XS6 | Подключение плат расширения Arduino UNO | |
| XP5 | Подключение к интерфейсу UART0 BE-U1000 | |
| XP6 | Подключение внешних JTAG отладчиков* | |
| XP7 | GND | |
| XP8 | Подключение источников питания: | +5 В, +10…48 В |
| Входы АЦП: | VIN0…VIN7 | |
| Выводы порта PC: | PC0…PC15 | |
| XP9 | Все выводы порта PA: | PA0…PA15 |
| XP10 | Все выводы порта PB: | PB0…PB15 |
| Разъемы для установки перемычек | ||
| XP1 | Выбор параметров начальной загрузки BE-U1000 | |
| XP11 | Выбор источника питания |
*Разъем XP6 также может использоваться для подключения отладчика платы к внешним устройствам по JTAG.
Система питания
Схема питания EVU-BA-2.3 приведена на рисунке 3‑4.
Рисунок 3‑4 Схема питания
Выбор используемого источника питания производится установкой перемычки в соответствующее положение разъема XP11 (PWR SEL). Обозначения возможных положений приведены в таблице 3‑2.
Таблица 3‑2 Выбор источника питания
| Положение | Напряжение | Источник питания |
| USB | 5 В | XS1 (USB OTG) / XS2 (JTAG UART0) |
| EXT5V | 5 В | Внешний источник напряжения 5 В |
| VIN | 10…48 В | Внешний источник напряжения 10…48 В |
- Для защиты от превышения тока в цепи питания 10…48 В установлен предохранитель FU1 номиналом 1,5 А.
- Напряжение 10…48 В (VIN) понижается до 5 В DC/DC преобразователем DD12.
Напряжение 5 В понижается LDO преобразователем DD13 до 3,3 В, после чего поступает на контакты питания BE-U1000 DD5 и других элементов, а также на выводы 3V3 разъема XP8 для использования в качестве источника питания внешних подключаемых устройств. Питание микросхемы QSPI flash памяти DD1 осуществляется через отдельный LDO преобразователь DD2.
Для питания подсистем BE-U1000, помимо 3,3 В, используются напряжения:
· 1,7 В и 1,2 В (формируются внутренними LDO преобразователями BE-U1000)
· 1,0 В (формируется источником опорного напряжения DD6)
Напряжение питания 3,3 В отладчика на плате DD7 и микросхемы памяти EEPROM DD8 формируется из 5 В отдельным LDO преобразователем DD11 c разъема XS2 (JTAG UART0).
Схема перезагрузки
Схема перезагрузки BE-U1000 и микросхемы QSPI flash приведена на рисунке 3‑5.
Рисунок 3‑5 Схема перезагрузки
Входы логических «И» по умолчанию подтянуты к высокому уровню. Сигналы сброса имеют активный низкий уровень.
Перезагрузка осуществляется сигналом RST_MCU от микросхемы DD10.
Сигнал перезагрузки передается после поступления на входные контакты DD10 одного из следующих сигналов:
· RES_BUT – нажатие кнопки перезагрузки SB2 (RESET)
· RST_U от внешнего устройства через разъем XP8
· RST_ALL от внешнего устройства через разъем XP8 (передается через супервизор DD9 с задержкой 200 мс и, помимо перезагрузки DD5 и DD1, осуществляет перезагрузку отладчика на плате DD7)
· SRST от отладчика на плате DD7 или внешнего отладчика, подключенного к порту XP6
· DTR_RESET от отладчика на плате DD7
Конфигурация интерфейсов
| · До 48 GPIO· До 16 PIO· До 8 каналов 12-разрядного АЦП последовательного приближения· До 2 Master SPI + 2 Master QSPI/Slave SPI· До 7 UART (1 UART RTS/CTS с аппаратным управлением потоком)· До 4 I2C | · До 2 таймеров TIM по 4 PWM-канала· До 3 таймеров PWMA· До 2 таймеров PWMG· До 2 CAN FD· До 2 I2S· 1 JTAG· 1 PIB |
Распиновка I/O разъемов
Распиновка разъемов EVU-BA-2.3 для подключения внешних устройств и их альтернативные функции, доступные к использованию в BE-U1000, приведены на рисунках 3‑6, 3‑7, 3‑8.
· XP9 (порт PA)
· XP10 (порт PB)
· XP8 (порт PC, напряжение питания и входы АЦП)
Рисунок 3‑6 Распиновка разъема XP9
Рисунок 3‑7 Распиновка разъема XP10
Рисунок 3‑8 Распиновка разъема XP8
Разъемы Arduino UNO
Распиновка разъемов Arduino UNO с указанием подключенных портов BE-U1000 приведена на рисунке 3‑9.
Рисунок 3‑9 Распиновка разъемов Arduino UNO
Начальная загрузка
Выбор параметров начальной загрузки BE-U1000 осуществляется установкой перемычек на выводы разъема XP1. Доступные режимы приведены в таблице 3‑3.
В таблице 0 означает, что перемычка не установлена, а 1 – установлена.
Таблица 3‑3 Режимы начальной загрузки BE-U1000
| Режим загрузки | Перемычки на разъеме XP1**DBG-M2-M1-M0** | Описание |
| EFLASH | 0000 | Исполнение загруженной программы из памяти eFlash |
| UART | 0001 | Вход в BootROM CLI через интерфейс UART0 |
| QSPI | 0010 | Исполнение загруженной программы из QSPI flash памяти, подключенной к интерфейсу QSPI1 |
| USB | 0011 | Запись образа программы через USB DFU или вход в BootROM CLI через USB CDC |
| JTAG EXT | 0100 | Работа с JTAG отладчиком на плате или внешним JTAG отладчиком |
| PYTH UART | 0101 | Работа со встроенным интерпретатором MicroPython через интерфейс UART0 |
| MULTI | 0110 | Поочередные попытки запуска в режимах: EFLASH, QSPI, USB CDC, UART |
| FACT RST | 0111 | Сброс параметров памяти BE-U1000 к заводским настройкам |
| USB/UART | 1001 | Поочередные попытки запуска в режимах: USB, UART |
| JTAG INT | 1100 | Работа со встроенным JTAG отладчиком |
| PYTH USB | 1101 | Работа со встроенным интерпретатором MicroPython через интерфейс USB CDC |
Положение перемычки на выводах «CLK» разъема XP1 определяет используемый источник синхронизации тактового сигнала. В зависимости от положения используются:
· Перемычка установлена – внутренний RC-генератор BE-U1000 (20…40 МГц)
· Перемычка снята – кварцевый генератор G1 (25 МГц), расположенный на плате и подключенный к выводу CLKI BE-U1000
USB
Подключение внешних устройств USB 2.0 к интерфейсу BE-U1000 осуществляется через разъем XS1 (USB OTG).
Для гибкого управления режимом OTG используется контроллер, конфигурирующий порт USB для работы в одном из следующих режимов:
· Host
· Device
· Dual role
По умолчанию порт функционирует в режиме «Dual role».
АЦП
EVU-BA-2.3 имеет 8 каналов (4 дифференциальных или 8 одиночных) трех 12-разрядных АЦП последовательного приближения (диапазон входных сигналов – от 0 до 3,3 В, частота дискретизации – 1 MSps).
Входы АЦП выведены на разъем XP8.
Кнопки
Функциональное назначение кнопок EVU-BA-2.3 приведено в таблице 3‑4.
Таблица 3‑4 Функциональное назначение кнопок
| Обозначение | Назначение |
| SB1 (USER) | Программируемая кнопка, подключена к порту PC13 BE-U1000 |
| SB2 (RESET) | Кнопка перезагрузки BE-U1000 и микросхемы QSPI flash-памяти |
Светодиодные индикаторы
Функциональное назначение светодиодов EVU-BA-2.3 приведено в таблице 3‑5.
Таблица 3‑5 Функциональное назначение светодиодов
| Обозначение | Цвет | Назначение |
| LD1 (USER) | Зеленый | Программно управляемый светодиод, подключен к порту PC0 BE-U1000 |
| LD2 (POWER) | Белый | Индикация напряжения питания 3,3 В |
Совместимость с платами расширения
EVU-BA-2.3 совместима с платами расширения EXU-MC, используемыми для управления трехфазными бесконтроллерными или синхронными электродвигателями.
Отладка и программирование
Для отладки, программирования и исполнения программ могут использоваться следующие виды отладчиков:
· JTAG/UART отладчик на плате
· Внешние JTAG отладчики, подключаемые к разъему XP6
· Встроенный JTAG отладчик BE-U1000
Для хранения и исполнения программ могут использоваться следующие регионы памяти:
· TCM (внутренняя оперативная память BE-U1000)
· eFlash (внутренняя энергонезависимая память BE-U1000)
· QSPI flash (микросхема энергонезависимой памяти EVU-BA-2.3)
Для записи в указанные регионы памяти используются следующие интерфейсы:
· UART0 (протокол X-Modem)
· USB (протоколы DFU и CDC)
· JTAG
Доступ в меню встроенного загрузчика (BootROM CLI) может осуществляться через интерфейсы:
· UART0
· USB (протокол CDC)
Подробная инструкция по записи и запуску проектов программ на BE-U1000 приведена в документе Микроконтроллер BE-U1000. Руководство пользователя.
Пример реализации готового программного проекта для ОС Windows 10/11 приведен в документе Микроконтроллер BE-U1000. Отладочная плата EVU-BA-2.3. Руководство по быстрому старту на ОС Windows 10/11.
Подготовка к работе
Подготовка к работе через интерфейс UART
Перед началом работ необходимо снять питание с платы.
Для подготовки EVU-BA-2.3 к работе через UART выполните следующие действия:
1. Выберите в качестве источника питания разъем USB, установив перемычку на разъеме XP11 (PWR SWL) в положение «USB».
2. Выберите режим загрузки «UART», установив перемычки на разъеме XP1 в указанной конфигурации:
· Перемычки установлены – М0
· Перемычки сняты – M1, M2, DBG, CLK
3. Подключите кабель USB Type-C к разъему XS2 (JTAG UART0).
4. Подключите второй конец кабеля к ПК. После подачи питания на плате загорится белый светодиод LD2 (PWR).
Рисунок 4‑1 Подготовка платы к работе через UART
Подготовка к работе через интерфейс USB
Перед началом работ необходимо снять питание с платы.
Для подготовки EVU-BA-2.3 к работе через USB выполните следующие действия:
1. Выберите в качестве источника питания разъем USB, установив перемычку на разъеме XP11 (PWR SEL) в положение «USB».
2. Выберите режим загрузки «USB», установив перемычки на разъеме XP1 в указанной конфигурации:
· Перемычки установлены – М0, M1
· Перемычки сняты – M2, DBG, CLK
3. Подключите кабель USB Type-C к разъему XS1 (USB OTG).
4. Подключите второй конец кабеля к ПК. После подключения на плате загорится белый светодиод LD2 (PWR).
Рисунок 4-2 Подготовка платы к работе через USB
Подготовка к работе через интерфейс JTAG
JTAG отладчик на плате
Перед началом работ необходимо снять питание с платы.
Для подготовки EVU-BA-2.3 к работе через JTAG при помощи отладчика на плате выполните следующие действия:
1. Выберите в качестве источника питания разъем USB, установив перемычку на разъеме XP11 (PWR SEL) в положение «USB».
2. Выберите режим загрузки «JTAG EXT» установив перемычки на разъеме XP1 в указанной конфигурации:
· Перемычки установлены – М2
· Перемычки сняты – M0, M1, DBG, CLK
3. Подключите кабель USB Type-C к разъему XS2 (JTAG UART0).
4. Подключите второй конец кабеля к ПК. После подключения на плате загорится белый светодиод LD2 (PWR).
Рисунок 4‑3 Подготовка платы к работе через JTAG (отладчик на плате)
Внешний JTAG отладчик
В настоящем разделе приведено описание подготовки EVU-BA-2.3 к работе через JTAG при помощи внешнего отладчика Olimex ARM-USB-OCD-H и адаптера Olimex ARM-JTAG-20-10.
:::caution Перед началом работ необходимо снять питание с платы. ::: Для подготовки платы выполните следующие действия:
1. Подключите адаптер Olimex ARM-JTAG-20-10 к внешнему отладчику.
2. Подключите кабель USB к внешнему отладчику. Второй конец кабеля подключите к ПК.
3. Установите перемычку на разъем XP11 (PWR SEL) и подключите источник питания к выводам EVU-BA-2.3 в соответствии с выбранной схемой питания.
Допускается использовать любой источник питания EVU-BA-2.3, кроме разъема
XS2 (JTAG UART0). В примере, приведенном на рисунке Рисунок 4‑4 используется разъем XS1 (USB OTG).
4. Выберите режим загрузки «JTAG EXT» установив перемычки на разъеме XP1 в указанной конфигурации:
· Перемычки установлены – М2
· Перемычки сняты – M0, M1, DBG, CLK
5. Подайте питание на EVU-BA-2.3. После подачи питания на плате загорится белый светодиод LD2 (PWR).
6. Подключите шлейф адаптера к разъему XP6.
Рисунок 4-4 Подготовка платы к работе через JTAG (внешний отладчик)
Встроенный JTAG отладчик BE-U1000
Перед началом работ необходимо снять питание с платы.
Для подготовки EVU-BA-2.3 к работе через JTAG при помощи встроенного отладчика BE-U1000 выполните следующие действия:
1. Выберите в качестве источника питания разъем USB, установив перемычку на разъеме XP11 (PWR SEL) в положение «USB».
2. Выберите режим загрузки «JTAG INT» установив перемычки на разъеме XP1 в указанной конфигурации:
· Перемычки установлены – М2, DBG
· Перемычки сняты – M0, M1, CLK
3. Подключите кабель USB Type-C к разъему XS1 (USB OTG).
4. Подключите второй конец кабеля к ПК. После подключения на плате загорится белый светодиод LD2 (PWR).
Рисунок 4-5 Подготовка платы к работе через JTAG (встроенный JTAG отладчик BE-U1000)
Габаритные и установочные размеры
Для изучения схемы в полном размере, изображение следует сохранить как файл нажатием правой кнопкой мыши (пункт меню "Сохранить изображение/картинку как...").
Схема электрическая принципиальная
Для изучения схемы в полном размере, изображение следует сохранить как файл нажатием правой кнопкой мыши (пункт меню "Сохранить изображение/картинку как...").
История изменений
| Версия | Дата | Описание |
| 2.3.1 | 10.12.2025 | Первая версия документа |
Скачать PDF ⬇️ EVU-BA-2.5_Tech.pdf
