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瑞萨RZ/G2L 处理器简介|框架图|功耗|原理图及硬件设计指南

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小螃蟹呀
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LV6
高级工程师
  • 2022-6-9 11:53:01
G2L系列 核心板 -RZ/G2L 处理器简介|框架图|功耗|原理图及硬件设计指南

RZ/G2L是瑞萨在智能工控领域的一款高性能、超高效处理器。RZ/G2L采用ArmCortex-A55内核,运行频率高达1.2GHz,内部集成Arm Cortex-M33@200MHz。配备Mali-G31 GPU@500MHz图形处理器及多种显示接口,并具有丰富的行业应用接口,主要应用于各种具有视频输出的工控行业。

目标应用有工业[HMI、智能恒温器、家电、对讲机/门铃、POS终端、家庭安全**、条码扫描器、[color=inherit !important]工业网关等

RZ/G2L应用处理器框图

为了让更多工程师用户可以更好的了解这颗稳定易用的处理器,更便捷的将其用于产品开发,作为国内主流[color=inherit !important]嵌入式ARM板卡供应商的[color=inherit !important]飞凌嵌入式与瑞萨电子强势合作,推出了搭载RZ/G2L处理器的FET-G2LD-[color=inherit !important]C核心板!


一、FET-G2LD-C[color=inherit !important]核心板

FET-G2LD-C核心板采用Cortex-A55+Cortex-M33 异构处理器RZ/G2L;丰富的接口资源 2x 1000Mbps Ethernet(GMAC)、2x CAN-FD、7x UA[color=inherit !important]RT、USB 2.0、[color=inherit !important]SPI、IIC、MTU、ADC 等;支持多功能定时器脉冲单元,支持 Toggle、PWM、互补 PWM 和复位同步 PWM 模式,支持死区时间补偿计数器功能;多种显示接口 MIPI-DSI、RGB,最高支持 1920x1080 分辨率;板载 QSPI Flash,单独存储 [color=inherit !important]uboot,更稳定;源自瑞萨汽车电子的技术积累,安全、可靠;10年+供货周期,批量采用有保障。


得益于集成式的电源[color=inherit !important]方案,RZ/G2L系列核心板尺寸可以控制得非常小,仅有60mm x 38mm。在板对板超薄连接器的加持下,核心板到底板最高的部分(电感)距底板表面仅有5.6mm (因连接器有2mm合高与2.5mm合高两个版本,默认采用2mm合高连接器) 。适用于对空间要求苛刻的应用场景。核心板采用沉金加树脂塞孔的工艺,大大提升了焊接的可靠性以及稳定性。并采用无铅工艺,符合环保要求。同时,对信号完整性以及电源完整性进行了严格把控,通过仿真,为系统稳定运行提供理论依据;核心板的4个角预留固定孔位,以应对高强度震动场景;此外还具有更为人性化的防呆设计。


二、OKG2LD-C[color=inherit !important]开发板

FET-G2LD-C核心板提供的评估套件OKG2LD-C开发板,预留丰富的常用接口,并且添加了RS485、CAN等接口的[color=inherit !important]EMC防护参考设计,让用户便捷开发,轻松选型。


三、RZ/G2L系列 [color=inherit !important]Linux系统整机功耗表

很多小伙伴对FET-G2LD-C核心板和OK-G2LD-C开发板的功耗比较关心,因此小编针对RZ/G2L系列整套开发板和单独核心板分别进行了初步的功耗测试,测试结果如下图所示:



注:

1、峰值电流:启动过程中的最大电流值;

2、稳定值电流:启动后停留在开机界面时的电流值。  


四、RZ / G2L核心板硬件设计说明

FET-G2LD-C核心板已经将电源、存储[color=inherit !important]电路集成于一个小巧的模块上,所需的外部电路非常简洁,构成只需要电源、启动配置即可运行,如下图所示:

不过一般情况下,除最小系统外建议连接上一些外部设备,例如调试串口,否则用户无法判断系统是否启动。做好这些后,再在此基础上根据[color=inherit !important]飞凌[color=inherit !important]嵌入式提供的核心板默认接口定义来添加用户需要的功能。

G2L核心板[color=inherit !important]引脚定义,可以联系飞凌嵌入式索取


1、G2L设计最小系统原理图


注:最小系统包G2L核心板供电电源,系统烧写电路,以及调试串口电路。其它的RZ/ G2L核心板外围电路的设计可参考飞凌嵌入式“OK-G2Lx-C底板说明”。


2、RZ/G2L系列底板硬件设计指南

电源部分:

需要严格遵守以下上电时序:

通过DCDC[color=inherit !important]芯片将输入电压将压至5V向核心板供电,DCDC芯片的Power Good信号作为核心板PMIC的使能信号(VIN_PWR_BAD#);核心板PMIC的Power Good信号作为底板其他电源的使能信号(PMIC_PGOOD);

RZ/G2L核心板输出的PMIC_PGOOD为开漏输出,在核心板上有上拉电阻;PMIC_PGOOD在核心板上是10K上拉,因此在进行时序控制的时候,需要注意下拉电阻的分压;如果有必要,可以添加逻辑门,来避免分压问题。

检查上电时序是否满足要求,是否存在RZ/G2底板或者外设先上电导致电流倒灌的问题,如果存在需要在RZ/G2底板上添加缓冲芯片等防电流倒灌电路。

建议各路电源添加测试点或者指示灯,以方便板卡调试。

检查各设备的电源网络名称是否正确。

检查各路电源的走线是否能满足电流的需求。

检查各路电源的电压设计是否正确。

检查DCDC电路布局是否符合对应芯片手册要求,通常需要确保高频电路是最小的回流路径。

启动部分:

检查BOOT电路是否满足启动要求,BOOT配置是否能对应所需启动介质。

建议预留RESET按键。

检查RZ/G2底板设计是否预留调试接口(调试串口)。

检查RZ/G2底板设计是否预留烧写接口(如SD接口等)。

接口部分:

检查IIC总线上是否有相应的上拉电阻;

检查ADC输入接口采样电压范围为0~1.8V;

检查各IIC、SPI等总线[color=inherit !important]电平是否匹配;

检查MIPI CSI等长、阻抗等是否满足要求;

检查MIPI DSI等长、阻抗等是否满足要求;

检查USB0_VBUSEN、USB1_VBUSEN是否直接驱动电源开关芯片,或者添加了相关的门电路;

USB0_OVRCUR、USB1_OVRCUR需要连接到USB电源开关芯片的OC,如果没有用到OVRCUR功能,这两个引脚需要通过上拉电阻上拉到3.3V;

飞凌G2L系列开发板为了统一接口,使用了[color=inherit !important]Type-C的插座,因此使用拨码开关选择USB0_OTG_ID电平,以实现主从设备的识别。用户在设计自己的底板时,可以使用其他接口;

SD卡供电需要受控,否则系统软复位后卡可能不能正常识别;

需要注意RGMII接口电平为1.8V,PHY芯片要配置好相应的寄存器以及外围电路,以确保电平匹配;

检查网络PHY芯片是否正确连接MDC、MDIO总线;

检查网口PHY芯片的PHY地址是否冲突;


3、RZ/G2L系列用户资料

飞凌为使用RZ / G2L系列核心板,开发板的用户提供了丰富的开发资料。


Linux4.19资料包括:

使用手册、编译指导手册、[color=inherit !important]Linux内核源码、文件系统、出厂镜像、[color=inherit !important]开发环境VM Ubuntu镜像、SD烧写卡制卡工具、USB OTG烧写工具、QT测试例程源码、[color=inherit !important]应用笔记*、开发环境Docker部署包*。


硬件资料包括:

硬件手册、底板原理图源文件(AD格式)、底板PCB源文件(AD格式)、底板原理图PDF、芯片数据手册、核心板2D CAD图、底板2D CAD图、引脚功能复用表*、设计指导*。


*:产品发布后陆续提供和丰富的资料



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