【Aurix系列学习】TC264D最小系统搭建—硬件配置引脚
目录
硬件配置作用
引脚及其功能
端口默认配置引脚
启动方式配置引脚
电源配置引脚
硬件配置原理图
硬件配置作用
硬件配置引脚是相对特殊的一组引脚，也是基本引脚配置的重点：
单片机的启动，相信大家都配置过。像之前使用的STM32F103是通过三个启动引脚进行启动配置。而英飞凌的处理器XC系列的启动配置，一般是通过P10的一些引脚来完成。TC系列启动配置功能要更丰富，除了启动用到的，还有电源配置、引脚默认上下拉这些功能。
启动意义是什么呢？一般单片机都会有一段启动代码，启动配置的是单片机开始执行这段代码的位置。一般默认的是内部FLASH，那就意味着这段代码是放在内部FLASH当中，也有从SRAM启动。更为常见的有外部BootLoader启动，例如CAN、串口等。51的串口下载程序其实也可以看做使uart的BootLoader启动。一般BootLoader包括上位机，启动代码，以及单片机相应的启动配置。
TC264的启动配置分为两种方式，一种硬件引脚配置，一种是启动BMI，是写入到flash中的一段配置。这些配置都需要通过硬件配置引脚进行设置。
引脚及其功能
下面我们来介绍一下硬件配置引脚及其功能：
图1 硬件配置引脚及其功能介绍
上面这张图可能看的并不是很明确，我们通过下面这张表再详细解释一下各个引脚的具体功能：
| HWCFG引脚 | 功能 | 配置示例 | 功能介绍 |
|---|---|---|---|
| HWCFG [0] P14.6 |
0 - SMPS 1 - LDO |
HWCFG[0:2]引脚，可以配置选择供电模式。通过这些引脚，可以激活内部EVR13（开关电源模式或线性电源模式）或EVR33（线性电源模式）或同时激活，可以产生1.3V和3.3V电源。通过内部或外部上拉器件，确保在电源上电过程中，这些引脚处在正确的电平，避免进入其它的供电模式。引脚的状态被锁存，通过PMSWSTAT.HWCFGEVR状态位和EVRSTAT寄存器，可以确定电源的供电模式，进而判断是否为期望的模式。 电源上电过程中，HWCFG[0:2]被锁存，在PORST引脚热复位时不锁存。 | 依据相应电源模式，与外部上拉或下拉电阻相连接。 |
| HWCFG [1] P14.5 |
0 - EVR33OFF 1 - EVR33ON |
||
| HWCFG [2] P14.2 |
0 - EVR13OFF 1 - EVR13ON |
||
| HWCFG [3] P14.3 |
0 - HWCFG boot 1 - Flash BMI |
HWCFG[3]是BMI选择引脚，它决定了起动配置是从硬件配置引脚HWCFG[4:5]选择，还是从FLASH中启动模式索引选择。启动模式选择用Flash中的 BMI的原因主要是可以节省引脚资源，而且可以避免安全漏洞。 BMI.PINDIS位决定是否使能HWCFG[3:5]引脚用作启动模式选择。 PORST引脚热复位后， HWCFG[3]锁存。 | 当使用FLASH BMI启动时，在应用中使用引脚。 当(BMI.PINDIS=1)时， 启动时忽略该引脚。 |
| HWCFG [4] P10.5 |
Bootstrap 00-Gen P14.0/1 01- ABM, Gen P14.0/1 10- ABM, ASC P15.2/3 11- Flash |
只有当HWCFG[3]配置为由引脚而不是从FLASH起动时， HWCFG[4:5]才需要配置基本自举（bootstrap）模式选择。而当用Flash BMI作起动选择时，则忽略这些引脚。备用起动模式（ABM），建议使用P14.0/P14.1的普通自举模式，因为这是空白flash或是启动失败时默认启动加载机制。普通自举指的是CAN或ASC启动加载程序能自动检测，并起动相应的起动加载过程。 如果HWCFG[3]和BMI头配置的是从引脚启动，那么在PORST引脚热复位后， HWCFG[4:5]的状态被锁存。 |
当使用FLASH的BMI索引时， 应用中使用该脚。 |
| HWCFG [5] P10.6 |
|||
| HWCFG [6] P14.4 |
0 - 引脚三态 1 - 引脚弱上拉 |
HWCFG[6]确定在复位时或复位后，端口引脚是配置为默认的三态，还是带上拉的输入。目前， TC27xA step没有使用该引脚。 HWCFG [6]选择默认的上拉，可以保证所有引脚在悬空时，处于默认的上拉状态。 电源上电过程中， HWCFG[6]锁存， PORST引脚热复位时，引脚的状态不锁存。 | 与固定外部下拉相联（选择三态为默认模式） |
| VGATE1P | 0- int.MOSFET 1- ext. P Ch.MOSFET |
TC26x & TC24x中，引脚连接至地用来选择内部调整管。 EVR13 SMPS模式时， 连接至 P通道MSOFET。 |
|
| VGATE1N P32.0 |
N Ch. MOSFET 栅极驱动 |
EVR13 SMPS模式时,连接至N通道MOSFET.否则，默认情况下作为端口引脚使用（P32.0）。 | |
硬件配置引脚共7个（VGATE1N和VGATE1P引脚不算在其中），这七个引脚分为三部分：电源配置部分【0：2】，启动配置部分【3：5】，端口默认配置部分【6】，下面我们来逐个介绍：
端口默认配置引脚
端口配置部分用来确定芯片复位时或复位后，端口引脚的默认配置状态。
这一部分是最简单的，我们直接设置为默认的弱上拉状态，这里也不过多赘述了。设置的方法就是对该引脚直接保持浮空，使用其内部的上拉配置成默认模式。
启动方式配置引脚
这里要重点介绍的就是芯片的启动配置引脚：AURIX的软启动配置称为Startup software（SSW），该启动配置在芯片复位后最先执行，主要任务是配置芯片的BMI（启动模式索引BMI 包含在 BMHD 中）。
在TC264 B-Step中，只有一种方式可以选择启动配置，那就是根据Flash中指定位置的值（即BMHD区的内容），通过启动模式索引（BMI）进行配置。而作为BMI配置流的一个选项，可以通过硬件配置引脚上相应的值来配置BMI，来达到控制启动方式的目的。（其大概流程参照下图，详细原理可以参考这篇帖子）。
图2 启动流程图
所以，如果我们一开始将HWCFG【3】配置为1的话，系统会直接运行片内flash的用户代码，这种情况下可以用仿真器或者下载器（DAS）直接烧写程序，不到特殊情况的话我们不需要对其进行修改。
而当特殊情况发生，我们需要不使用调试器进行程序下载或者更换内部的bootloader时，才需要对硬件配置引脚进行修改。这个时候我们可以将HWCFG【3】配置为0，然后对HWCFG【4】和HWCFG【5】按需进行配置。当通过 CAN 或 串口 通过 P14.0、P14.1 对芯片PSPR区进行程序的下载时，我们选择Generic Bootstrap Loader；当通过串口通过 P15.2、 P15.3 对芯片PSPR区进行下载时，我们选择ASC Bootstrap Loade；当选择指定FLASH区执行时，我们可以配置ABM模式。
这块的电阻我们也均默认不贴，选择均置1的默认内部FLASH正常启动模式。配置完成的电阻如文末所示。
另外，我们的最小系统板里配置了一个CH340E的芯片连接串口。他挂载在芯片的P14.0和P14.1这组ASC上，一方面，可以作为普通串口用来和上位PC机进行实时通信，输出调试信息。另一方面，当需要启动Bootstrap Loader时，可以通过该串口下载程序或者修改bootloader：
图3 板载USB-TTL电路
另外，板子背面贴了两个led用来指示当前串口的数据传输情况：
图4 串口信号指示
电源配置引脚
电源配置部分主要确定我们使用的稳压模式，三个引脚组合后可以配置电源模式，然后再将VGATE两脚按配置模式与外部器件（主要是MOS）组成LDO或者SMPS稳压电路再给内部供电，先将这几个引脚的电源模式和拓扑选择列表贴出：
| No. | HWCFG [0:2] |
VGATE1P VGATE1N |
Supply Pin Voltage Level / Source |
Selected Supply Scheme |
|---|---|---|---|---|
| a.) | 011B | VGATE1P/ VGATE1N connected to gate of P/N-ch.MOSFET. |
VEXT = 5.0 V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 5 V / 3.3 V VDDP3 /VDDFL3 = EVR33 VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
5 V single source supply, EVR13 in SMPS mode, EVR33 in LDO mode. 5 V or 3.3 V ADC domain. 5 V or 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported. |
| b.) | 111B | VGATE1P shall be connected to ground. |
VEXT = 5.0 V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 5 V / 3.3 V VDDP3 /VDDFL3 = EVR33 VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
5 V single source supply, EVR13 in LDO mode with internal pass devices, EVR33 in LDO mode. 5 V or 3.3 V ADC domain. 5 V or 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported |
| c.) | 111B | VGATE1P shall beconnected to P-ch.MOSFET. |
VEXT = 5.0 V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 5 V / 3.3 V VDDP3 /VDDFL3 = EVR33 VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
5 V single source supply, EVR13 in LDO mode with external pass device, EVR33 in LDO mode. 5 V or 3.3 V ADC domain. 5 V or 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported. |
| d.) | X10B | VGATE1P has int. pull up active when left open. |
VEXT = 5.0 V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 5 V / 3.3 V VDDP3 /VDDFL3 = EVR33 VDD = 1.3 V external VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
5 V & 1.3 V external supply, EVR13 inactive, EVR33 in LDO mode. 5 V or 3.3 V ADC domain. 5 V or 3.3 V Flexport domain. Standby Mode is supported and 1.3V supply shall be switched off by external regulator after Standby state is entered. |
| e.) | 001B | VGATE1P/ VGATE1N connected to gate of P/N-ch. MOSFET. |
VEXT/VDDP3/VDDFL3= 3.3V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 3.3 V VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
3.3 V single source supply, EVR13 in SMPS mode, EVR33 inactive. 5 V or 3.3 V ADC domain. 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported. |
| f.) | 101B | VGATE1P shall be connected to ground. |
VEXT/VDDP3/VDDFL3= 3.3V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 3.3 V VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
3.3 V single source supply, EVR13 in LDO mode with internal pass devices, EVR33 inactive. 5 V or 3.3 V ADC domain. 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported. |
| g.) | 101B | VGATE1P connected to P-ch. MOSFET. |
VEXT/VDDP3/VDDFL3= 3.3V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 3.3 V VDD = EVR13 VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
3.3 V single source supply, EVR13 in LDO mode with external pass device, EVR33 inactive. 5 V or 3.3 V ADC domain. 3.3 V Flexport domain. Standby Mode supported |
| h.) | X00B | VGATE1P has int. pull up active when left open. |
VEXT = 5 V or 3.3 V VDDM /VAREFx = 5V / 3.3V VFLEX = 5 V or 3.3 V VDDP3 /VDDFL3 = 3.3 V VDD = 1.3 V VSS /VSSM /VAGND = 0 V |
5 V, 3.3 V and 1.3 V are supplied externally, EVR13 and EVR33 inactive. 5 V or 3.3 V ADC domain. 5 V or 3.3 V Flexport domain. Standby Mode is supported and 3.3V and 1.3V supplies shall be switched off by external regulator after Standby state is entered. |
由列表所示，芯片内部可以配置八种稳压模式，包括5V单电源+内部3.3/1.3V稳压器（SMPS或LDO内/外置模式）；5V/1.3V双电源+内部3.3V稳压器（LDO模式）；3.3V单电源+内部1.3V稳压器（SMPS或LDO内/外置模式）；5V/3.3V/1.3V三电源。
当然，我们只要根据用户手册选择一种最合适的供电方式，配合适当的外部电路就可以了。至于这一块的详细解释以及我们电路里的配置会在下面专门的文章内说明，欢迎关注。
硬件配置原理图
这是我们电路最终硬件配置部分的电阻配置（注：opt表示默认不贴该电阻）。
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