MDR32-Solo. Отладочная плата для процессора Миландр MDR32F9Q2I

Описание скромных возможностей платы MDR32-Solo (MDR32F9Q2I Development board)
Новый 13 год для меня начался с интересом. В 30-х числах января, прошлого года, я приобрёл несколько микроконтроллеров MDR32F9Q2I фирмы Миландр и сразу засел за изучение и разработку макета будущей платы.

Т.к. пришли голые микроконтроллеры, то вариантов 2. Использовать готовую макетную плату под LQFP-64. Питание подать с модуля для контактной макетной платы, а обвязку сделать из дискретных компонентов. В простейшем варианте понадобиться схема сброса, выбора режима загрузчика, а также пара светодиодов и кнопок. Второй вариант, разработать схему в Eagle CAD.

Выбрал оба варианта.

В процесс изготовил библиотеку Eagle для символа микроконтроллера MDR32F9Q2I, но пока не выкладываю, т.к. выявившиеся мелкие недочёты с маской, надо исправить. Разработку платы в CAD Eagle, я осилил за полторы недели. Потом, был период отлёживания, с вялотекущим процессом подгонки под нормы производителя. После чего, заказал изготовление на фабрике в Китае. Казалось что будет быстро, а оказалось, 1 месяц и неделя.

Платы получены и начался процесс их запаивания деталями. Разумеется, первое включение не принесло ничего хорошего. Светодиод питания оказался запаян наоборот, перемычки загрузочного режима установлены неверно и как результат микроконтроллер не определялся ни через UART, ни через JTAG. Пришлось запаять вторую плату и ситуация повторилась. После чего, я стал более тщательно проходить по возможным местам ошибок и в процессе этого понял свою ошибку - переставил перемычки и микроконтроллер стал определяться и дело пошло. Также нашёл одну серьезную ошибку, но её удалось легко исправить перемычкой. Мелких недочётов оказалось больше, но они все не критичны для меня, не влияют на работоспособность.


Общее описание

MDR32-Solo - MDR32F9Q2I отладочная плата. Общий вид + USB-UART TTL адаптер



MDR32-Solo. Запаянный чип микроконтроллера MDR32F9Q2I

MDR32-Solo. Вид лицевой стороны



MDR32-Solo. Вид со стороны USB разъёма

Что удалось сделать, в этом прототипе? Что не удалось?
Первое и главное - работает. Микроконтроллер MDR32F9Q2I Cortex-M3 доступен для программирования.
Второе, получен первоначальный опыт по собиранию цепочки от идеи до реализации. Получено представление о подводных камнях, на всех этапах - веду список косяков, а их вылезло много и это хорошо.

Итак, плата вышла компактной - 49.5 мм х 80 мм. Все детали, за исключением разъемов и гребешков - SMD т.е. поверхностного монтажа, в том числе кварцы и кнопки.



Сканированное изображение платы MDR32-Solo

Схему выложил на диск yandex. т.к. blogger стал урезать размеры файлов. MDR32-Solo-схема

Номиналы многих деталей я не указывал, мне было так проще, да и схема пока непричёсанная.
Да и в принципе, в спецификации говориться о номиналах.

В принципе, всё минимально нужное есть, а чего нет, то это пойдет в следующую версию, по
результатам тестирования использования.

Однако, для работы с платой, нужны инструменты. Из минимума - USB-UART TTL адаптер, чтобы программировать через порт UART. Либо, что более предпочтительно - рекомендуемый JTAG адаптер. У меня в наличии - не совсем рекомендуемый и полурабочий адаптер J-Link фирмы Segger, который в среде Keil работает и отлаживает, а вот отдельно прошить контроллер не получается. Также есть Busblaster, который я подключил к известному программатору milprog, но там только стирание памяти, а прошивка не работает. Куча полурабочего хлама.

Порты ввода-вывода

Все порты (A..F) микроконтроллера выведены на гребёнку. Гребешки подписаны альтернативными функциями. Дополнительно выделены гребешки-порты UART2, SSP1. На контактные площадки выведены UART1, CAN1.

Порт I2С содержит отключаемые (через запаиваемый разрыв) резисторы подтяжки к питанию.

USB подключен к разъёму USB B-mini.

Отладка

Т.к. плата, по моему разумению, отладочная, то на ней присутствует отладочный интерфейс.
Основным интерфейсом отладки выбран JTAG_A, который выведен на стандартный 20-pin колодку. Выбор не очень удачный. Однако присутствуют подтягивающие резисторы.
Дополнительным интерфейсом является JTAG_B, контакты которого просто выведены на площадки, без подтягивающих резисторов, а также доступны на гребёнке.

SWD-интерфейсы не выделены, т.к. интерфейс неизвестен мне.
На 3-штыревую колодку выведен UART2 для подключения к переходнику USB-UART TTL, чтобы использовать Uart-загрузчик.

Всё работает.

Питание платы
Основной источник питания - линейный регулятор, IC1, напряжением 3.3В, преобразующий питание шины USB 5В в требуемые микроконтроллером 3.3В.

Альтернативный вариант, использование внешнего питания 3.3В через контактные площадки, на обратной стороне платы. Этот вариант удобен для быстрого подключения микроконтроллера, с минимальной обвязкой и имеющимся источником питания.

Дополнительный вариант, на случай отсутствия деталей в корпусе SOT223, на задней стороне есть площадка для регулятора на 5В IC2 в корпусе TO252, также его можно использовать и как 3.3В. Однако, в любом случае, питание с USB, должно быть отрезано от схемы - для этого используется предохранитель F1, его надо выпаять из схемы и впаять в предусмотренное место альтернативного источника.

В правом верхнем углу присутствует штыревой выход основного питания и земля.

На обратной стороне присутствует площадка для светодиодного индикатора наличия питания. Тут у меня, спустя полтора месяца возникает вопрос, а почему не на лицевой стороне и он остаётся без ответа.

Доп. оборудование
Присутствует штыри для выбора режима загрузки. Режим загрузки задаётся комбинацией Boot 0 1 2. В спецификации это называется Mode[2:1:0].

Присутствуют тактовые кнопки RESET, WAKE, SLEEP.

Присутствует площадка под microSD адаптер, позволяет запаять адаптер и использовать microSD карты в режиме SPI.

Присутствует площадка уровня согласования. Позволяет согласовать напряжения микроконтроллера и 5В периферии. Расположена в области выводов I2C.

Присутствует батарейный адаптер, позволяющий поддерживать часы реального времени в микроконтроллере. Также присутствует отключаемый кварц на 32768 Гц.

Присутствует площадка для LED индикатора, подключённого через разрыв к порту A.1 и площадка LED индикатора подключённого к порту С.3.

С помощью контактных площадок, я решил проверить идею, о том, что иногда проще подпаять проводки, чем искать разъёмы.

Заключение

В следующих постах, опишу как первоначально запрограммировать микроконтроллер MDR32F92I на ассемблерах armasm и gnu assembler.
Оказывается, 0805 - это "огромные резисторы".
Микроконтроллеру Миландр MDR32F9Q2I для любительских нужд - быть. Очень неплохо для старта. Обвязка практически не нужна, ну разве что конденсаторы по питанию, да кнопка ресет, да выбор boot. Программируется стандартными средствами.

После запаивания имеющихся контроллеров, осталась небольшая кучка пустых плат, так что если кому резко захочется и надо - обращайтесь.

Жалею только, что не вывел JTAG_B на 20 контактный разъём.

P.S. Фото сделаны вебкамерой.