应用笔记 4113

MAX9257/MAX9258评估板I²C模式工作指南


摘要 : 为了获得成功的硬件设计,在选择串行器/解串器(SerDes)元件之前最好针对具体的应用进行评估。本应用笔记提供的设计指南有助于快速配置MAX9257/MAX9258评估板的I²C模式,逐步显示图形用户界面(GUI)的变化。按照这些说明,能够迅速完成I²C模式的配置。

以下内容深入介绍MAX9257/MAX9258评估板的所有功能和特性测试。作为一个特殊例子,选择了I²C模式。在配置这一模式之前,按照常规方式对评估板加电,启动软件。本应用笔记假定用户已经掌握并熟悉MAX9257/MAX9258评估板的使用。注意,MAX9257/MAX9258评估板资料需要申请才能获得。
  1. 确定所有跳线都处于默认位置,如表1所示。

    表1. MAX9257/MAX9258评估板跳线设置
    JU1 Shunted Active-low PD pin is pulled up to VCC by a 1kΩ resistor
    JU2 Open LVDS line-probing connector
    JU3 Open LVDS line-probing connector
    JU4 Shunted Active-low ERROR pin is pulled up to VCCOUT by a 1kΩ resistor
    JU5 Shunted LOCK pin is pulled up to VCCOUT by a 1kΩ resistor
    JU6 Shunted MAX9258 VCC is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU7 Shunted MAX9258 VCCOUT is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU8 Shunted MAX9258 VCCPLL is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU9 Shunted MAX9258 VCCSPLL is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU10 Shunted MAX9258 VCCLVDS is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU11 Shunt across pins 2-3 MAX9258 is powered by an on-board LDO (U4), whose input is +5V
    JU14 Shunt across pins 2-3 LVDS cable line 1 is connected to ground
    JU15 Shunted MAX9258 RX pin is connected to the on-board emulating ECU Rx line
    JU16 Shunted MAX9258 TX pin is connected to the on-board emulating ECU Tx line
    JU17 Shunt across pins 2-3 MAX9257 SCL/TX pin is pulled up to VCCIO
    JU18 Shunt across pins 2-3 MAX9257 SDA/RX pin is pulled up to VCCIO
    JU19 Shunted MAX9257 VCC is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU20 Shunted MAX9257 VCCIO is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU21 Shunted MAX9257 VCCFPLL is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU22 Shunted MAX9257 VCCSPLL is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU23 Shunted MAX9257 VCCLVDS is connected to an on-board LDO +3.3V output
    JU24 Shunt across pins 2-3 J6 connector has one side connected to ground
    JU25 Shunt across pins 2-3 MAX9257 REM pin is connected to ground
    JU26 Shunt across pins 1-2 MAX9257 SCL/TX pin is connected to the on-board emulating camera Rx line
    JU27 Shunt across pins 1-2 MAX9257 SDA/RX pin is connected to the on-board emulating camera Tx line
    JU29 Shunt across pins 2-3 LVDS cable line 1 is connected to ground
    JU30 Open LVDS line-probing connector
    JU31 Open LVDS line-probing connector

  2. 在评估板两层的5V和GND焊盘之间连接5V电源(图1)。在完成所有连接并确定所有跳线位置正确之前,请不要打开电源。

    图1. 实验测试的设置配置
    图1. 实验测试的设置配置

  3. 在J2和J7之间连接JAE电缆。
  4. 将示波器的CH1连接至J1-37。
  5. 将示波器的CH2连接至J1-35。
  6. 将示波器的CH3连接至J5-12。
  7. 在PC和J3之间连接USB电缆(注意:不是J8)。
  8. Start菜单中,打开其图标,启动MAX9257_58评估软件
  9. 弹出“if ECU remotely wakes up the MAX9257”菜单时,点击Yes按钮。出现图2所示软件主窗口。

    图2. 点击Yes按钮时出现的软件主窗口,表示由ECU远程唤醒MAX9257。一旦ECU唤醒了MAX9257,TxIN、RxOUT和CCEN均为高电平。
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    图2. 点击Yes按钮时出现的软件主窗口,表示由ECU远程唤醒MAX9257。一旦ECU唤醒了MAX9257,TxIN、RxOUT和CCEN均为高电平。

  10. 确定在软件主窗口的状态条显示"EV kit connected"消息,表明评估板连接正确。
  11. ECU Control页面上点击ECU Wakes Up MAX9257按钮(图3)。

    图3. 点击ECU Wakes Up MAX9257按钮
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    图3. 点击ECU Wakes Up MAX9257按钮

  12. 点击Deserializer MAX9258标签,跳至Deserializer MAX9258页面(图4)。

    图4. 跳至Deserializer MAX9258页面
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    图4. 跳至Deserializer MAX9258页面

  13. 点击Read MAX9258 & 9257按钮,读取MAX9258和MAX9257寄存器。
  14. 选择ETOCNT下拉菜单,点击Reg03右侧的Write按钮,将MAX9258寄存器03 ETOCNT和MAX9257寄存器03 ETOCNT设置为0100。
  15. 通过选择CTO下拉菜单,点击Reg07右侧的Write按钮,将MAX9258寄存器07 CTO和MAX9257寄存器08 CTO设置为111。
  16. 点击Serializer MAX9257标签,跳至Serializer MAX9257页面。
  17. 选择SEREN下拉菜单,点击Reg04右侧的Write按钮,使能MAX9257 SEREN位。注意,链路上有数据通信时,SEREN窗口应一直处于激活状态。
  18. 点击Camera Control标签,跳至Camera Control页面。
  19. 点击Slow Blink D4按钮;确定LED D4闪烁大约5秒钟。
  20. 点击Enable PCLK_IN/HSYNC_IN/VSYNC_IN按钮;确定LOCK指示LED D1打开。如果打开,表明系统被锁定。
  21. 使用多踪示波器检查电路板波形。设置相应的触发器,可以观察到链路的发送/接收过程以及传输的数据。
验证了电路板的一般性功能后,可以按照以下步骤使评估板进入I²C模式。I²C是要求的模式,允许用户保持对所有控制寄存器及其内容的控制。

如果照相机有I²C接口,MAX9258和MAX9257都应该配置为I²C接口工作模式。由于板上仿真照相机工作在默认的UART接口,照相机应首先从UART接口切换到I²C接口。 按照以下步骤来使用评估板的I²C接口。
  • 启动程序或点击ECU Control页面的Reset the EVKIT按钮。
  • 如果MAX9257 REM置为高电平(JU25 1-2引脚安装了短路器),点击ECU Control页面的ECU Wakes Up MAX9257按钮。如果MAX9257 REM置为低电平(JU25 2-3引脚安装了短路器),跳过这一步。
  • 跳至Deserializer MAX9258页面。点击Read MAX9258 & 9257按钮,刷新GUI当前寄存器值,将显示最近的寄存器值(或启动时的默认值)。
  • 选中W/R Both 9258&9257标签下面的4个复选框,可以同时设置SerDes寄存器,使用户能够避免SerDes参数设置出现矛盾。
  • 将MAX9258和MAX9257的tCTO设置为64位(CTO = 100)。
  • 跳至Camera Control页面;点击Exit UART Mode -> Enter I²C Mode按钮。
  • 按照信息提示操作 — 将短路器从JU26/JU27的引脚1-2改到引脚2-3,点击OK按钮。
  • 现在,照相机和SerDes已经采用了I²C接口工作。可以通过测试D4二极管的通/断和快/慢闪烁来验证照相机是否正常工作。这一功能的控制按钮位于窗体左侧。可以跳至任一页面,使用SerDes的这一功能(即,重新写入各个可访问寄存器)。
  • 仿真照相机I²C接口时,工作速率高达4.25MHz,MAX9258和MAX9257也是如此。在改变ECU I²C主机时钟之前,应正确配置MAX9258和MAX9257的BITRATE寄存器位。
  • 如果数据在链路上传输,应确定SEREN置为Enabled

验证MAX9257/MAX9258评估板性能所需的测试仪表和部件

  • Hewlett-Packard E3620A:双路0至25V,0到1A电源。
  • Tektronix TDS 3014:4通道DSO,100MHz BW,1.25Gsps采样速率以及标准10x探针。
  • 基于Windows® XP的PC或笔记本电脑,支持USB接口。
  • 2m JAE电缆(实现MAX9257串行器和MAX9258解串器之间的有效连接)

MAX9257/MAX9258评估板的I²C通信模式

这一测试程序阐述评估板在I²C模式时进行通信的步骤。要使该模式正常工作或设置正确,系统必须首先以UART接口模式启动。设置MAX9257/MAX9258时要求软件设置INTMODE = I²C (确定选中屏幕右侧的选项框,以更新/写入MAX9257和MAX9258)。写器件,触发一次TxIN引脚,采集写入器件的命令序列(即,建立I²C模式设置)。图5所示电路板配置为在有限CTO模式下发送(TxIN, CH2)和接收(RxIN, CH3)数据,配置电路板为I²C模式时要求使用这种模式。注意,所有步骤都是在UART模式下进行的(JU26和JU27的引脚1-2安装短路器)。

图5. 采用数字示波器(DSO)监视RxIN和TxIN,显示MAX9258收到链路上传输的数据。
图5. 采用数字示波器(DSO)监视RxIN和TxIN,显示MAX9258收到链路上传输的数据。

设置好跳线后,照相机控制标签必须关闭UART模式,进入I²C模式:点击Exit UART Mode -> Enter I²C Mode。为了正常工作在I²C模式,JU26和JU27的引脚2-3必需短接 — 按照软件弹出窗口的说明进行操作(图6)。

图6. I²C正常工作时的屏幕说明,工作在I²C模式时,确定JU26和JU27的引脚2-3安装了短路器。
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图6. I²C正常工作时的屏幕说明,工作在I²C模式时,确定JU26和JU27的引脚2-3安装了短路器。

现在,系统已经使能Camera Control页面的下半部分。如图7所示,页面上半部分显示为灰色,表明工作在I²C模式下,没有使能UART模式。

图7. Camera Control页面的上半部分显示为灰色,表明使能了I²C模式。
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图7. Camera Control页面的上半部分显示为灰色,表明使能了I²C模式。

如果点击左侧按钮,D4通/断并快/慢闪烁,用来仿真照相机控制,由此可以看出对照相机侧I²C工作模式的控制。D4位于FPGA的右上部,靠近解串器板的微控制器。

为了使链路正常工作,必须设置SerDes和像素时钟链路。为了测试,假设SerDes像素时钟速率为10MHz,位分辨率为12位(图8图9)。

图8. 设置所有参数后的Serializer MAX9257页面
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图8. 设置所有参数后的Serializer MAX9257页面

图9. 正确设置后的Camera Control屏幕
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图9. 正确设置后的Camera Control屏幕

注意,SerDes屏幕显示类似,考虑到本应用笔记的目的,只给出了照相模式下的串行器设置屏幕。按照相同的SerDes屏幕设置,可以使系统正常工作在照相模式下。

这将得到表2所示设置结果。

表2. SerDes设置结果
Page Designator Signal Setting
Camera Control PCLK_IN 10MHz
SerDes Control PRATE 00 (5MHz to 10MHz)
SRATE 01 (100Mbps to 200Mbps)
PWIDTH 001 (12 bits)

使能Camera Control页面的PCLK之前,确定写入了这些参数。

单击Camera Control页面的Enable PCLK_IN/HSYNC_IN/VSYNC_IN按钮,如图10屏幕所示。该屏幕显示了Camera Control页面上使能或禁止PCLK时的典型传输序列。只是用于验证,显示数据在I²C模式下传输时的信号状态。

图10. 这一传输序列说明了使能PCLK之后,I²C模式下的数据状况。
图10. 这一传输序列说明了使能PCLK之后,I²C模式下的数据状况。

正确设置解串器后,结果应该如图11屏幕所示,显示了详细的PRATE、SRATE和PWIDTH。如果触发TxIN引脚,将这一信息写入解串器,将得到图12所示的示波器显示结果,它只显示了发送信息,没有接收信息。

图11. 正确设置了MAX9258解串器
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图11. 正确设置了MAX9258解串器

图12. 示波器显示的MAX9258解串器正确设置后的传输结果
图12. 示波器显示的MAX9258解串器正确设置后的传输结果

同样,正确设置串行器应得到图13所示的屏幕,显示了详细的PRATE、SRATE和PWIDTH。注意,为保证正常通信,应该使能串行器的SEREN位。由于I²C模式提供了非常灵活的接口通信,即使在设置后期也可以使能SEREN位。

图13. 上图表明正确设置了MAX9257串行器。Deserializer MAX9258屏幕应该和该屏幕显示相似,这样,系统才能在照相或I²C模式下正常工作。
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图13. 上图表明正确设置了MAX9257串行器。Deserializer MAX9258屏幕应该和该屏幕显示相似,这样,系统才能在照相或I²C模式下正常工作。

结论

通过本文介绍,用户基本可以根据需要操作显示窗口/位/寄存器。如果MAX9257/MAX9258没有响应,可能需要复位系统。请注意,需要返回到ECU Control页面,点击Reset the EVKIT按钮,关断电源,然后再打开,再次从远端唤醒MAX9257。如果要求工作在I²C模式下,再次启动上述过程。同时还要注意,由于电路板复位为UART模式,需要设置JU26和JU27的两个短路器。处理有限CTO模式后,需要通过UART模式才能将MAX9257/MAX9258置为I²C模式(即,将串行器和解串器CTO寄存器中的CTO时序设置为64位)。