JAJU934 May   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   デザイン イメージ
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 ハードウェア設計
    2. 3.2 ソフトウェア設計
      1. 3.2.1 TMAG5170 SPI フレーム
        1. 3.2.1.1 32 ビット フレームのシリアル データ
        2. 3.2.1.2 シリアル データ出力 32 ビット フレーム
      2. 3.2.2 TMAG5170 のレジスタ構成
      3. 3.2.3 SPI と変換開始タイミング
      4. 3.2.4 線形位置の計算
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア
      1. 4.1.1 PCB の概要
      2. 4.1.2 MCU インターフェイス コネクタ
    2. 4.2 テスト構成
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 磁界の Z 軸および X 軸成分の測定
      2. 4.3.2 リニア位置測定
      3. 4.3.3 SPI 信号測定
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM (部品表)
      3. 5.1.3 PCB レイアウト
        1. 5.1.3.1 レイアウト プリント
        2. 5.1.3.2 レイアウトのガイドライン
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について

SPI 信号測定

図 4-14 に、デイジーチェーン内の最初の TMAG5170 (U7) で測定された nCS1 のある 32 ビットの SPI タイミング フレームを示します。赤い信号は SDI 書き込みフレーム (読み取りコマンド) と、対応する特別な 32 ビット SDO 読み取りフレームであり、2 つの 12 ビット X および Z 磁界データ、ステータス ビット、CRC が含まれています。転送には 3.4μs かかります。

TIDA-060045 SPI 32 ビット フレーム タイミング図 4-15 SPI 32 ビット フレーム タイミング

図 4-15に、TMAG5170 (U7) SDO 出力と SPI クロック SCLK 入力のタイミングを示します。SDO 信号の立ち下がりクロック エッジに対する遅延時間は 20ns です。SDO の立ち上がり時間は 7ns、立ち下がり時間は 3ns です。

TIDA-060045 TMAG5170 U8 SDO (MISO) と SCLK図 4-16 TMAG5170 U8 SDO (MISO) と SCLK

図 4-16 に、TIDA-060045 MCU のヘッダ J3-20 および J2-13 における SDO 出力と SPI クロック SCLK 入力のタイミングを示します。セットアップ時間 tsu は 22ns、ホールド時間 th は立ち上がりクロック エッジに対して 66ns です。

TIDA-060045 MCU ヘッダ J2 および J3 の MISO および SCLK図 4-17 MCU ヘッダ J2 および J3 の MISO および SCLK

図 4-17 に、TMAG5170 SDI 入力 (MOSI) と 10MHz SPI クロック (SCLK) のタイミングを示します。セットアップ時間 (tsu_si=47ns) とホールド時間 (th_si=48ns) の両方が、TMAG5170 の要件 (25ns (MIN)) を満たしています。

TIDA-060045 TMAG5170 U8 SDI (MOSI) および SCLK図 4-18 TMAG5170 U8 SDI (MOSI) および SCLK

以下の図は、SCLK デイジー チェーン内の最初の TMAG5170 MCU (U7) と最後の TMAG5170 (U8) で測定された SPI クロック (SCLK) 信号 (AC 並列終端ありとなし) の比較を示しています。

TIDA-060045 U7 での SCLK、U8 での AC 並列終端あり図 4-19 U7 での SCLK、U8 での AC 並列終端あり
TIDA-060045 U7 での SCLK、U8 での AC 並列終端なし図 4-20 U7 での SCLK、U8 での AC 並列終端なし
TIDA-060045 U8 での SCLK、U8 での AC 並列終端あり図 4-21 U8 での SCLK、U8 での AC 並列終端あり
TIDA-060045 U8 での SCLK、U8 での AC 並列終端なし図 4-22 U8 での SCLK、U8 での AC 並列終端なし

MCU 出力信号 nALERT、MOSI、SCLK、および nCS1~nCS4 に対する直列ライン終端抵抗は、MCH ヘッダの近くに 0Ω の直列ライン終端抵抗を備えています。これらの抵抗がデフォルトで 0Ω である理由は、TMS320F280049C LaunchPad 上の対応するパターンが TIDA-060045 と同等の長さであるためです。

TIDA-060045 の SPI パターンは 20cm (8 インチ) 未満です。対応する伝搬遅延は約 1.3ns で、立ち上がり時間や立ち下がり時間に比べてかなり短くなります。F280049C LaunchPad を接続した場合、AC 並列終端による大きな影響はありませんでした。

カスタム設計の場合、直列ライン終端抵抗は MCU の出力に直接配置する必要がありますが、TMS320F280049C LaunchPad を使用する場合はこれは不可能でした。SPI パターンの長さに応じて、AC 並列終端を考慮するかどうかが決まります。