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隨著科技的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)及嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)深入到了我們生活的方方面面，從智能手環(huán)到智能路燈，從智能家居到智慧城市，每時(shí)每刻都能看到物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)在為我們“勤勞”地工作。而工程師們則需要根據(jù)自己的項(xiàng)目，選擇合適的主控并對(duì)全新的物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式應(yīng)用的開(kāi)發(fā)成本、開(kāi)發(fā)周期及性能進(jìn)行準(zhǔn)確地評(píng)估。為了滿足工程師們的需求，瑞薩電子近期推出了RA4E2主控MCU及配套的評(píng)估套件，今天就由我來(lái)帶領(lǐng)大家了解一下這款全新的評(píng)估套件EK-RA4E2。
開(kāi)箱
EK-RA4E2評(píng)估套件的包裝延續(xù)了瑞薩電子簡(jiǎn)潔明了的作風(fēng)，依然采用醒目藍(lán)白色調(diào)風(fēng)格。在包裝盒的正面印有包裝盒內(nèi)評(píng)估板的型號(hào)說(shuō)明(RTK7EKA4E2S00001BE)，而在背面則是印有評(píng)估板的特點(diǎn)及板載資源說(shuō)明（如圖1）。
圖1 EK-RA4E2評(píng)估套件包裝
打開(kāi)包裝盒，首先映入眼簾是一張歡迎卡片, 卡片上有對(duì)該評(píng)估套件的簡(jiǎn)要介紹以及和本套件相關(guān)的資料的下載網(wǎng)址；拿開(kāi)卡片，我們可以看到包裝盒內(nèi)包含一根扁平的micro USB線纜以及一塊藍(lán)色的評(píng)估板（如圖2）。
圖2 EK-RA4E2評(píng)估套件內(nèi)部包含的卡片、電纜及評(píng)估板
硬件資源
整個(gè)EK-RA4E2評(píng)估板約為133mm×80mm大小，評(píng)估板上的硬件資源非常豐富，從整體來(lái)看可以分為System Control and Ecosystem Access Area（系統(tǒng)控制及生態(tài)系統(tǒng)區(qū)）、Special Feature Access Area（特殊功能區(qū)）以及Native Pin Access Area（原生引腳區(qū)）,各個(gè)區(qū)域的劃分如下圖3所示，而表1則是對(duì)各個(gè)區(qū)域特點(diǎn)的詳細(xì)描述，可以看出系統(tǒng)控制及生態(tài)系統(tǒng)區(qū)的功能及配置對(duì)其它類似的評(píng)估套件是基本相同的。
表1 評(píng)估板上三個(gè)功能區(qū)的特點(diǎn)
圖3 評(píng)估板的功能分區(qū)及系統(tǒng)框圖
（1）對(duì)于Native Pin Access Area（原生引腳區(qū)），主要包含了MCU、晶振電路、將引腳引出的擴(kuò)展排針以及電流測(cè)量觸點(diǎn)。具體如圖4所示：
圖4 Native Pin Access Area布局
在Native Pin Access Area（原生引腳區(qū)）的正中央則是我們今天評(píng)估的主角RA4E2 MCU芯片，通過(guò)查閱相關(guān)資料可以知道RA系列是瑞薩公司的基于Arm Cortex-M內(nèi)核的32位MCU，根據(jù)主頻和外設(shè)資源的不同可以分為RA2、RA4、RA6、RA8四個(gè)系列，而每個(gè)系列又可以分為多個(gè)子系列（具體如圖5所示），
圖5 基于Arm Cortex-M的RA系列MCU家族
而我們手中的這顆MCU芯片絲印顯示為A4E2B93C(完整型號(hào)為R7FA4E2B93CFM)，它是RA4系列中的入門級(jí)產(chǎn)品，但同樣具有相當(dāng)豐富的配置，具體如下：
圖6 RA4E2 MCU資源
（2）對(duì)于Special Feature Access Area（特殊功能區(qū)），本評(píng)估板提供了CAN總線接口功能，如下圖所示：
圖7 Special Feature Access Area布局
（3）而對(duì)于System Control and Ecosystem Access Area（系統(tǒng)控制及生態(tài)系統(tǒng)區(qū)），則包含了本評(píng)估板的絕大多數(shù)接口和硬件資源，它們的具體分布如下圖所示：
圖8? System Control and Ecosystem Access Area布局
在評(píng)估板的左右兩側(cè)各有一個(gè)micro USB接口，左邊的micro USB(USB Full Speed)接口主要是用來(lái)與MCU進(jìn)行通訊，而右邊的micro USB(Debug)接口則是用來(lái)進(jìn)行調(diào)試的，其是通過(guò)一顆RA4M2芯片來(lái)完成的，并且通過(guò)搭配周圍的跳線和接口可以實(shí)現(xiàn)Debug On-board、Debug In和Debug Out三種調(diào)試功能。
圖9? micro USB(Debug)接口
而在中間部分則是電源管理電路（Power Regulation），LDO使用的是瑞薩電子推出的一款高性能2A線性穩(wěn)壓器（ISL80102IRAJZ），其能夠在2.2V至6V的輸入電壓下自由可以調(diào)節(jié)0.8V至5.5V的輸出電壓（如圖10）。
圖10? 評(píng)估板電源部分原理圖
為了方便工程師們更加快捷地進(jìn)行評(píng)估，瑞薩公司還在系統(tǒng)控制及生態(tài)系統(tǒng)區(qū)為EK-RA4E2評(píng)估板提供了五個(gè)最受歡迎的生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展接口，分別為mikroBUS、Qwiic、Arduino以及兩個(gè)SeeedGrove接口和兩個(gè)Digilent Pmod接口，用戶可以通過(guò)這些接口自由地選配各種生態(tài)下的豐富的外設(shè)模塊來(lái)完成自己的實(shí)驗(yàn)。
圖11 GROVE接口、PMOD接口、mikro BUS接口Arduino接口
除了這些具有特色的功能外，整個(gè)評(píng)估板上還提供了3個(gè)LED燈，2個(gè)用戶按鍵、1個(gè)系統(tǒng)復(fù)位按鍵以及5v和3.3v的電源測(cè)試點(diǎn)，便于工程師們測(cè)試和使用。
系統(tǒng)軟件
整個(gè)評(píng)估板的配套軟件資源也非常豐富。開(kāi)發(fā)板出廠就內(nèi)置了一個(gè)LED亮燈的小程序，我們只需要用套件中附帶的USB線纜將評(píng)估板與PC連接即可，具體如圖12所示
圖12 通過(guò)USB與上位機(jī)連接
此時(shí)，電腦端會(huì)顯示找到USB Serial Device(COMxx)，用超級(jí)終端軟件打開(kāi)COMxx端口，并設(shè)置好波特率（115200）及相關(guān)參數(shù)，可以看到超級(jí)終端出現(xiàn)提示（如圖13），當(dāng)我們選擇1后終端上打印出了板卡的基本信息。
圖13 超級(jí)終端顯示的內(nèi)容
此時(shí)我們按下板卡上的S1或S2按鍵，則板卡上的LED燈亮度或頻率會(huì)相應(yīng)改變，同時(shí)，超級(jí)終端上也會(huì)給予反饋。
而對(duì)于開(kāi)發(fā)工具，瑞薩公司提供了完善的支持，如集成開(kāi)發(fā)環(huán)境e2 studio、程序下載工具以及靈活配置軟件包等軟件工具，這些都可以在網(wǎng)站免費(fèi)得到。在這里強(qiáng)烈推薦瑞薩公司推出的靈活配置軟件包 (FSP)，在該軟件包里包括高性能、低內(nèi)存占用的業(yè)界一流的 HAL驅(qū)動(dòng)程序，還包含集成了多種RTOS的中間件協(xié)議棧，能夠簡(jiǎn)化通信和安全等復(fù)雜模塊的實(shí)現(xiàn)；而配套的e2 studio IDE則提供了對(duì)圖形化配置工具和智能代碼生成器的支持，這些都會(huì)使得編程和調(diào)試變得更加輕松快捷。同時(shí)，瑞薩公司還為用戶提供了EK-RA4E2評(píng)估套件所配套的示例項(xiàng)目包（EK-RA4E2 Example Project Bundle），方便工程師們快速上手。
圖14 靈活配置軟件包（FSP）
圖15 EK-RA4E2樣例工程文件
下載并安裝好上述靈活配置軟件包(FSP)后，就可以開(kāi)始對(duì)套件進(jìn)行評(píng)估了。首先確保評(píng)估板是通過(guò)右邊的Micro USB（Debug）接口與電腦連接，雙擊運(yùn)行e2 studio工具，如下圖所示：
圖16 e2 studio工具啟動(dòng)界面
隨后通過(guò)在彈出的歡迎界面中點(diǎn)擊“導(dǎo)入已有的項(xiàng)目”，選擇導(dǎo)入EK-RA4E2 Example Project Bundle中的項(xiàng)目即可。
圖17 選擇“導(dǎo)入已有的項(xiàng)目”界面
在瑞薩公司提供的Example Project Bundle中有很多示例供工程師們選擇，在這里我們選擇導(dǎo)入quickstart_ek_ra4e2_ep工程，這也是評(píng)估板內(nèi)置的程序。
圖18 導(dǎo)入的quickstart_ek_ra4e2_ep工程結(jié)構(gòu)
在配置完相應(yīng)的參數(shù)后，選擇下圖中的“Build”工具對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行編譯，如果程序沒(méi)有錯(cuò)誤的話等待編譯完就可以得到所需的”.elf”文件（如圖）。
圖19 “Build”界面
而在對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試方面，由于評(píng)估板內(nèi)置了Jlink，調(diào)試起來(lái)比較簡(jiǎn)單。首先，選擇Debug Configurations進(jìn)行調(diào)試配置，按照?qǐng)D20配置完成后，點(diǎn)擊右下角的“Debug”按鈕即可。
圖20 Debug界面
總結(jié)
EK-RA4E2評(píng)估套件功能豐富，在評(píng)估板上包含了多個(gè)主流的開(kāi)源硬件接口、自帶了J-Link調(diào)試下載器，不但將MCU所有IO口都在評(píng)估板上擴(kuò)展了出來(lái)，還支持三種Debug方式，這些都能夠極大地降低工程師們對(duì)RA4E2系列MCU的評(píng)估成本，同時(shí)還可以輕松實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)意。在官方網(wǎng)站上，瑞薩公司還為EK-RA4E2評(píng)估套件提供了完備的開(kāi)發(fā)資料，讓工程師能快速上手。欲了解更多詳情，可以參考以下網(wǎng)址：
https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ek-ra4e2-evaluation-kit-ra4e2-mcu-group
