探索 NXP MR - CANHUBK344 評估板：為移動機器人應用賦能

在電子工程的世界里，不斷有新的硬件產品涌現，為我們的設計帶來更多的可能性。今天，我要和大家深入探討一款專為移動機器人應用設計的評估板——NXP MR - CANHUBK344。

文件下載：NXP Semiconductors 用于移動機器人的MR-CANHUBK344評估板.pdf

一、MR - CANHUBK344 概述

MR - CANHUBK344 評估板基于 Arm? Cortex? - M7 核心的 S32K344 通用汽車微控制器，具備先進的安全、安全功能和強大的軟件支持。它雖然主要針對移動機器人應用，但在其他領域也有著廣泛的用途，比如作為小型車輛的主控制器、安全域控制器、高性能“CAN FD 節點”板，實現 100Base - T1 和多個 CAN 物理接口之間的橋接，甚至還可能用作無刷直流（BLDC）電機控制器。

值得一提的是，該板雖然默認安裝了雙核鎖步（DCLS）的 S32K344，但經過手動返工，也可以支持 S32K324（Cortex - M7 核心獨立運行）和 S32K35x（240Mhz/3 核心）。此外，它還集成了一個 100Base - T1 汽車以太網接口，并配備了 S32K344 上所有六個可用的 CAN FD 端口，非常適合進行各種應用實驗，例如使用 IEEE 1722 協議進行 CAN 以太網隧道傳輸。

二、套件內容

MR - CANHUBK344 以套件形式提供，完整版本包含以下硬件組件：

1. MR - CANHUBK344 主板：核心部件，承載著各種功能模塊。
2. DCD - LZ 編程適配器板：可同時提供控制臺 UART 和 SWD 調試連接器的訪問。
3. USB - UART 適配器電纜：連接到 DCD - LZ 板，用于串口通信。
4. 電源適配器電纜：包括 JST - GH 到常用紅色 JST - SY 連接器、桶形連接器、XT - 60 LiPo 電池連接器，支持 5V 到 40V 的寬輸入電壓范圍，方便直接從電池獲取電源。
5. 6 根 CAN 電纜：用于連接 CAN 設備。
6. 6 塊 CAN 終端板：確保 CAN 總線的信號完整性。
7. 1 根 100Base - T1 “兩線”以太網電纜：采用 JST - GH 連接器，可直接連接到 MR - T1ETH8 網絡交換機或其他移動機器人板。
8. 通用 JST - GH 電纜：用于 UART/SPI/I2C 接口，可根據具體需求進行定制。
9. 小型 0.91”OLED 顯示屏：可用于顯示系統信息。
10. 連接到安全元件的 NFC 天線：支持近場通信功能。

這些 JST - GH 連接器遵循 DroneCode 引腳標準，如果沒有正式標準，則采用典型派生引腳。它們可以直接與其他移動機器人板配合使用，如 NavQPlus、UCANS32K1 等。

三、主要組件

3.1 S32K344

S32K344 是 NXP 半導體的汽車通用微控制器，本評估板上的軟件運行在其嵌入式鎖步 Arm? Cortex? - M7 核心上。它為整個系統提供了強大的計算能力和穩定性。

3.2 FS26

FS26 是 NXP 半導體的“適用于 ASIL D 的低功耗安全系統基礎芯片”，主要用于實現緊湊的電源設計和高輸入電壓。它通過 SPI 與 S32K344 連接，實現挑戰者窗口看門狗功能。在默認情況下，如果軟件不處理挑戰，FS26 會不斷重置 S32K344 MCU。為了避免這種情況，需要將 FS26 置于調試模式，具體操作是移除 JP1，在 P27 或 P28 上提供 12.0V 電壓，然后插入 JP1 跳線。

四、板載連接

4.1 電源輸入連接器

評估板提供了兩種電源輸入方式，P27 是一個 5 針 JST - GH 連接器，P28 是位于 P27 正下方的兩針插頭。它們都支持 5V 到 40V 的輸入電壓范圍，為系統的供電提供了靈活性。

4.2 CAN 連接器

評估板有六個獨立的 CAN FD 總線，每個總線有兩個連接器，方便形成總線或插入 CAN 終端板。這些 CAN 總線分別連接到三種不同類型的 NXP CAN 物理層（PHY），包括 TJA1443（CAN FD）、TJA1463（CAN SIC）和 TJA1153（CAN FD/SCT），允許直接比較標準 CAN FD、CAN FD/SIC 和 CAN FD/SCT 之間的差異。

每個 CAN 連接器的引腳 1 可提供 5V 電壓，為外部連接的 CAN 設備供電，但通過一個阻塞二極管防止 CAN 總線為 CANHUBK344 供電。CAN 總線通常需要在兩端進行 60 歐姆的終端匹配，可以使用隨附的 CAN - TERM 板或在板上焊接終端電阻來實現。需要注意的是，CAN SIC PHYs 能夠使用短截線連接，并且可能只需要單個或中央終端，但信號完整性需要根據具體系統配置進行驗證。

4.3 100Base - T1 以太網連接器

P9 是一個兩針 JST - GH 連接器，提供 100Base - T1 “兩線”以太網連接。它可以直接插入 MR - T1ETH8 網絡交換機或其他移動機器人板，如 NavQPlus 或 FMURT6。汽車 100Base - T1 以太網使用兩根線提供全雙工 100Mbps 以太網信號，無需像 100Base - TX 以太網那樣使用大型或重型磁性元件。PCB 背面的黃色 LED（D88）用于指示鏈路狀態，閃爍表示有鏈路連接。

4.4 UART 接口

評估板提供了多個 UART 接口，其中 P2 和 P5 遵循 DroneCode 6 針 UART 標準，引腳 1 可為外部設備（如 GPS 模塊或傳感器）提供有限的 5V 電源。P24 和 P25 也是 6 針 JST - GH 連接器，但不完全符合 DroneCode 標準，引腳 4 和 5 被重新用作第二個 UART 通道。

4.5 I2C 接口

評估板有三個 I2C 接口，P3 連接到外部并內部連接到 SE050 安全元件，P11 是來自 SE050 安全元件的 I2C 總線，可用于特殊應用（如加密傳感器數據），P4 用于連接隨附的 I2C 連接的 0.91 OLED 顯示屏。這些 I2C 接口的引腳 1 可通過零歐姆電阻跳線選擇 5V（默認）或 3.3V 輸出，但需要注意的是，PWR 輸出僅用于有限電流供應，需要考慮外部外設的整體電源消耗。

4.6 SPI 接口

P1A 和 P1B 提供兩個獨立的 SPI 接口，遵循 DroneCode 連接器標準，每個連接器使用 JST - GH 7 針連接器，提供兩個獨立的片選信號。

4.7 其他接口

P26 是一個自定義連接器，用于連接 Pixhawk V6X FMU 模塊的慣性測量單元（IMU）板，但該 IMU 板在 NXP 處不易獲得，可從 Linux Foundation Dronecode.org 或制造商 Holybro 處獲取。此外，評估板還提供了兩個編程連接器（P6 - DCD - LZ 和 P26 - ARM 10 針 JTAG/SWD）、兩個用戶可編程按鈕（SW1 和 SW2）、一個 NFC 天線連接器（P10）、PWM 和 GPIO 頭（P8A 和 P8B）以及一個模擬電位器（R84），這些接口為系統的擴展和調試提供了便利。

五、板載狀態 LED

MR - CANHUBK344 有多個 LED 用于指示系統狀態，例如 D24 指示 S32K344 是否處于復位狀態，LED1 是一個 RGB 狀態 LED，由軟件控制，綠色表示正常運行，藍色表示初始化，紅色表示發生錯誤。通過觀察這些 LED 的狀態，我們可以快速了解系統的運行情況。

六、法律信息

在使用該評估板時，需要注意相關的法律信息，包括文檔的版本定義、免責聲明、商標等。NXP 半導體對文檔內容的準確性和完整性不提供任何保證，并對產品的使用和應用場景有一定的限制，例如不適合用于生命支持、生命關鍵或安全關鍵系統等。

總的來說，NXP MR - CANHUBK344 評估板是一款功能強大、接口豐富的硬件平臺，為移動機器人和其他相關應用的開發提供了一個很好的基礎。在實際設計中，我們需要根據具體需求合理選擇和使用板上的各種組件和接口，同時注意相關的法律規定和注意事項。大家在使用過程中遇到過哪些有趣的問題或者有什么獨特的應用案例呢？歡迎在評論區分享交流。