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Digitusシリーズの特徴 anchor.png

  • 小指サイズの汎用マイコンボードシリーズ
  • USBコネクタを装備しバスパワー駆動サポート
  • ブレッドボード等で扱いやすい40ピンDIPパッケージサイズ
  • 専用ブートローダを搭載し自作したプログラムをUSBを介して転送
  • チップに搭載された機能をできる限り外部端子へ接続
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概要 anchor.png

Digitus RA4M2はRenesas Electronics社製R7FA4M2AD3CNE(Cortex-M33コア)を搭載し、USBケーブルを接続すればバスパワーで駆動でき、PCに割り当てられたCOMポートを介してプログラムの書き換えやプログラムのデバッグができます。また、外部端子にはマイコンのほぼ全ての端子が割り当てられており、ブレッドボードでのテストなどを簡便に行うことができます。

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基本仕様 anchor.png

商品番号BTCxxx
PCBリビジョンE196 (4層)
CPURenesas R7FA4M2AD3CNE
メモリフラッシュROM: 512kbyte
SRAM: 128kbyte
クロックメイン:24MHz
サブ:32.768kHz
通信機能USB
動作温度0~+50℃
動作電圧USBバスパワー:DC5V
ボード内:DC3.3V
バッテリバックアップ:MSリチウム二次電池 MS414GE
消費電流35mA (MAX)
寸法約19×52mm
コネクタ等1x20ピンランド×2, USB type-C×1, プッシュボタン×1, 電源モニタLED
付属品
環境配慮RoHS準拠, 鉛フリー半田

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外観 anchor.png

top
E196_TOP.png
3D pdf
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回路図 anchor.png

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配置・外形 anchor.png

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コネクタ・端子・スイッチ等 anchor.png

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CN1, CN2 anchor.png
E196_CN1_CN2.png
  • 2.54mmピッチ1列 20ピン×2
  • ランド穴径 0.9mm
  • *の記述がある端子は基板内で使用されていたり、パーツの未実装により配線が完結していない事を意味する。詳細は()中のコメントと回路図を参照の事。
    CN1CN2
    No.端子名称No.端子名称
    1GND40P407
    25V39P408
    33.3V38P409
    4USB_DM37*P212/EXTAL
    5USB_DP36*P213/XTAL
    6P20735P402
    7P20634P000/AN000
    8*RES (R10でプルアップ・PB1に接続)33P001/AN001
    9P201/MD (R7でプルアップ)32P002/AN002
    10P200/NMI (R6でプルアップ)31*VREFH0
    11P30230*VREFL0
    12P30129*VREFH
    13*P300/SWCLK28P013/AN011
    14*P108/SWDIO27P014/AN012/DA0
    15*P109/SWO26P015/AN013/DA1
    16*P110/TDI25P500/AN016
    17P11124P100
    18P11223P101
    19P10422P102
    20P10321GND
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CN3 anchor.png
E194_CN3.png
  • USB type-Cレセプタクル
  • フィルタ回路を介してRA4M2のUSB_DMとUSB_DPへ接続
  • USBバスパワーをボード上の電源として供給
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CN4 anchor.png
E196_CN4.png
  • 1.27mmピッチ7ピンランド
  • 別売のSWDコネクタ変換ボード(3D pdf)を装着して使用するが、基本的には出荷時のブートローダ書き込み用
    E196_CN4_E193.png
  • SWD I/F
    No.端子名称
    13.3V
    2GND
    3P108/SWDIO
    4P300/SWCLK
    5RES
    6P109/SWO/TXD9
    7P110/TDI/RXD9
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CN5 anchor.png
E196_CN5.png
E196_CN5_MOUNT.png
  • 1.27mmピッチ9ピンパッド
  • 任意でFTSH-105-01-L-DV-007-Kを装着して使用
    Pats NameJST Parts Number
    ヘッダFTSH-105-01-L-DV-007-K
  • Cortex Debug Connector
    No.端子名称
    13.3V
    2P108/SWDIO
    3GND
    4P300/SWCLK
    5GND
    6P109/SWO/TXD9
    8P110/TDI/RXD9
    9GND
    10RES
E196_CN5_SWD.png
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LED1 anchor.png
E196_LED1.png
  • LED
  • 色:緑
  • 電源の印加で点灯
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PB1 anchor.png
E196_PB1.png
  • プッシュボタン
  • 押下でマイコンのRES端子をGNDへ短絡
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USER RAND anchor.png
E196_USERRAND.png
  • 基板端に設けられたフリー(緑色の囲み)なランド
  • GNDと3.3Vとある2つのランド(赤色の囲み)は電源に接続済
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各機能の詳細 anchor.png

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電源 anchor.png

  • USBバスパワー
    CN3にUSBケーブルを接続するとPCから約5Vの電源(バスパワー)が供給され、ボード内のLDOにて3.3Vが生成されます。
    この場合CN1-3(3.3V)端子とCN1-1(GND)端子間から3.3V、CN1-2(5V)端子とCN1-1(GND)端子間からUSBバスパワーが外部機器へ供給できます。
    [Upload]
  • セルフパワー
    CN1-3(3.3V)端子とCN1-1(GND)間に安定した3.3Vの外部電源を接続、もしくはCN1-2(5V)端子とCN1-1(GND)間に安定した5Vの外部電源を接続します。
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USB anchor.png

CN3にはUSBケーブルを接続します。電源供給・プログラムの転送・USBデバイスとして機能させる場合に使用します。
なお本来であればP407(USB_VBUS)端子をUSBバスパワーに接続する必要がありますが、後述する弊社のブートローダではP407の内蔵プルアップをONにする事でこの端子をバスパワーに接続せずともUSBデバイスとして機能します。しかしUSBブートモードやユーザープログラムにてUSBデバイスとして使用する場合は、P407を3.3Vへ接続しないとUSBが活性化しないのと、この端子を他の目的で使用することはできません。

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ブートローダ anchor.png

出荷時にはフラッシュROMに弊社オリジナルのブートローダが書き込まれています。
ブートローダの挙動は電源の投入及びリセットボタンの操作で分岐します。

  • コールドスタート(電源投入による起動)
    ユーザープログラムが転送済みの場合はそちらへジャンプ、実行不可能場合はUSBを仮想シリアルポートとして初期化しコマンドモードを起動
  • ウォームスタート(動作中にリセットボタンの押下)
    USBを仮想シリアルポートとして初期化しコマンドモードを起動

ブートローダの詳細はこちら

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プッシュボタン(PB1) anchor.png

PB1を押下するとRES端子がGNDに接続されます。

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動作モード anchor.png

RA4M2の動作モードはリセット直後のP201(MD)端子の状態で決定されます。P201は3.3Vへプルアップされているため、電源を投入するとシングルチップモードで起動しフラッシュROMに書き込まれているプログラムが実行されます。

P201をGNDに接続した状態でリセットするとSCI/USBブートモードで起動します。なおUSBブートモードを使用する場合は、必ずP407(USB_VBUS)端子を3.3Vへプルアップしてください(USBで紹介した通り)。

E196_USBBOOT.png

ブートモードではRenesas Flash Programmerを使用してフラッシュROMの書き換えができますが、操作を行う度にリセットしないとうまく機能しないようです。

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開発環境 anchor.png

e2studioを用いてプログラムを開発します。githubからもfsp(Flexible Software Package)と一緒にダウンロードできます。

[Upload]
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e2studio anchor.png

Eclipseベースの統合環境です。詳細はこちらを参照してください。
Eclipseは機能が盛りだくさんのため少々慣れが必要です。

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サンプルプログラム anchor.png

評価キット(以後EK)を対象とした多種のサンプルが公開されています。

ra-fsp-examples

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EKとの差異 anchor.png

  • EKにはJ-Link OBが搭載、本品ではデバッガを接続するためのランドのみ装備。
  • EKでは100ピンのR7FA4M2AD3CFP、本品では48ピンのR7FA4M2AD3CNEを使用
  • LEDやプッシュスイッチが本製品では存在しない端子に割り当てられている

GPIOに依存する部分はプロジェクトのFSP Configurationを本ボードに合わせて設定し直せば適用できますが、実行状態のモニタや操作入力にJ-Link RTTを使用しているものはデバッガが必須になります。
初めて触れる場合やディープにデバッグしたい場合は素直にEKを入手する事をお勧めします。EKに搭載されたJ-Link OBはSWDの信号をケーブルで引き出すことができますので、それをCN4ないしCN5に接続することで本品のデバッグが可能です。

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ブートアドレスの変更とbinファイルの生成 anchor.png

ブートローダを介してフラッシュROMへ転送するファイルのフォーマットはバイナリ、またプログラムのスタートアドレスが0x10000です。
e2studioにてこれらの条件を満足させるには、以下の手順でプロジェクトを変更しビルドを行います。

  1. リンカスクリプトファイルの開始アドレスの変更
    プロジェクトのプロパティを開き「C/C++ ビルド」→「設定」をクリックし、右のペインの「ツール設定」タブに切り替え、下の方にある「GNU Arm Cross C Linker」→「Miscellaneous」をクリック、Linker flags (-Xlinker [option])の追加ボタンを押し「--defsym=FLASH_IMAGE_START=0x00010000」を追記。
    e2s_prj_offset.png
  2. バイナリファイルの生成
    続いてプロパティの「GNU Arm Cross Create Flash Image」→「General」をクリック、その中の「Output file format (-O)」のドロップダウンリストから「Raw binary」を選び、その下の「Section -j .text」と「Section -j .data」の両方のチェックボックスにチェックを入れ、「適用して閉じる」ボタンを押す。
    e2s_prj_bin.png
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その他 anchor.png


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Last-modified: 2023-05-06 (Sat) 10:40:05 (JST) (301d)