RX65Nボードの設計(その1)

RX66Tが発表になり、デバイスが入手出来るのを待っていたが、なかなかデバイス単体で購入できる状態にならないので、RX65Nのボードを先に作ろうかと思い作業を始めた。
※169ピンのRX65Nを5個購入した(@1560)
※ついでにPFCコンバーター専用ICなども購入、こちらは、CNC用インバーターなどの前段に使う予定でいる。

RX65N Envision Kit はまぁ良いのだが、惜しい部分がある。
・バッテリーバックアップがない
・RTCのクリスタルが接続されていない
・付属LCD(480×272)の視野角が狭く、表示品質がイマイチ
・無線LANがない
・SDRAMがない
・オーディオ出力がない
・バッテリー駆動系の部品などが無い
・後載せ部品など基本的な仕様
などで、本当は 最高速で動作する 240MHz の RX71M の方も捨てがたいが、DRW2Dコントローラーが魅力なので、とりあえずRX65Nで進める。
ピンアサインは RX71M、RX64M とほぼ同一なので、少し工夫すれば乗せかえる事も出来そうだが、RX71M用は、また基板を作れば良いだろう。

無線LANは、コストで有利な ESP8266 や ESP32 を繋げておけば良さそうだが、天邪鬼なので、マイクロチップ社の WiFi モジュール ATWINC1500 を乗せられるようにしておく予定でいる。
※スピードを評価したい事もあるし(ESP8266より高速に通信できると思う)、SPI 接続の代表的な物を使いたい、ただ、コストは ESP に比べると3倍くらい高い。(個数を沢山買えば、1.5倍くらいにはなりそう・・)

EDA ツールは KiCAD を使っているのだが、最新バージョン(5.02)をインストールしたら、非常に機能が追加されており、シンプルで使いやすくなっていて驚いたー(素晴らしいとしか言い様がない!)
※ただ、4.x系とファイルの互換で問題がありそうで、4.x用ファイルを読み込めない場合があるようだ・・

ボードのコストは、Wifi、SDカードインターフェース、100BaseEthernet、256Mbit SDRAM、LCD などなど乗せても、部品代だけなら Envision Kit と同等くらいで収まる。

ただ、問題もある。
実際に設計を始めて問題になったのはピン定義だ、SDRAM(16ビットバス)、SDHI(SDカード)、Ethernet、LCDなど、169ピンデバイスで、これらを全部使うピン定義を考えたが、信号が被って、同時利用は出来ないようだ・・・

LCD のバスを「8ビットシリアル」にする事で何とかアサイン出来る事が判った、ポートは余っているのに、そこにアサイン出来ない(定義が無い)のは「何で」ってなる・・
※8ビットシリアルを通常の RGB バスに変換するのに8ビットラッチを2個は用意する必要があると思う。

将来的にはマイクロコントローラのピン定義は、全てのピンで全てのペリフェラルを自由に割り当て出来るような構成になるものと思うが、LSIの設計段階で、それが大きなハードルになる場合もあるのだろう、現状では、そのような柔軟な設定が出来るマイクロコントローラは少ない。
そこまでの柔軟性は必要無くても、最低限、主要な機能を使う為の標準的定義が仕様として出来ないのは如何なものか・・・

KiCADのシンボルや footprint は、ネットを探すと自分の欲しい物はほとんど入手できる場合が多いが、部分的に気に入らない場合や、ライセンスなどの問題があったりして、一つや二つなら自分で作っても大した手間ではない。
また、5.x系の為、4.x系のライブラリが読めない事があるようだ。
※秋月電子とかで、そのような物を集めて、またはサービスとして作成して公開して欲しいと思う。
自分が使う部品は、GitHub に上げてある。
https://github.com/hirakuni45/RX/tree/master/KiCAD_lib

パルストランス内臓イーサーネットモジュラージャック RJ-45

回路設計と言っても、ルネサス社が出しているサンプルボードの回路図で必要な部分を流用すれば良い、最近は基板を作るハードルが下がっているので、失敗しても気軽に作り直しが出来る、ただ、やはり4層基板で作りたいので、それほど安くは出来ないかもしれないが、日本国内の基板屋に比べて1/4~1/10程度だろうと思う。

MicroChip ATWINC1500-MR210PB WiFiモジュール

LCD は秋月で売っているものの、タッチパネルが付いていないので、AliiExpress でタッチパネル付きの物を購入した、送料入れて22ドル程度だったが、表示品質は高そうだ、秋月で売っているものとバックライトLEDの仕様が異なるが、「CAT4238」を使えば、流れる電流値の設定変更だけで対応出来そうではある、LCDのピンアサインは共通のようだ。

SDRAM は、秋月で128メガビット品を@300で入手出来るが、256メガビット品「IS42S16160-7TL」を購入、@423だった。(16ビットバス)
RX65Nは内臓RAMはそこそこあるものの、グラフィックスなど、容量の大きいオブジェクトを扱う場合、SDRAMは必須と言える。
※外部に接続されたSDRAMの速度は、内臓RAMに比べてかなりスローダウンすると思えるのだが、実メモリが数十メガバイトあるのは、本当に有利だ、C++ の標準ライブラリや boost も気兼ねなく使え、PC 環境と遜色無く、プログラムを実装できると思える。
また、Minix のような実行環境も揃えられるだろう。
※ gcc を動かしたいが、完全な POSIX 環境を作るのは簡単では無いだろうな・・

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