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说起近几年电子圈最火热的话题，我首先想到的就是物联网和可穿戴设备了。在人们对智能生活日益扩大的需求下，各大厂家纷纷推出了自己的物联网传感、控制和可穿戴设备。
安全、稳定、小体积、宽电压供电、低功耗的芯片无疑又是这些设备的刚需，而对于硬件开发人员来说，要在品类繁多的主控芯片中挑出一款能非常符合以上要求的芯片无疑是件特别犯难的事。
而瑞萨电子近期推出的RA2E2产品主控可以说是与物联网和可穿戴设备相当的契合了。
今天就由就我带大家了解一下瑞萨电子近期推出的一款基于Arm® Cortex®-M23 超低功耗的MCU评估套件EK-RA2E2。
开箱视频
一、开箱
EK-RA2E2评估套件使用纸质外盒包装，理工科式的蓝白配色十分有瑞萨的风格。包装盒正面印着产品型号，背面是评估板板载资源的列表和简单的使用说明。
打开盒子可以看到一张欢迎卡片，上层的夹层里装着一根micro USB线，下面的夹层里装着开发板。
EK-RA2E2是一款基于RA2E2系列Arm® Cortex®-M23内核微控制器的评估套件，板载J-Link调试下载器，可以直接通过USB口调试、下载程序，无需任何其他工具。评估套件可以过通过瑞萨电子的灵活软件包 (FSP) 和 e2 studio IDE，帮助用户轻松评估 RA2E2 MCU产品组的特性，并开发嵌入式系统应用程序。 用户可利用丰富的板载功能以及自选的热门生态系统插件来将丰富的创意变为现实。
特性
• MCU 本体引脚连接
o R7FA2E2A72DNK MCU
o 48MHz，Arm Cortex®-M32 内核
o 62KB 代码闪存，8KB SRAM
o 24 引脚，HWQFN 封装
o 通过原型板引脚接头接入本体引脚
o MCU 电流测量点
• 生态系统和系统控制访问
o 多重 5V 输入源
- USB（调试模式）
- 外部供电
o 调试模式
- 板载调试 (SWD)
- 输入调试（ETM、SWD 和 JTAG）
- 输出调试 (SWD)
o 用户 LED 灯和按钮
- 三色用户 LED 指示灯（红色、蓝色、绿色）
- 显示调节电源可用性的电源 LED 指示灯（白色）
- 显示调试连接的调试 LED 指示灯（黄色）
- 两个用户按钮
- 一个复位按钮
o 五个最受欢迎的生态系统扩展功能
- MikroElektronika™ mikroBUS 连接器
- SparkFun® Qwiic® 连接器
- 两个 SeeedGrove® 系统（I2C 和模拟）连接器
- 两个 Digilent Pmod™（SPI 和 UART）连接器
- Arduino™ (Uno R3) 连接器
o MCU启动配置
二、硬件描述
刚拿出评估板，各种扩展接口就引起了我的注意，都是市面上最流行的扩展接口，这无疑是最大程度上扩展了这块板子的可玩性，用户可以自由地配合各种生态下丰富的模块来实现自己的想法。
评估板可以通过使用micro USB的调试接口或5V电源测试口进行供电，通过一颗LDO将输入电压降到3.3V给两颗MCU进行供电。
LDO使用的是瑞萨电子的一款高性能2A线性稳压器（ISL80102IRAJZ），LDO在2.2V至6V的输入电压下 可以调节0.8V至5.5V的输出电压。软启动引脚上的外部电容可为 需要小于电流限制的浪涌电流的应用 提供调整。ENABLE 功能允许将部件置于低静态电流关断模式。除此之外，这款LDO采用亚微米 BiCMOS 工艺，有着更低的静态电流以及非常快的瞬态响应。
特性：
• 稳定的陶瓷电容器
• 2A 和 3A 输出电流额定值
• 2.2V 至 6V 输入电压范围
• 在线路、负载和 TJ = -40°C 至 +125°C 范围内保证±1.8% V OUT精度
• 3A 时的 120mV 压差非常低 (ISL80103)
• 非常快的瞬态响应
• 出色的 62dB PSRR
• 49µV RMS输出噪声
• 电源良好输出
• 可调浪涌电流限制
• 短路和过温保护
• 提供 10 Ld DFN
可以应用在以下领域：
• 服务器
• 电信和网络
• 医用器材
• 仪表系统
• 路由器和交换机
评估板还针对MCU的低功耗特点，预留了电流测量的测试口，可以通过测量高精度的5mΩ电阻两侧电压差再经由欧姆定律的计算实现对3.3V供电下MCU消耗电流的测量。
J-LINK调试器使用瑞萨电子的一颗的MCU（型号为R7FS124773A01CNF）实现的，这是一颗32位Arm® Cortex®-M0+内核的MCU，芯片具有128 KB闪存及16 KB SRAM，专为简单电池供电传感应用量身定制，使其具备低功耗工作模式及快速唤醒时间。除安全保障功能外，S124系列还配备14位A/D转换器、12位D/A转换器及电容式触摸感应元件。
调试电路作为默认的调试设备使用SWD接口与目标MCU进行连接。
除了板载的调试器之外，评估板还可以通过跳线切换外部调试工具进行调试。
相对应的，板载的调试器也可以使用跳线选择对外部的RA MCU进行开发。
接口方面，评估板集合了市面上最受欢迎的5种生态系统接口，提供了一个MikroElektronika™ mikroBUS 连接器、一个SparkFun® Qwiic® 连接器，两个 SeeedGrove® 系统（I2C 和模拟）连接器，两个 Digilent Pmod™（SPI 和 UART）连接器以及一个Arduino™ (Uno R3) 连接器。用户可以自由使用这些生态系统的功能模块，从而快速实现自己的想法。
除此之外，评估板还提供了3个LED灯，2个用户按钮，方便进行简单的人机交互，所有的引脚也通过板载两侧排针引了出来。
主控芯片使用的是瑞萨电子的RA2E2产品组的单片机R7FA2E2A72DNK，这是一款基于Arm® Cortex®-M23 内核的超低功耗通用微控制器。搭载瑞萨电子的创新片上外设功能，可提供超低功率操作和高速串行通信，其最小封装选项为 20 针和 24 针 QFN 以及 16 针晶圆级 CSP 封装，可满足对成本敏感和空间有限的应用需求。微控制器可用于物联网传感器节点、便携式 设备、工业控制以及电池供电相关应用, 实现极具成本效益的设计。
得益于Arm® Cortex®-M23内核，RA2E2产品组单片机兼具了低功耗和较高的运算能力。
板载主控芯片有64K FLASH程序存储器，2K的FLASH数据存储器，配置存储器以及8K的片上高速SRAM。
RA2E2产品组单片机除了作为通用MCU外还有许多特别的地方。
1.6V到5.5V宽电压供电范围 让芯片十分适合用于电池供电的产品中。
模拟方面，芯片有1个12位的逐次逼近型的A/D转换器，提供了8个可选通道。片内还自带了一个温度传感器，温度与输出电压之间成比例并且有着相当好的线性度。ADC通过检测温度传感器的输出电压，即可得到当前芯片的温度。
接口方面，芯片提供了I3C 总线接口、SCI多功能串口（UART、简单 SPI、简单 I2C）以及SPI 接口，这让芯片可以与外围设备更加方便得进行通讯。
安全方面，芯片提供了SRAM奇偶校验、FLASH区域加密、ADC自检测功能、时钟自校准电路、CRC计算模块、DOC模块、POEG功能、独立看门狗、GPIO回读等级检测、寄存器写入保护以及非法存储器权限检测。这样的层层保护让芯片更加可靠。
芯片配有硬件AES加密模块和随机数产生器，这让产品能够更加快速、安全地与外界进行权限验证和数据加密。
系统拥有多个时钟源可供选择，在需要大量运算时可以选择最高64MHz的高速片内振荡器，一般应用可以选择中速8MHz的时钟，在需要低功耗待机的情形下，又可以切到低速振荡器。
RA2E2产品组芯片还提供了不同的温度使用范围可供选择，-40到+85℃的消费级，工业级的-45到+105℃以及-40到+125℃的应用场景。
芯片的功能模块图如下：
其特性如下：
• 48MHz Arm® Cortex®-M23
• 高达 64kB 闪存和 8kB SRAM
• 2kB 数据闪存
• 可从 16 针扩展到 24 针封装
• 1.6V - 5.5V 的宽工作电压范围
• Arm Cortex-M23 微控制器拥有一流的运行/待机功耗
• 12 位 ADC，温度传感器
• 16 位通用 PWM 定时器，32 位低功耗异步通用定时器
• I3C 总线接口
• SCI多功能串口（UART、简单 SPI、简单 I2C）
• SPI 接口
• 安全功能
• 加密功能
• 工作温度最高可达 125 °C
• 提供最小封装选项（16 针 WLCSP、20 针和 24 针 HWQFN）
应用领域：
• 一般用途
• 物联网设备
• 工业自动化、工业传感器
• 便携式消费类设备
• 家用电器
• 楼宇自动化
• 医疗保健
• 可穿戴设备
三、开发环境
评估板自带了一个闪灯的程序，初次插上USB电源，板载的绿色LED灯常亮，蓝色LED灯会定时闪烁，配合J-LINK RTT Viewer还可以看到程序运行状态和资料网址。
为了让用户更快速地熟悉这块评估板，瑞萨电子官方网站上还提供了快速上手指南、用户手册、程序示例、设计文档等完备的资料。
同时还提供了编译软件e² studio、程序下载工具以及灵活配置软件包等软件工具。
下载、安装完成编译软件、灵活配置软件包即可在编译软件里导入示例程序工程文件，打开配置文件可以使用灵活配置软件包对想要的资源进行配置，点击编译即可对程序进行编译，待编译完成后，使用USB连接评估板，点击调试按钮，软件会自动找到评估板进行连接，点击运行即可在线运行程序，完成调试后使用停止按钮就可以退出调试模式。对照快速上手指南，整个调试过程十分简单。
四、总结
EK-RA2E2评估套件自带了J-Link调试下载器，使用一个USB口即可对电路板进行供电和调试。板载RA2E2产品组主控宽电压、低功耗、高可靠性的特点让这颗主控更适合用在各种电池供电的产品中。评估板不但将MCU所有IO口都在评估板上扩展了出来，还提供了五种最受欢迎的生态系统接口连接器，给了用户更多实现创意的可能。官方网站上 提供了完备的开发资料，让人能快速上手，这样用户能够将更多的心思放到自己的应用的实现上。正如评估板附带的卡片上写的那样，‘The world of big ideas awaits you!’。
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