瑞萨RZ/G2L 处理器简介|框架图|功耗|原理图及硬件设计指南

Posted 2022-11-23 ningmengzier

RZ/G2L是瑞萨在智能工控领域的一款高性能、超高效处理器。RZ/G2L采用Arm Cortex-A55内核，运行频率高达1.2GHz，内部集成Arm Cortex-M33@200MHz。配备Mali-G31 GPU@500MHz图形处理器及多种显示接口，并具有丰富的行业应用接口，主要应用于各种具有视频输出的工控行业。

目标应用有工业HMI、智能恒温器、家电、对讲机/门铃、POS终端、家庭安全摄像头、条码扫描器、工业网关等

RZ/G2L应用处理器框图

为了让更多工程师用户可以更好的了解这颗稳定易用的处理器，更便捷的将其用于产品开发，作为国内主流嵌入式ARM板卡供应商的飞凌嵌入式与瑞萨电子强势合作，推出了搭载RZ/G2L处理器的FET-G2LD-C核心板！

一、FET-G2LD-C核心板

FET-G2LD-C核心板采用Cortex-A55+Cortex-M33 异构处理器RZ/G2L；丰富的接口资源 2x 1000Mbps Ethernet（GMAC）、2x CAN-FD、7x UART、USB 2.0、SPI、IIC、MTU、ADC 等；支持多功能定时器脉冲单元，支持 Toggle、PWM、互补 PWM 和复位同步 PWM 模式，支持死区时间补偿计数器功能；多种显示接口 MIPI-DSI、RGB，最高支持 1920x1080 分辨率；板载 QSPI Flash，单独存储 uboot，更稳定；源自瑞萨汽车电子的技术积累，安全、可靠；10年+供货周期，批量采用有保障。

得益于集成式的电源方案，RZ/G2L系列核心板尺寸可以控制得非常小，仅有60mm x 38mm。在板对板超薄连接器的加持下，核心板到底板最高的部分（电感）距底板表面仅有5.6mm （因连接器有2mm合高与2.5mm合高两个版本，默认采用2mm合高连接器） 。适用于对空间要求苛刻的应用场景。核心板采用沉金加树脂塞孔的工艺，大大提升了焊接的可靠性以及稳定性。并采用无铅工艺，符合环保要求。同时，对信号完整性以及电源完整性进行了严格把控，通过仿真，为系统稳定运行提供理论依据；核心板的4个角预留固定孔位，以应对高强度震动场景；此外还具有更为人性化的防呆设计。

二、OKG2LD-C开发板

FET-G2LD-C核心板提供的评估套件OKG2LD-C开发板，预留丰富的常用接口，并且添加了RS485、CAN等接口的EMC防护参考设计，让用户便捷开发，轻松选型。

三、RZ/G2L系列 Linux系统整机功耗表

很多小伙伴对FET-G2LD-C核心板和OK-G2LD-C开发板的功耗比较关心，因此小编针对RZ/G2L系列整套开发板和单独核心板分别进行了初步的功耗测试，测试结果如下图所示：

注：

1、峰值电流:启动过程中的最大电流值；

2、稳定值电流:启动后停留在开机界面时的电流值。

四、RZ / G2L核心板硬件设计说明

FET-G2LD-C核心板已经将电源、存储电路集成于一个小巧的模块上，所需的外部电路非常简洁,构成只需要电源、启动配置即可运行,如下图所示：

不过一般情况下，除最小系统外建议连接上一些外部设备，例如调试串口，否则用户无法判断系统是否启动。做好这些后，再在此基础上根据飞凌嵌入式提供的核心板默认接口定义来添加用户需要的功能。

G2L核心板引脚定义，可以联系飞凌嵌入式索取

1、G2L设计最小系统原理图

注：最小系统包G2L核心板供电电源，系统烧写电路，以及调试串口电路。其它的RZ/ G2L核心板外围电路的设计可参考飞凌嵌入式“OK-G2Lx-C底板说明”。

2、RZ/G2L系列底板硬件设计指南

电源部分：

需要严格遵守以下上电时序：

通过DCDC芯片将输入电压将压至5V向核心板供电，DCDC芯片的Power Good信号作为核心板PMIC的使能信号（VIN_PWR_BAD#）；核心板PMIC的Power Good信号作为底板其他电源的使能信号（PMIC_PGOOD）；

RZ/G2L核心板输出的PMIC_PGOOD为开漏输出，在核心板上有上拉电阻；PMIC_PGOOD在核心板上是10K上拉，因此在进行时序控制的时候，需要注意下拉电阻的分压；如果有必要，可以添加逻辑门，来避免分压问题。

检查上电时序是否满足要求，是否存在RZ/G2底板或者外设先上电导致电流倒灌的问题，如果存在需要在RZ/G2底板上添加缓冲芯片等防电流倒灌电路。

建议各路电源添加测试点或者指示灯，以方便板卡调试。

检查各设备的电源网络名称是否正确。

检查各路电源的走线是否能满足电流的需求。

检查各路电源的电压设计是否正确。

检查DCDC电路布局是否符合对应芯片手册要求，通常需要确保高频电路是最小的回流路径。

启动部分：

检查BOOT电路是否满足启动要求，BOOT配置是否能对应所需启动介质。

建议预留RESET按键。

检查RZ/G2底板设计是否预留调试接口（调试串口）。

检查RZ/G2底板设计是否预留烧写接口（如SD接口等）。

接口部分：

检查IIC总线上是否有相应的上拉电阻；

检查ADC输入接口采样电压范围为0~1.8V；

检查各IIC、SPI等总线电平是否匹配；

检查MIPI CSI等长、阻抗等是否满足要求；

检查MIPI DSI等长、阻抗等是否满足要求；

检查USB0_VBUSEN、USB1_VBUSEN是否直接驱动电源开关芯片，或者添加了相关的门电路；

USB0_OVRCUR、USB1_OVRCUR需要连接到USB电源开关芯片的OC，如果没有用到OVRCUR功能，这两个引脚需要通过上拉电阻上拉到3.3V；

飞凌G2L系列开发板为了统一接口，使用了Type-C的插座，因此使用拨码开关选择USB0_OTG_ID电平，以实现主从设备的识别。用户在设计自己的底板时，可以使用其他接口；

SD卡供电需要受控，否则系统软复位后卡可能不能正常识别；

需要注意RGMII接口电平为1.8V，PHY芯片要配置好相应的寄存器以及外围电路，以确保电平匹配；

检查网络PHY芯片是否正确连接MDC、MDIO总线；

检查网口PHY芯片的PHY地址是否冲突；

3、RZ/G2L系列用户资料

飞凌为使用RZ / G2L系列核心板，开发板的用户提供了丰富的开发资料。

Linux4.19资料包括：

使用手册、编译指导手册、Linux内核源码、文件系统、出厂镜像、开发环境VM Ubuntu镜像、SD烧写卡制卡工具、USB OTG烧写工具、QT测试例程源码、应用笔记*、开发环境Docker部署包*。

硬件资料包括：

硬件手册、底板原理图源文件（AD格式）、底板PCB源文件（AD格式）、底板原理图PDF、芯片数据手册、核心板2D CAD图、底板2D CAD图、引脚功能复用表*、设计指导*。