探索 NXP MR - CANHUBK344 评估板：为移动机器人应用赋能

在电子工程的世界里，不断有新的硬件产品涌现，为我们的设计带来更多的可能性。今天，我要和大家深入探讨一款专为移动机器人应用设计的评估板——NXP MR - CANHUBK344。

文件下载：NXP Semiconductors 用于移动机器人的MR-CANHUBK344评估板.pdf

一、MR - CANHUBK344 概述

MR - CANHUBK344 评估板基于 Arm® Cortex® - M7 核心的 S32K344 通用汽车微控制器，具备先进的安全、安全功能和强大的软件支持。它虽然主要针对移动机器人应用，但在其他领域也有着广泛的用途，比如作为小型车辆的主控制器、安全域控制器、高性能“CAN FD 节点”板，实现 100Base - T1 和多个 CAN 物理接口之间的桥接，甚至还可能用作无刷直流（BLDC）电机控制器。

值得一提的是，该板虽然默认安装了双核锁步（DCLS）的 S32K344，但经过手动返工，也可以支持 S32K324（Cortex - M7 核心独立运行）和 S32K35x（240Mhz/3 核心）。此外，它还集成了一个 100Base - T1 汽车以太网接口，并配备了 S32K344 上所有六个可用的 CAN FD 端口，非常适合进行各种应用实验，例如使用 IEEE 1722 协议进行 CAN 以太网隧道传输。

二、套件内容

MR - CANHUBK344 以套件形式提供，完整版本包含以下硬件组件：

1. MR - CANHUBK344 主板：核心部件，承载着各种功能模块。
2. DCD - LZ 编程适配器板：可同时提供控制台 UART 和 SWD 调试连接器的访问。
3. USB - UART 适配器电缆：连接到 DCD - LZ 板，用于串口通信。
4. 电源适配器电缆：包括 JST - GH 到常用红色 JST - SY 连接器、桶形连接器、XT - 60 LiPo 电池连接器，支持 5V 到 40V 的宽输入电压范围，方便直接从电池获取电源。
5. 6 根 CAN 电缆：用于连接 CAN 设备。
6. 6 块 CAN 终端板：确保 CAN 总线的信号完整性。
7. 1 根 100Base - T1 “两线”以太网电缆：采用 JST - GH 连接器，可直接连接到 MR - T1ETH8 网络交换机或其他移动机器人板。
8. 通用 JST - GH 电缆：用于 UART/SPI/I2C 接口，可根据具体需求进行定制。
9. 小型 0.91”OLED 显示屏：可用于显示系统信息。
10. 连接到安全元件的 NFC 天线：支持近场通信功能。

这些 JST - GH 连接器遵循 DroneCode 引脚标准，如果没有正式标准，则采用典型派生引脚。它们可以直接与其他移动机器人板配合使用，如 NavQPlus、UCANS32K1 等。

三、主要组件

3.1 S32K344

S32K344 是 NXP 半导体的汽车通用微控制器，本评估板上的软件运行在其嵌入式锁步 Arm® Cortex® - M7 核心上。它为整个系统提供了强大的计算能力和稳定性。

3.2 FS26

FS26 是 NXP 半导体的“适用于 ASIL D 的低功耗安全系统基础芯片”，主要用于实现紧凑的电源设计和高输入电压。它通过 SPI 与 S32K344 连接，实现挑战者窗口看门狗功能。在默认情况下，如果软件不处理挑战，FS26 会不断重置 S32K344 MCU。为了避免这种情况，需要将 FS26 置于调试模式，具体操作是移除 JP1，在 P27 或 P28 上提供 12.0V 电压，然后插入 JP1 跳线。

四、板载连接

4.1 电源输入连接器

评估板提供了两种电源输入方式，P27 是一个 5 针 JST - GH 连接器，P28 是位于 P27 正下方的两针插头。它们都支持 5V 到 40V 的输入电压范围，为系统的供电提供了灵活性。

4.2 CAN 连接器

评估板有六个独立的 CAN FD 总线，每个总线有两个连接器，方便形成总线或插入 CAN 终端板。这些 CAN 总线分别连接到三种不同类型的 NXP CAN 物理层（PHY），包括 TJA1443（CAN FD）、TJA1463（CAN SIC）和 TJA1153（CAN FD/SCT），允许直接比较标准 CAN FD、CAN FD/SIC 和 CAN FD/SCT 之间的差异。

每个 CAN 连接器的引脚 1 可提供 5V 电压，为外部连接的 CAN 设备供电，但通过一个阻塞二极管防止 CAN 总线为 CANHUBK344 供电。CAN 总线通常需要在两端进行 60 欧姆的终端匹配，可以使用随附的 CAN - TERM 板或在板上焊接终端电阻来实现。需要注意的是，CAN SIC PHYs 能够使用短截线连接，并且可能只需要单个或中央终端，但信号完整性需要根据具体系统配置进行验证。

4.3 100Base - T1 以太网连接器

P9 是一个两针 JST - GH 连接器，提供 100Base - T1 “两线”以太网连接。它可以直接插入 MR - T1ETH8 网络交换机或其他移动机器人板，如 NavQPlus 或 FMURT6。汽车 100Base - T1 以太网使用两根线提供全双工 100Mbps 以太网信号，无需像 100Base - TX 以太网那样使用大型或重型磁性元件。PCB 背面的黄色 LED（D88）用于指示链路状态，闪烁表示有链路连接。

4.4 UART 接口

评估板提供了多个 UART 接口，其中 P2 和 P5 遵循 DroneCode 6 针 UART 标准，引脚 1 可为外部设备（如 GPS 模块或传感器）提供有限的 5V 电源。P24 和 P25 也是 6 针 JST - GH 连接器，但不完全符合 DroneCode 标准，引脚 4 和 5 被重新用作第二个 UART 通道。

4.5 I2C 接口

评估板有三个 I2C 接口，P3 连接到外部并内部连接到 SE050 安全元件，P11 是来自 SE050 安全元件的 I2C 总线，可用于特殊应用（如加密传感器数据），P4 用于连接随附的 I2C 连接的 0.91 OLED 显示屏。这些 I2C 接口的引脚 1 可通过零欧姆电阻跳线选择 5V（默认）或 3.3V 输出，但需要注意的是，PWR 输出仅用于有限电流供应，需要考虑外部外设的整体电源消耗。

4.6 SPI 接口

P1A 和 P1B 提供两个独立的 SPI 接口，遵循 DroneCode 连接器标准，每个连接器使用 JST - GH 7 针连接器，提供两个独立的片选信号。

4.7 其他接口

P26 是一个自定义连接器，用于连接 Pixhawk V6X FMU 模块的惯性测量单元（IMU）板，但该 IMU 板在 NXP 处不易获得，可从 Linux Foundation Dronecode.org 或制造商 Holybro 处获取。此外，评估板还提供了两个编程连接器（P6 - DCD - LZ 和 P26 - ARM 10 针 JTAG/SWD）、两个用户可编程按钮（SW1 和 SW2）、一个 NFC 天线连接器（P10）、PWM 和 GPIO 头（P8A 和 P8B）以及一个模拟电位器（R84），这些接口为系统的扩展和调试提供了便利。

五、板载状态 LED

MR - CANHUBK344 有多个 LED 用于指示系统状态，例如 D24 指示 S32K344 是否处于复位状态，LED1 是一个 RGB 状态 LED，由软件控制，绿色表示正常运行，蓝色表示初始化，红色表示发生错误。通过观察这些 LED 的状态，我们可以快速了解系统的运行情况。

六、法律信息

在使用该评估板时，需要注意相关的法律信息，包括文档的版本定义、免责声明、商标等。NXP 半导体对文档内容的准确性和完整性不提供任何保证，并对产品的使用和应用场景有一定的限制，例如不适合用于生命支持、生命关键或安全关键系统等。

总的来说，NXP MR - CANHUBK344 评估板是一款功能强大、接口丰富的硬件平台，为移动机器人和其他相关应用的开发提供了一个很好的基础。在实际设计中，我们需要根据具体需求合理选择和使用板上的各种组件和接口，同时注意相关的法律规定和注意事项。大家在使用过程中遇到过哪些有趣的问题或者有什么独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流。