DK-45605与DK-45686 SmartMotion开发平台硬件使用指南

各位电子工程师们，今天来给大家详细介绍一下InvenSense的DK-45605与DK-45686 SmartMotion开发平台（Ver. I）。这是一个功能强大的开发系统，能助力我们进行TDK InvenSense运动传感器设备的快速评估和开发。

文件下载：TDK InvenSense 用于ICM-45605 IMU的DK-45605开发套件.pdf

一、概述

平台简介

TDK SmartMotion Platform Ver. I是围绕Microchip SAMG55 MCU设计的综合开发系统，专为TDK InvenSense运动传感器设备打造。它集成了板载嵌入式调试器（EDBG），无需外部工具就能对SAMG55 MCU进行编程和调试。同时，平台还配备了必要的软件，如InvenSense MotionLink（基于GUI的开发工具）和嵌入式运动驱动程序（eMD）。

软件功能

• eMD：由一组API组成，可用于配置平台的各个方面，包括运动传感器参数（如满量程范围FSR、输出数据速率ODR）、信号重定向到专用引脚、传感器低通滤波器截止或报警位检查等。
• MotionLink：基于GUI的开发工具，可用于捕获和可视化运动传感器的数据。

平台兼容性

该平台支持Atmel Studio，并且与Microchip Xplained Pro扩展板兼容。Xplained Pro扩展系列评估套件可提供额外的外设，扩展开发板的功能，方便我们进行客户设计开发。

二、特性与平台概述

特性概述

• 集成TDK InvenSense运动传感器。
• 支持通过插入子板（DB）连接磁传感器。
• 采用Microchip SAMG55微控制器，拥有512 KB Flash。
• 板载嵌入式调试器（EDBG），用于编程和调试。
• 内置FTDI USB转UART接口，实现快速运动传感器数据传输。
• 配备USB连接器，用于主机接口进行软件调试和数据记录。
• 通过USB为开发板供电。

平台概述

TDK SmartMotion Platform Ver. I是用于TDK传感器产品评估和算法软件开发的硬件单元，支持多种不同的应用开发。

硬件用户指南

该平台与Microchip的SAM G55 Xplained Pro兼容，Atmel Xplained Pro用户指南的链接为：http://www.atmel.com/Images/Atmel-42389-SAM-G55-Xplained-Pro_User-Guide.pdf

三、传感器与开发套件

支持的传感器类型

TDK SmartMotion Platform Ver. I支持多种类型的TDK IMU和压力传感器。基于该平台的开发套件（DKs）如下表所示：	#	DK PART NUMBER	SUPPORTED SENSOR	SMT IN
1	DK-45605	ICM-45605	U1
2	DK-45686	ICM-45686	U1

DK-45605

这是TDK IMU ICM-45605的开发套件。ICM-45605是一款高性能的6轴MEMS MotionTracking设备，具有可配置的主机接口，支持I3C、I2C和SPI串行通信，以及用于连接外部传感器的I2C主模式接口。该设备具有高达8K字节的FIFO和2个可编程中断。详细的传感器信息请参考ICM-45605数据手册。

DK-45686

这是TDK IMU ICM-45686的开发套件。ICM-45686是一款高性能的双接口（UI + AUX）6轴MEMS MotionTracking设备，具有可配置的主机接口，支持I3C、I3CSM、I2C和SPI串行通信，以及用于连接OIS控制器的SPI从模式或用于连接外部传感器的I2C主模式的AUX接口。该设备同样具有高达8K字节的FIFO和2个可编程中断。详细的传感器信息请参考ICM-45686数据手册。

四、SmartMotion系统设计

系统框图

板载的EDBG MCU AT32UC3A4256HHB - C1UR允许用户在不使用外部工具的情况下对主MCU SAMG55进行调试、跟踪和编程。系统框图如下：

主MCU SAMG55资源分配

SAMG55 RESOURCE	USAGE
UART 0 (PA9/10/25/26)	默认情况下，UARTO连接到FTDI输入。在J200上使用Extension - 1的情况下，可通过跳线J3断开UARTO与FTDI的连接。
TW6(12C) (PB8/9)	用于通过CN2连接外部传感器的主I2C线路。
SPI5 (PA11/12/13/14)	SPI5主设备连接到TDK IMU传感器。板载IMU传感器/CS = PNCSO。
GPIO (INTs) PA17/18/20/30和PB15	这些GPIO用于传感器中断输入和其他智能功能。具体参考系统框图中的表格。
TW4(12C)	主IC与EDBG MCU从I2C通信。
UART6	用于EDBG DGI - UART接口。
UART7	用于EDBG CDC - UART接口。

连接器

CONNECTOR NAME	CONNECTOR REF#	CONNECTOR FUNCTION DESCRIPTIONS
Other Sensor DB	CN2/CN3	用于磁传感器的子板连接器，仅用于PC接口。
FTDI USB	CN6	USB连接器，用于FTDI USB转串行UART接口。
EDBG LEDS	D500/D501	EDBG指示灯，D500为绿色，D501为黄色。
Sensor I2C Selection	11	选择连接到SAMG55主I2C的传感器。
PWR Source Select	J2	开发板电源源选择。
VDDIO Voltage Select	J3	为VDDIO选择3.3V、1.8V和1.2V之间的电压电平。
Test pins	J4	数字信号测试引脚。
SAMG55 USB	J301	MCU SAM G55 USB连接器。
EDBG USB	J500	EDBG MCU USB连接器。
User Button	SW300	用户按钮连接到MCU GPIO，功能由用户定义。
Reset Button	SW301	复位按钮：用于目标MCU和EDBG MCU的硬件复位。

跳线设置

JUMPER	DESCRIPTION
J1	用于选择哪个传感器将连接到SAMG55主I2C。仅允许两个跳线短路。引脚1/2和3/4上的跳线短路：IMU传感器主I2C连接到SAMG55 I2C主设备；引脚5/6和7/8上的跳线短路：其他传感器I2C连接到SAMG55 I2C主设备。在此配置中，TDK IMU传感器连接到SAMG55 SPI主设备。
J2	用于开发板电源源选择。仅允许一个跳线短路。引脚1/2上的跳线短路：开发板电源来自J500上的EDBG USB；引脚3/4上的跳线短路：开发板电源来自CN6上的FTDI USB；引脚5/6上的跳线短路：开发板电源来自J30上的SAMG55 USB。
J3	用于系统VDDIO电平选择。引脚 - 1/2上的跳线短路：VDDI0 = 3V3；引脚 - 3/2上的跳线短路：VDDIO = 1V8；引脚 - 4/2上的跳线短路：VDDI0 = 1V2。
J4	J4具有数字信号作为测试点。引脚 - 1：SPI/CS；引脚 - 2：SPI SCLK，I12C SCL；引脚 - 3：SPI MOSI，I2C SDA；引脚 - 4：SPI MISO，I2C AD0；引脚 - 5：INT1；引脚 - 6：INT2；引脚 - 7：GND。

五、原理图与开发板PCB

原理图

原理图部分展示了开发板的电路设计，包括主MCU、嵌入式调试器、传感器、DB和EVB连接器等部分的电路连接。

开发板PCB

开发板PCB的设计对于信号传输、电磁兼容性等方面都有着重要影响。这里给出了Ver. I PCB的顶视图和底视图。

六、总结

TDK SmartMotion Platform Ver. I为我们电子工程师提供了一个功能丰富、易于使用的开发平台。通过集成多种传感器和强大的软件工具，以及合理的硬件设计和资源分配，我们可以更高效地进行TDK传感器产品的评估和开发。大家在使用过程中，一定要仔细参考相关的数据手册和本指南，合理设置跳线和连接器，充分发挥开发平台的优势。同时，也要注意文档中的免责声明，确保我们的开发工作符合相关规定。大家在实际使用这个平台的过程中，有没有遇到什么特别的问题或者有什么独特的使用技巧呢？欢迎在评论区分享交流。