探索TDK SmartMotion DK-UNIVERSAL-I开发套件：硬件用户指南

在当今的电子科技领域，开发套件对于工程师们快速评估和开发基于传感器的解决方案至关重要。今天，我们就来深入了解一下TDK的SmartMotion Development Kit (DK) DK - UNIVERSAL - I，看看它能为我们带来哪些便利和可能性。

文件下载：TDK InvenSense DK-UNIVERSAL-I SmartMotion开发套件.pdf

一、概述

TDK SmartMotion DK - UNIVERSAL - I是一款专为TDK InvenSense运动传感器设备打造的综合开发系统。该平台围绕Microchip SAM G55 MCU设计，能让客户快速评估和开发基于InvenSense传感器的解决方案。其一大亮点是集成了板载嵌入式调试器，这意味着在对SAM G55 MCU进行编程或调试时，无需外部工具。

该套件还配备了必要的软件，包括InvenSense Motion Link（一款基于GUI的开发工具）和嵌入式运动驱动程序（eMD）。eMD由一组API组成，可用于配置平台的各个方面，如运动传感器参数（全量程范围FSR、输出数据速率ODR、低功耗或低噪声模式）以及传感器与主机的接口（I2C、SPI）。此外，eMD还能在MCU上运行一些增强的运动功能，如传感器融合、加速度计和陀螺仪校准，以及一些安卓功能（如游戏旋转矢量、重力、线性加速度）。

二、介绍

2.1 功能概述

• 集成TDK InvenSense运动传感器：为开发提供了核心的传感能力。
• 支持磁性传感器：可通过插入子板（DB）实现。
• Microchip SAM G55微控制器：拥有512 KB闪存，为系统运行提供了强大的计算支持。
• 板载嵌入式调试器（EDBG）：方便进行编程和调试。
• 内置FTDI USB转UART接口：实现快速的运动传感器数据传输。
• USB连接器：用于主机与软件的调试和数据记录，同时通过USB为板卡供电。

2.2 平台概述

TDK SmartMotion Development Kit (DK) DK - UNIVERSAL - I是一个用于TDK传感器产品评估和算法软件开发的硬件单元，能为多种不同的应用开发提供灵活的解决方案。

三、快速设置

3.1 使用MotionLink软件

1. 下载并安装MotionLink软件：这是使用套件的第一步，确保从官方渠道获取最新版本。
2. 连接FTDI USB（CN6）到PC并打开MotionLink：按照图2的框图进行操作，开启快速测试。
3. 点击“Start MotionLink”：进入GUI窗口。
4. 刷新COM：若有需要，将EDBG USB（J500）连接到PC并刷新MCU固件。
5. 点击“Select and Configure Sensor Board”：找到正确的部件编号。
6. 连接到串口并给板卡上电：完成这些步骤后，就可以开始进行测试了。如果在操作过程中遇到问题，可以点击顶部栏的“Help”按钮，查看MotionLink用户手册或获取故障排除帮助。

3.2 连接器

TDK SmartMotion Platform Ver. I的连接器和接口有详细的定义，如下表所示：	CONNECTOR NAME	CONNECTOR REF#	CONNECTOR FUNCTION DESCRIPTIONS
TDK Sensor EVB Connector	CN1	External TDK sensor EVB connector
Other Sensor DB	CN2/CN3	Daughter board connector for Mag sensor. PC interface only
TDK Sensor DB	CN4/CN5	Daughter board connector for TDK sensor.PC and SPI interfaces
FTDI USB	CN6	USB connector for FTDI USB to serial UART interface
JTAG Connector for SAMG55	CN7/CN8	JTAG Connector for SAMG55 debugging
EDBG LEDS	D500/D501	EDBG LEDs.D500 is green and D501 is yellow
Sensor I2C Selection	J1	Select host IC connections,or IMU sensor and other sensors
PWR Source Select	J2	Board power source selection
VDDIO Voltage Select	J3	Selects voltage level between 3.3V, 1.8V, 1.2V for VDDIO
Test pins	J4	Digital signal test pins
Extension 1	J200	Extension header 1. Has same function as J200 on Microchip's xplained - Pro board. Refer to http://www.atmel.com/lmages/Atmel - 42389 - SAM - G55 - Xplained - Pro_ User - Guide.pdf for more details
SAMG55 USB	J301	MCU SAM G55 USB connector

3.3 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。例如，跳线在引脚1/2和3/4时，IMU传感器主I2C连接到SAMG55 I2C主；跳线在引脚5/6和7/8时，其他传感器I2C连接到SAMG55 I2C主，此时TDK IMU传感器连接到SAMG55 SPI主。
J2	用于板卡电源源选择，仅允许一个跳线。如跳线在引脚1/2时，板卡电源来自J500上的EDBG USB；跳线在引脚3/4时，板卡电源来自CN6上的FTDI USB；跳线在引脚5/6时，板卡电源来自J30上的SAMG55 USB。
J3	用于系统VDDIO电平选择。跳线在引脚1/2时，VDDIO = 3.3V；跳线在引脚3/2时，VDDIO = 1.8V；跳线在引脚4/2时，VDDIO = 1.2V。
J4	有数字信号作为测试点，如引脚1为SPI / CS，引脚2为SPI SCLK、I2C SCL等。

四、高级信息

4.1 更新SAMG55固件硬件用户指南

TDK SmartMotion Development Kit DK - UNIVERSAL - I与Microchip的SAMG55 Xplained Pro兼容，可用于更新和刷新固件。可通过链接http://www.atmel.com/Images/Atmel - 42389 - SAM - G55 - Xplained - Pro_User - Guide.pdf（从第5页开始）下载Atmel Xplained Pro用户指南。操作时，将EDBG（Atmel嵌入式调试器）USB端口通过USB电缆连接到PC。

4.2 TDK传感器与SAM G55 MCU的连接

DK - UNIVERSAL - I是用于子板（DB）和评估板（EVB）的开发套件，板上未安装传感器。CN1用于连接外部TDK传感器EVB，CN4/CN5用于连接TDK传感器子板，支持PC和SPI接口。

4.3 连接其他传感器

第三方传感器若有不同的从地址，可通过子板连接到与TDK传感器相同的SAM G55 MCU I2C总线。CN2/CN3专为其他传感器子板插入设计，仅支持I2C，不支持SPI。

五、智能运动系统设计

5.1 系统框图

板载EDBG MCU AT32UC3A4256HHB - C1UR允许用户在不使用外部工具的情况下对主MCU SAM G55进行调试、跟踪和编程。系统框图展示了各个接口和资源的连接情况，如SPI - 5、TW - 6（I2C）、UART - 0等与板载传感器、子板/评估板的连接。

5.2 主MCU SAM G55资源分配

SAM G55 RESOURCE	USAGE
UART 0 (PA9/10/25/26)	默认情况下，UART0连接到FTDI输入。在使用J200上的Extension - 1时，可通过跳线J3断开UART0与FTDI的连接。
TW6(I2C) (PB8/9)	TDK传感器连接到该主I2C，板载传感器从地址为0x69，子板和评估板上的传感器从地址为0x68。
SPI5 (PA05/PA11/12/13/14)	SPI5主连接到TDK IMU传感器，板载IMU/CS = PNCS1，评估板/子板IMU/CS = PNCS0。
GPIO (INTs) PB03/PB15/PA30/PA20/PA15	用于传感器中断输入和其他智能功能。
TW4(I2C)	主I2C与EDBG MCU从I2C通信。
UART6	用于EDBG DGI - UART接口。
UART7	用于EDBG CDC - UART接口。

六、总结

TDK SmartMotion DK - UNIVERSAL - I开发套件为电子工程师在运动传感器开发方面提供了一个强大而灵活的平台。从快速设置到高级信息，再到系统设计，该套件都有详细的说明和丰富的功能支持。不过，在使用过程中，我们需要仔细根据实际需求进行连接器和跳线的设置，以及合理分配SAM G55 MCU的资源。大家在使用这个套件的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者有什么独特的使用经验呢？欢迎在评论区分享。