RA6M5 芯片与硬件
开发板的主芯片是瑞萨 R7FA6M5BF2CBG,属于 RA 家族的 RA6 系列、RA6M5 产品组。Zephyr 程序运行在这颗 MCU 上,通过它的外设接口访问板上的灯、按键、存储器和屏幕。
| 核心规格 | R7FA6M5BF2CBG |
|---|---|
| CPU | 32 位 Arm Cortex-M33,支持 DSP 指令与单精度浮点运算 |
| 主频 | 最高 200 MHz;本课程工程配置为 200 MHz |
| Code Flash | 1 MiB,保存程序 |
| SRAM | 512 KiB:448 KiB 带奇偶校验,64 KiB 带 ECC 错误校正 |
| Data Flash | 8 KiB,保存需要断电保留的数据 |
| 安全硬件 | Arm TrustZone、MPU、SCE 安全加密引擎 |
| 封装 | 176 引脚 BGA,封装本体 13 mm × 13 mm |
| 工作条件 | VCC 为 2.7~3.6 V,环境温度为 −40~+85 ℃ |
容量采用二进制单位:1 MiB = 1024 KiB,1 KiB = 1024 字节。参数来源为瑞萨 R7FA6M5BF2CBG 产品页与《RA6M5 Group Datasheet》§1.1、§1.3。
完整型号与工程主频
RA6M5 是产品组名称,完整型号还决定功能、存储容量和封装。R7FA6M5BF2CBG 中,6M5 之后的 B 表示支持 CAN FD,随后的 F 表示 1 MB 程序 Flash,末尾 BG 表示 176 引脚 BGA 封装。查规格时,应以完整型号为准。命名规则见数据手册 §1.3、图 1.2 与表 1.13。
本工程使用板上的 24 MHz 晶振,经 PLL 分频、倍频后,将 CPU 时钟配置为 200 MHz。编译 board_bringup 后,可在 build/board_bringup/zephyr/.config 中核对:
CONFIG_SYS_CLOCK_HW_CYCLES_PER_SEC=200000000
片内存储与板载存储
烧录后的程序保存在 Code Flash 中,断电后仍然保留。运行时的变量、线程栈和缓冲区主要占用 SRAM,断电后不保留。Data Flash 是独立的片内非易失存储区,容量不计入那 1 MiB Code Flash。
开发板上还焊有两颗独立的存储芯片:eeprom 示例使用的 AT24C02,容量 256 字节;qspi_flash、qspi_littlefs 示例使用的 W25Q64JV,容量 8 MiB。它们通过总线连接 RA6M5,不属于上表中的片内存储。
瑞萨官方功能框图
图中上方是 Cortex-M33 内核,Memory、Communication 和 System 分别表示存储器、通信接口和系统功能。它们共同构成 CPU 可以使用的片内硬件资源。
图 1:瑞萨《Renesas RA6M5 Group》产品简介,文档 R01PF0210EU0400,2025.07,第 1 页 Block Diagram。查看瑞萨官方原文。点击图片可查看原图。
这是 RA6M5 产品组的框图,Code Flash 因此同时标出了 1 MB、1.5 MB 和 2 MB;本板使用其中的 1 MiB 型号。其余模块可按用途查阅:
- 通信接口: SCI 可工作在 UART 等模式;芯片还提供 3 路 I²C、2 路 SPI,以及 QSPI、OctaSPI、USB FS/HS、以太网 MAC、CAN FD 和 SDHI,用于与其他芯片或外部设备交换数据。
- 定时与模拟接口: GPT 定时器可产生 PWM,ADC 采集模拟电压,DAC 输出模拟电压,RTC 提供日历和时间保持功能。
- 数据搬运与事件处理: DMAC 有 8 个通道,配合 DTC、ELC 等模块完成硬件触发与数据传输,减少 CPU 对部分操作的逐次干预。
- 保护与安全: MPU 用于内存访问保护,TrustZone 提供安全域划分能力,SCE 提供硬件加密相关功能。
模块说明见数据手册 §1.1 Function Outline。芯片具有这些能力,应用实际使用哪些模块,还由设备树、功能配置和驱动共同决定。例如,board_bringup 只演示串口输出和 GPIO 控灯,当前配置没有启用 TrustZone。
板载器件与片内接口
板上的器件通过不同接口连接 MCU。对照下表,可以从示例使用的器件找到 RA6M5 内部负责通信或控制的模块。
| 开发板上的功能或器件 | RA6M5 片内接口 | 工程中的用途 |
|---|---|---|
| D12 指示灯、K2 按键 | GPIO,分别连接 P400、P000 | 控灯、接收按键输入 |
| Debug 串口 | SCI7,作为 UART 使用 | 通过板载 USB 串口通道输出日志 |
| AT24C02 EEPROM | SCI4 的简易 I²C 模式 | 读写板载 EEPROM |
| W25Q64JV Flash | QSPI0 | 擦写扇区,或供 LittleFS 保存文件 |
| W800 无线模块 | SCI6,作为 UART 使用 | 与 AT 固件通信,使用 Wi-Fi 和 BLE |
| USB HOST 接口 J3 | USBHS 控制器 | 作为 USB 主机访问移动存储 |
| ST7796S 显示屏 | SPI1 | 传输图像数据 |
| FT6336U 触摸 | IIC2 | 读取触摸坐标 |
| 屏幕背光 | GPT4 的 PWM 输出 | 调节亮度 |
SCI4 简易 I²C 和 IIC2 都用于 I²C 通信,但属于不同硬件模块。手册使用 SCI、IIC、GPT 等硬件模块名称,应用则按 UART、I²C、PWM 等接口类型访问它们;同一个 SCI 模块可以工作在不同模式。
连接和参数记录在 boards/dshan/dshan_ra6m5/dshan_ra6m5.dts、同目录的 dshan_ra6m5-pinctrl.dtsi,以及各应用的 boards/dshan_ra6m5.overlay 中。Wi-Fi 和 BLE 由外接 W800 提供;屏幕也有独立的显示、触摸控制器,RA6M5 通过相应总线控制它们。
板载调试器通过 SWD 与 RA6M5 通信,并向电脑提供 USB 调试和串口通道。连接电脑的 Debug 接口与应用使用的 USB HOST/OTG 接口用途不同,连接时应按接口丝印区分。
瑞萨官方资料
| 查阅内容 | 官方资料 |
|---|---|
| 具体型号的规格与封装 | R7FA6M5BF2CBG 产品页 |
| 引脚、功能概要与电气参数 | RA6M5 Group Datasheet |
| 外设寄存器、工作模式与操作流程 | RA6M5 Group User's Manual: Hardware |
继续准备工程与连接开发板,或查阅配套示例详解中各个应用使用的器件与运行现象。
