SiT95211 评估板硬件用户手册

1 、简介 

SiT95211 评估板设计用于评估 SiT95211 四路 PLL 频率转换器、抖动清除器。

图 1. SiT95211 EVK 板

2、特性

a)   支持 SiT95211 部件

b)   支持宽频输出

1.   0.5 Hz 至 2.94912 GHz 的差分输出

2.   0.5 Hz 至 250 MHz 的单端输出

3.   200 KHz 至 2.1 GHz 的差分输入

4.   200 KHz 至 250 MHz 的单端输入

5.   支持多个 XO

c)   支持 LVPECL、CML、HCSL、LVDS 和 LVCMOS 输出标准

d)   由 USB 端口或外部电源供电

e)   电源 LED 状态指示灯

f)   用于输入时钟、输出时钟和外部参考时钟/XO 输入时钟的 SMA 连接器

g)   板载 LDO，带用于所有电源的可配置跳线

h)   通过 MS430 MCU 进行 I2C/SPI 通信

i)   通过 USB 配置 EVK 的 SiTime 时钟图形用户界面

j)   附加 USB 支持，为 2 个输出驱动器供电

3、顶层框图

以下是 SiT95211 EVK 的顶层框图。评估板可通过主 USB 连接器连接到 PC，以进行编程、控制和监测。板载 MSP430 MCU 可使用 SiTime Clock GUI 与 SiT95211 进行 I2C/SPI 通信。

更多信息，请参阅 SiT95211 Clock GUI 手册和用户指南。

图 2. 顶层框图 

3.1. EVB 入门指南

使用连接到安装有 SiTime Clock GUI 的 PC 的 USB 电缆为 SiT95211 EVB 提供 5 V 电源。板上所有电源均由板上 USB 接口供电。SiT95211 EVK 上有 2 个 USB 连接器。J1 是主 USB 连接器，用于芯片通信，同时为芯片的所有其他子系统供电。

J4 是额外的 USB 连接器，如果 J1 供电受限（J1 受限于 ~500 mA，因为它来自 PC 的 USB 2.0），可用于为输出驱动电源 (ODR_SUPPLY_x) 供电。默认 EVK 配置使芯片子系统能够从 J1 连接器供电。为了单独从 J4 连接器为输出驱动器供电，请将 J2 上的默认跳线配置从 2 改为 3，并连接至 J3 和 J2 的第 2 针。

此外，还提供了从外部电源为输出驱动器供电的功能。要连接外部电源，请将 J2 上的默认 EVK 配置从 2 至 3 改为 1 至 2。

外部电源可连接至 H1 2 针接头（参见第 7 节）

EVK 板上的默认跳线配置已经完成（参见表 1）。

1)   启动 SiTime Clock GUI 软件。(更多信息请参阅《SiTime Clock GUI 用户指南》） 

2)   默认输出驱动器配置为 LVDS，输出驱动器电源配置为 3.3 V。

3)   默认电源为 VDD =1.8 V 和 VDDIN = 3.3 V

4)   通过 SiTime SiT95211 Clock GUI 进行配置后，EVK 上的 SiT95211 芯片可配置为通过 I2C/SPI 进行通信。

图 3. EVB 启动器连接图

4、 跳线默认列表 

表 1. SiT95211 跳线默认列表

5、 状态 LED 

表 2. 状态 LED 指示灯

图 4 .状态 LED

6、 I2C/SPI 板载/外部配置

SiT95211 芯片可通过 SiTime SiT95211 Clock GUI 配置为与 I2C 和 SPI 4 Wire 通信。默认 EVK 配置将启用与芯片的 I2C 通信。

若要改为 SPI 4 Wire 通信，最好移除跳线 J9 和 J16。

外部硬件也可通过 J31 连接器与 SiT95211 芯片进行 I2C/SPI 通信。使用外部连接选项时，请移除 R267、R293、R295 和 R297，并焊接 R292、R294、R296 和 R298（各为 0 Ω），以启用使用 J31 连接芯片的外部接口。

7、 SiT95211 EVK 电路板电源连接详情

EVK 上的电源默认配置为 3.3 V，但 VDD 和 GPIO_VDD 电源除外，它们被设置为 1.8 V。

板载电源/LDO 也可配置为 1.8 V 和 2.5 V。在所有电源旁路板载稳压器后，可连接外部电源。

有关各种电源轨的电源电压配置，请参阅 SiT95211 数据表。

7.1. VDDIN 和 VDDOX 电源稳压器

图 5. 用于 VDDIN 和 VDDoX 电源的电源稳压器

注：要更改 LDO 输出电源电压，请将图 5 中相应的跳线（如 J70）连接到以下设置：

     1. 3.3 V - 将 3 针跳线从 1 连接到 2。

     2. 2.5 V - 将 3 针跳线从 2 连接到 3。

     3. 1.8 V - 移除跳线。

7.2. VDD 电源稳压器

图 6. VDD 电源稳压器 

注：要更改 VDD（例如 J21）电源，请将跳线连接至以下设置：

   1. 3.3 V - 将 3 针跳线从 2 连接到 3。

   2. 2.5 V - 将 3 针跳线从 1 连接到 2。

   3. 1.8 V - 移除跳线。

VDD 默认配置为 1.8 V。

7.3. GPIO_VDD 电源稳压器

图 7. GPIO_VDD 电源的电源调节器 

注：要更改 GPIO_VDD（例如 40）电源，请将跳线连接至以下设置：

   1. 3.3 V - 将 3 针跳线从 2 连接到 3。

   2. 2.5 V - 将 3 针跳线从 1 连接至 2。

   3. 1.8 V - 移除跳线。

GPIO_VDD 配置为 1.8 V。VDDIO 可以配置为 VDD 或 VDDIN，GPIO_VDD 应始终跟踪 VDDIO 电源。

8、 外部时钟基准输入（X1/X2） 

SiT95211 EVB 焊接有 SiT30100 振荡器（Y4），用于为 SiT95211 提供稳定的参考时钟。

EVB 也可以使用 SMA 连接器（J15）连接外部参考时钟。

从 SiT30100 振荡器转换到外部参考时钟配置时，卸载 R310（0 Ω）并安装 C31（1uF）。

有关 XO Pathway 连接选项，请参阅 SiT95211 数据表。

图 8. 外部基准连接

9、 输入时钟电路（INx_P/INx_N）

SiT95211 EVB 有 4 个差分输入端和 8 个单端输入端（IN0P/IN0N、IN1P/IN1N、IN2P/IN2N、IN3P/IN3N），用于接收外部时钟输入信号。输入时钟终止安排如图 9 所示。所有输入时钟均为交流耦合，默认为单端 50 Ω 终端。输入可根据需要配置为单端（AC/DC）或差分（AC/DC）。

输入时钟可配置为

1)   单端交流耦合（使用默认的 EVK 输入终端连接）

2)   单端直流耦合（将 C130（1uF）改为 0 欧姆短路 - 如果单端外部信号源无法驱动 50 欧姆负载，也可以移除 R4 和 R18）

3)   差分直流耦合（除了默认的 EVK 输入端接外，还可连接 R62）

4)   差分交流耦合（使用默认的 EVK 输入终端连接）

有关单端和差分输入终端连接的信息，请参阅 SiT95211 数据表。

图 9. 输入时钟终止电路

10、 输出时钟电路（OUTxP/OUTxN）

SiT95211 EVK 有 12 个差分输出，默认情况下与各自的 SMA 连接器交流耦合。输出时钟终端如图 10 所示。

如果需要直流耦合，可以用 0 欧姆电阻代替交流耦合电容。

有关输出终端连接的信息，请参阅 SiT95211 数据表。

图 10. 输出时钟终止电路

11、 GPIO 配置

芯片上的 GPIO 默认由板载 MSP430 配置，可通过 GUI 控制台将状态设置为高电平或低电平（请参阅 SiTime SiT95211 Clock GUI 用户指南）。

从芯片配置的 GPIO 状态也可通过默认 EVK 配置中的 MSP430 读回。还可使用 DIP_SPDT(J37)开关控制状态，但在使用 DIP_SPDT 开关控制/设置芯片上的 GPIO 电压时，应移除 MCU 端 GPIO 电阻，以确保 GPIO 总线上没有竞争。

例如，如果图 11 中的 GPIO5/FINC 需要由 J37 控制，则需要移除 R150。可以使用靠近 J37 开关的伯格引脚连接器手动测量每个 GPIO 的状态

图 11. GPIO 控制状态 

12、 EEPROM 配置

SiT95211 EVK 板载 EEPROM，与芯片共享相同的 I2C 总线。可以从外部或使用板载 MSP430 对 EEPROM 进行刷新，并可进一步从芯片上回读 EEPROM 的内容。

有关 EEPROM 配置，请参阅 SiT95211 数据表。

13 MSP430 编程说明

SiT95211 EVK 使用 MSP430 通过 I2C/SPI 与芯片通信，还用于配置/读取芯片的 FLEXIO 状态。MSP430 固件也受版本控制，并闪存到 MSP430，以处理 EVK 上的多种功能。

在 MSP430 需要固件升级的罕见情况下，请按照以下步骤升级 MCU 固件：

1) HOST_USB 软件可从以下路径下载： 

下载软件： 

https://software-dl.ti.com/msp430/msp430_public_sw/mcu/msp430/MSP430Ware/3_80_09_03/ _FDS.html

MSP430 编程步骤 

2) 从 C: imspMSP430Ware_3_80_07_00usblib430Host_USB_SoftwarePython_Firmware_Upgrader 打开GUI

3) 使用微型 USB 电缆将电路板连接至电源和 USB。同时按下 “SW1 ”和 “SW2 ”复位芯片。

4) 这将使 MSP430 进入编程模式。

5) 如果未检测到 MSP430，则会出现如下所示的图形用户界面：

6) 如图所示，如果未检测到设备（MSP430），则重置 MCU 并重新扫描 HID 总线：

7) 如果设备（MSP430）处于编程模式，则显示为准备就绪，如下图所示：

8) 进入 File-> Open User Firmware（文件->打开用户固件）选项。打开放置固件文件的位置。

9) 浏览固件路径并选择文件。

10) 选择固件。工具应将固件加载到 MCU 中，并显示完成信息，如图所示：

14、 SiTime Clock GUI 安装和 EVB 配置

SiTime SiT95211 时钟图形用户界面提供了在实验室验证芯片性能的简便界面。GUI 使用 MSP430 微控制器在电路板上进行 USB 至 I2C/SPI 通信，在安装 GUI 时还配置了 MSP430 MCU 相关软件驱动程序。

详细安装和 EVB 配置说明请参阅 SiTime SiT95211 时钟 GUI 用户指南。