PCAL6408A-ARD評価ボードのスタート・ガイド

2.1 ボードの特長

• ICの入出力ピンへの外部アクセス用I/Oコネクタ
• ICのI/Oピンに接続された4つのユーザー・スイッチ
• ICのI/Oピンに接続された4つのユーザーLED
• Arduino^®デバイスと直接接続するためのArduino Uno R3ポートを搭載
• IMXRT1050-EVKボードとの完全な適合性、GUIを含む (Windows 10)
• LPCXpresso55S69開発ボードとの完全な適合性、GUIを含む (Windows 10)
• i.MX Mini LPDDR4 EVKボードとの適合性、GUIを含む (Windows 10)

注：i.MX Mini LPDDR4 EVKボードの場合、EVKとPCAL6408A-ARDドータ・ボードの間にIMX8MMINI-IARDインターポーザ・ボードを使用する必要があります（IMX8MMINI-IARDユーザー・マニュアル参照）。

2.2 ボードの説明

評価ボードには主に、PCAL6408A、低電圧変換、8ビットI²Cバス/SMBus I/Oエキスパンダ（割込み出力、リセット、設定レジスタ搭載）が組み込まれています（いずれもNXP Semiconductors製）。この評価ボードはドータ・カードとして、Arduinoポート経由でさまざまなArduino互換（オリジナルのArduino Uno R3を含む）のEVKまたはマザーボードに接続でき、PCAL6408Aテスト対象デバイス (DUT) の特性のテストおよび測定に使用できます。

2.3 キットの主なコンポーネント

PCAL6408A-ARDボードの概要

3.1 ソフトウェアのインストール

PCAL6408A-ARD評価ボードは、Arduino^®ポートを搭載したマザー・ボードと連携して動作するドータ・ボードとして設計、構築されています。このボードは、以下のNXP評価 (EVK) ボードと完全に互換性を持つように設計されています。

• IMXRT1050 EVKボード
• LPCXpresso55S69開発ボード
• i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKボード

上記の各評価ボードと開発ボードでは、NXPのWebサイトからダウンロードできるファームウェアがサポートされます。起動する前に、対応するファームウェア・パッケージを使用してEVKマザーボードをプログラミングする必要があります。さらに、NXPのサイトからGUIアプリケーション (Windows 10) をダウンロードでき、上記のいずれかのEVKを使用してPCAL6408A-ARDドータ・ボードの迅速なテストと操作が可能になります。GUIアプリケーションは、3つすべてのEVK、およびNXP製PCAL6xxx I/Oエクスパンダ開発カード・ファミリ（PCAL6408A、PCAL6416A、PCAL6524、およびPCAL6534 IC）で共通です。ソフトウェアをインストールしたら、最初のステップとして、EVKとPCAL6408A-ARDドータ・カードの正しい組み合わせを選択します。それにより、ボードをGUIインターフェースから制御できるようになります。

4.1 IMXRT1050 EVKボードの使用

図1は、IMXRT1050 EVKを使用したPCAL6408A-ARDドータ・ボードの動作に必要なハードウェアを示しています。以下のものが必要となります。

• IMXRT1050-EVKボード x 1
• PCAL6408A-ARDドーターボード x 1
• USB-A/USB Micro-Bケーブル x 1
• Windows 10オペレーティング・システムを搭載したPC

IMXRT1050 EVKマザー・ボードは、次の3つのいずれかの方法で給電できます。

• 外部の5 VDC電源をボード上のバレル電源コネクタ (J2) に接続する
• PCからボード上のMicro-B USBコネクタ (J9) にUSBケーブルを接続する
• PCからボード上のUSBコネクタ (J28) にUSBケーブルを接続する。このようにPCを接続すると、USBポートを同時にデバッグ・インターフェースとして機能させることができます。そのため、J28に接続された1本のUSBケーブルを使用することで、EVKに給電できると同時に、PCとリンクさせてデータ交換を行うことができます

旧規格のUSBポート（PC側）からは、必要な電流 (500 mA) を供給できません。通信を確立させる前に、外部電源（J2に接続）を使用してください。

EVKボードのJ1（図1を参照）を使用して、マザー・ボードの電源構成を選択できます。詳細については、MIMXRT1050 EVKボードのハードウェア・ユーザー・ガイドを参照してください。

図1. PCAL6408A-ARDドータ・ボードおよびIMXRT1050 EVKボード（起動前）

ハードウェアとワークステーションを構成するには、以下の手順を実施します。

1. EVKの適切な電源構成を設定します (J1)。電源にJ28を使用する場合は、J1ジャンパを5-6の位置に配置する必要があります。外部電源（J2に接続）を使用する場合は、ジャンパJ1を1-2の位置に配置します
2. EVKのArduino^®コネクタにPCAL6408A-ARDドータ・カードを挿入します（図2参照）
3. USBコネクタJ28を使用して、EVKボードをコンピュータのUSBポートに接続します
4. IMXRT1050のターゲット・ファームウェアをインストールします（NXPのサイトからダウンロードし、UM11581、ArduinoシールドのGUI、ファームウェアのインストール・マニュアルに記載された手順を参照）
5. GUIアプリケーションをインストールします（「UM11581 – ArduinoシールドのGUIとファームウェアのインストール」マニュアルを参照）
6. GUIアプリケーションを開き、PCからデバイスを操作します

図2は、動作中のボードを示しています。

図2. PCAL6408A-ARDドータ・ボード/IMXRT1050 EVKボード・アセンブリの動作

4.2 LPCXpresso55S69開発ボードの使用

図3は、PCAL6408A-ARDおよびLPCXpresso55S69 EVKボードの動作に必要なハードウェアを示しています。以下の内容で構成されます。

• LPCXpresso55S69 EVKボード x 1
• PCAL6408A-ARDドーターボード x 1
• USB-A/USB Micro-Bケーブル x 1
• Windows 10オペレーティング・システムを搭載したPC

LPCXpresso55S69開発ボードには、4つのUSB Micro-BコネクタP5、P6、P9、P10が搭載されています。ボードには任意のUSBポートから電源を供給できます。P6 USBコネクタを使用してボードをPCに接続すると、P6がデバッグ用に指定され、USBケーブルによってボードへの電源供給と同時にEVKボードとPC間のデータ・リンクが確立されるため、起動操作が簡単になります。LPCXpresso55S69開発ボードの電源投入と操作の詳細については、こちらのLPCXpresso55S69/LPCXpresso55S28開発ボードのユーザー・マニュアルを参照してください。

図3. PCAL6408A-ARDドータ・ボードおよびLPCXpresso55S69マザー・ボード（起動前）

次の手順では、図3に示す構成を組み立て、プログラミングし、操作する方法について説明します。

1. PCAL6408A-ARDドータ・カードをLPCXpresso55S69開発ボード上のP16–P19コネクタに差し込みます（図3でマークされたP16–P19のピンを参照）
2. PCのP6 USBポートを使用して、開発ボードを接続します
3. LPCXpresso55S69のターゲット・ファームウェアをインストールします（NXPのサイトからダウンロードし、EVK_Firmware_And_GUI_Install_Guide_For_Arduino_Boards.pdfファイルの説明を参照）
4. GUIアプリケーションをPCにインストールします（前の手順で示したファイルの説明を参照）
5. GUIアプリケーションを開き、PCからデバイスを操作します

図4は、動作中の2つのボードを示しています。

図4. PCAL6408A-ARDドータ・ボード/LPCXpresso55S69マザー・ボードの動作

4.3 i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKボードの使用

PCAL6408A-ARDボードをi.MX 8M Mini LPDDR4 EVKボードと組み合わせて使用する場合、EVKとドータ・ボード間の相互接続用に特別に設計および構築されている、3番目のボード（IMX8MMINI-IARDインターポーザ・ボード）を使用する必要があります。i.MX 8M Mini LPDDR4のEVKボードにはArduinoポートが搭載されていません。代わりに、2 x 20ピン拡張コネクタ（J1003、i.MX 8 M Mini LPDDR4 EVKユーザー・マニュアル参照）が搭載されています。J1003は、専用のI2CバスやSPIバスなどのさまざまなデジタルI/Oラインを備えた多目的ポートです。Arduinoポート・インターポーザ・ボードは拡張コネクタ・ピン・チャートに基づき、i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKの2 x 20コネクタ・ピンと、PCAL6408A-ARDドータ・ボードにあるArduinoポートの相手側コネクタ間の信号間ブリッジとして機能します。

セットアップを行うには、EVKとドータ・ボードに加え、3番目のボードをセットアップ・アセンブリに含める必要があります。図5に、必要なボードとこれらのボードの接続方法を示しています。以下の内容で構成されます。

• i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKボード x 1
• PCAL6408A-ARDドーターボード x 1
• IMX8MMINI-IARDインタポーザ・ボード x 1
• USB-A/USB Micro-Cケーブル x 1
• USB-A/USB Micro-Bケーブル x 1
• Windows 10オペレーティング・システムを搭載したPC

まずはPCAL6408A-ARDをIMX8MMINI-IARDインターポーザ・ボードのArduinoコネクタに取り付けてから、それをi.MX 8M Mini LPDDR4 EVKに接続することをお勧めします。この接続を行うには、インターポーザ・ボード上のJ1コネクタをEVKのJ1003コネクタに差し込みます。

EVKに電源を投入するには、USB-CケーブルをEVKのPORT 2に接続します。セットアップの電源を投入するには、EVKボードの電源スイッチSW101をONポジションに設定します。データ通信は、別のUSB (Micro-B) ケーブルをPCのUSBポートとEVKのデバッグ・ポート (J901) に接続することで行います（図5および図6参照）。

8MMINILPDDR4-EVKユーザー・マニュアルおよびIMX8MMINI-IARDユーザー・マニュアルに、セットアップ・アセンブリの電源投入と操作に関する詳細が記載されています。このファイルは NXPのWebサイトからダウンロードできます。

図5. PCAL6408A-ARDドータ・ボード、IMX8MMINI-IARDインターポーザ・ボード、i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKのアセンブリ（起動前）

セットアップを構成して操作するには、次の手順に従います。

1. PCAL6408A-ARDをIMX8MMINI-IARDインターポーザ・ボードの上面にあるArduinoコネクタに挿入します
2. ボードの下部にあるIMXMMINI-IARDコネクタ・プラグ J1を、i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKの上面にあるJ1003拡張ボードに取り付けます（図6参照）
3. ポート2に接続したUSB Type Cケーブルを使用して、EVKボードの電源を入れます。
4. J901デバッグ・ポートに接続したUSB Micro-Bケーブルを使用して、EVKをPCに接続します
5. SW101をONポジションにしてボードの電源を投入します
6. MIMXRT1050のターゲット・ファームウェアをインストールします（UM11581 – ArduinoシールドのGUIとファームウェアのインストール・マニュアルをNXPのサイトからダウンロード）
7. GUIアプリケーションをPCにインストールします（前の手順で言及したファイルの説明を参照）。
8. GUIアプリケーションを開き、PCからデバイスを操作します

図6. PCAL6408A-ARDドータ・ボード/i.MX 8M Mini LPDDR4 EVKボードの動作

4.4 PCAL6408A-ARDを別のデバイスとともに使用

PCAL6408A-ARDドータ・ボードは、Arduinoポートを備えた他のEVKボードと一緒に動作させることができます。ボードの接続方法としては、Arduinoポートを搭載したEVKを使用する方法と、Arduinoポートを搭載していないEVKを使用する方法の2つがあります。1つ目の方法を使う場合、PCAL6408Aの仕様に従ってファームウェアを作成してから、EVKにPCAL6408A-ARDドータ・ボードを取り付け、ボードを操作します。2つ目の方法を使う場合、Arduinoコネクタのピン・チャートを使用して、必要な電気的接続（電源、I²Cバス、および制御ライン）を行い、ICの仕様に準拠して必要なファームウェアを作成します。「設計・リソース」のページでPCAL6408Aのデータ・シートを参照し、DUT ICの内部レジスタの詳細、および内部コントローラとEVK間のデータ交換の詳細を確認してください。ICの損傷を防止するために、電気的接続を確実に正しく行い、信号線でのデータ競合を回避します。

ボード情報

• PCAL6408A-ARD評価ボード・リファレンス・デザイン・ファイル
• PCAL6408A-ARD評価ボードの回路図
• PCAL6408A-ARD評価ボード・ユーザー・マニュアル

その他の参考情報

低電圧変換、8ビットI²Cバス/SMBus I/Oエクスパンダの機能を備えたPCAL6408Aに関心のあるお客様には、以下の製品の関連ページもお勧めします。

Freedomのページ

• i.MX RT1050評価キット
• LPCXpresso55S69開発ボード
• i.MX 8M Miniアプリケーション・プロセッサ向け評価キット

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• アナログ・ツールボックス

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