瑞薩EK-RA8D1評估套件：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的創(chuàng)新引擎

物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、AI視覺應用等技術的迅猛發(fā)展正在深刻地改變我們的日常生活和工作方式。在這些技術的應用和開發(fā)過程中，安全、高性能的硬件平臺是至關重要的。為了滿足這一需求, 瑞薩電子推出了EK-RA8D1評估套件，為物聯(lián)網(wǎng)、智能家居和AI視覺等應用提供了強大的開發(fā)和測試平臺。

今天就由我來帶大家一起看看這款EK-RA8D1評估套件究竟有什么特別的吧。

開箱

EK-RA8D1評估套件使用長條形藍白色紙盒包裝，包裝上印制的內(nèi)容也更加通用，右上方是瑞薩電子的logo，以及左中位置印制的開發(fā)工具的標識。盒子左側貼有開發(fā)套件的產(chǎn)品編號以及訂單信息。

打開紙盒包裝，可以看到開發(fā)板套件一共有3塊電路板，1個EK_RA8D1評估板、1個攝像頭擴展板、1個帶電容觸控的MIPI接口圖形顯示擴展板、一套尼龍安裝支架（4個長的，2個短的）和尼龍螺絲（6個）以及1根Micro USB type A公口到micro-B公口線、1根Micro USB type A母口到micro-B公口線和一根以太網(wǎng)跳線。

評估套件簡介

EK-RA8D1 評估套件可通過瑞薩電子的靈活軟件包 (FSP) 和 e2 studio IDE，幫助用戶輕松評估 RA8D1 MCU 產(chǎn)品組的特性，并開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應用程序。 用戶可利用豐富的板載功能以及自選的熱門生態(tài)系統(tǒng)插件來將豐富創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實。

EK-RA8D1 套件由三塊板組成：EK-RA8D1 板采用 RA8D1 MCU 和片上圖形 LCD 控制器，MIPI 圖形擴展板采用 4.3 英寸 TFT 彩色 LCD，帶電容式觸摸覆蓋層，而攝像頭擴展板則采用 300 萬像素 CMOS 圖像傳感器。

特性

? 特殊功能訪問
o MIPI DSI 和并行圖形擴展端口
o 攝像頭擴展端口
o 以太網(wǎng)
o USB高速主機和設備
o 64MB SDRAM
o 64MB 外部 Octo-SPI 閃存
? MCU 本體引腳連接
o R7FA8D1BHECBD MCU
o 480MHz，Arm Cortex?-M85 內(nèi)核
o 2MB 代碼閃存，1MB SRAM
o 224 引腳，BGA 封裝
o 接入本體引腳
o MCU 和 USB 電流測量
o DC/DC模式配置
? 生態(tài)系統(tǒng)和系統(tǒng)控制訪問
o USB 全速主機和設備
o 多重 5V 輸入源
- USB（調(diào)試模式，全速，高速）
- 外部供電
o SEGGER J-LinkTM 板載編程器和調(diào)試器
- 調(diào)試模式
- 板載調(diào)試 (SWD) – J-Link
- 輸出調(diào)試 (SWD) – J-Link
- 輸入調(diào)試 (ETM, SWD & JTAG) – J-Link，Arm? Keil? ULINKTM，IAR I-jetTM，瑞薩電子E2/E2 Lite等
o 用戶 LED 燈和按鈕
- 三色用戶 LED 指示燈（紅色、藍色、綠色）
- 顯示調(diào)節(jié)電源可用性的電源 LED 指示燈（白色）
- 顯示調(diào)試連接的調(diào)試 LED 指示燈（黃色）
- 兩個用戶按鈕
- 一個復位按鈕
o 五個最受歡迎的生態(tài)系統(tǒng)擴展功能
- MikroElektronika? mikroBUS 連接器
- SparkFun? Qwiic? 連接器（可能未安裝）
- 兩個 SeeedGrove? 系統(tǒng)（I2C 和模擬）連接器（可能未安裝）
- 兩個 Digilent Pmod?（SPI 和 UART）連接器
- Arduino? (Uno R3) 連接器
o MCU 啟動配置
- MIPI 圖形擴展板
- 4.5 英寸背光 TFT 顯示屏，1670 萬種顯示顏色
- 480x854 像素分辨率
- 2 通道 MIPI 接口
- 電容式觸摸覆蓋層 (I2C)
o 攝像頭擴展板
- Arducam CMOS OV3640 成品攝像頭模塊
- ? 英寸 310 萬像素圖像傳感器
- QXGA（2048x1536 像素）分辨率下高達 15 fps
? 套件內(nèi)容：EK-RA8D1 板、MIPI 圖形擴展板、攝像頭擴展板、Micro USB 設備電纜（type-A male 轉 micro-B male）, Micro USB 主機電纜（type-A male 轉 micro-B male）, 以太網(wǎng)插線電纜和安裝硬件

硬件講解

拿到EK-RA8D1評估板套件主板，我們可以看到電路板從整體布局上可以分為三個部分，電路板正面也是使用了白色絲印線進行了分離。

一是最上方的系統(tǒng)控制和生態(tài)系統(tǒng)接口區(qū)域，熟悉瑞薩電子其他開發(fā)板套件的人可以明顯的感覺到一種親切感，這部分電路也是繼承了瑞薩電子開發(fā)板套件一貫使用的接口和功能。1個板載的JLINK調(diào)試器和Micro USB調(diào)試接口、1個10腳和1個20腳的外部調(diào)試器接口。中下部分是1顆用于給芯片供電的5V轉3.3V電源管理芯片，左下方是1個全速的Mirco USB接口。白色的電源指示燈被放置在了評估板型號上，上電后被點亮、另外電路板上還有紅、綠、藍3顆用于用戶顯示的LED燈、1顆黃色的用于顯示J-link連接狀態(tài)的LED燈。左側有3個按鈕，1個紅色的系統(tǒng)復位按鈕、2個藍色的用戶按鈕。上方左右兩側分別有+5V電壓測試點和+3.3V電壓測試點。除此之外，評估板還提供了5種最受歡迎的生態(tài)擴展接口，它們分別是2個Seeed Grove? 接口、1個SparkFun? Qwiic? 接口、2個數(shù)字Pmod? 接口、1個Arduino? (Uno R3)接口以及1個MikroElektronika? mikroBUS接口。這些擴展接口極大地增加了評估板套件的可玩性。

評估板中部是EK-RA8D1特有的區(qū)域，包含了1個高速的Micro USB接口、1個配置開關以及1個以太網(wǎng)驅動芯片和接口。

評估板最下方則是MCU和外接擴展接口區(qū)域。區(qū)域中下方芯片是評估板的主控R7FA8D1BH，這是一顆基于480MHz Arm? Cortex?-M85內(nèi)核、搭載了搭載 Helium 和 TrustZone? 的圖形微控制器，它采用了224引腳BGA封裝，MCU有著豐富的外設和接口：內(nèi)置了高達2MB的程序Flash存儲器和1MB的SRAM，支持片外OSPI的 Flash存儲器接口、1個以太網(wǎng)控制器、1個USBFS接口、1個USBHS接口、1個SD、MMC主機接口，芯片還內(nèi)置了1個圖形LCD控制器、2D繪圖引擎、MIPI DSI接口、模擬外設和安全保障功能。

主控MCU上方有1顆512Mbit的Octo-SPI Flash存儲器、和一顆512Mbit的SDRAM，周邊分布排列的幾顆芯片是用來切換引腳連接的總線開關芯片。除了高速的存儲器接口外其他IO腳都被盡可能地通過周邊的排針擴展了出來。左側還預留了一個并口顯示器擴展接口、下方預留的是1個攝像頭接口、背面是一個MIPI的顯示器接口。電路板上還預留了1個用于測量MCU電流的測試點和1個用于測量USB電流的測試點。

電路板上還提供了眾多的功能切換開關、跳線以及焊盤跳線，用戶可以根據(jù)使用的功能參考用戶手冊進行設置。

除了主控板外，評估套件還提供了1個MIPI接口的圖形顯示器和1個攝像頭擴展板。

MIPI圖形擴展板通過2通道MIPI接口連接到EK-RA8D1板。它配備了一塊4.5英寸TFT LCD，分辨率為854x480像素，1670萬顯示顏色，帶有電容式觸摸疊加層，觸摸通過I2C接口通訊。在使用前需要使用提供的尼龍支柱將其安全固定到EK-RA8D1板上。

特性：

? 顯示類型：帶有電容式觸摸疊加層和背光的TFT LCD
? 對角線尺寸：4.5英寸
? 尺寸：61.54x110.09毫米
? 分辨率：854x480像素
? 顯示顏色：1670萬
? 視角：12:00
? 顯示模式：透射/正常白
? 顯示亮度：276

攝像頭擴展板是現(xiàn)成的 Arducam 1/4英寸 300萬像素 M12安裝 OV3640 攝像頭模塊，帶有JPEG輸出，有效陣列大?。?048 x 1536。它通過攝像頭擴展端口連接到EK-RA8D1板。

特性：

? 外部1/4英寸高品質(zhì)M12x0.5鏡頭，尺寸：1/4英寸
? 有效陣列大?。?048 x 1536
? 接口：并行RAW、RGB、YUV、JPEG輸出
? 輸出格式（8位）：YUV（422/420）/ YCbCr422、RGB565/555/444、CCIR656、8位壓縮數(shù)據(jù)、8/10位原始RGB數(shù)據(jù)
? 最大圖像傳輸速率：
o 百萬像素（2048 x 1536）：15 fps（以及任何從3百萬像素縮小的尺寸）
o XGA（1024 x 768）：30 fps
? 掃描模式：漸進式
? 輸入時鐘頻率：6 ~ 54 MHz
? 快門：滾動快門

開發(fā)環(huán)境

EK-RA8D1評估套件使用的e2 studio IDE進行軟件編譯，可以直接使用板載J-Link對程序進行下載和調(diào)試，平臺支持靈活配置軟件包(FSP)，通過配置可以快速調(diào)用板載資源、接口和軟件。

通過評估套件官網(wǎng)頁面的軟件和工具可以跳轉到靈活配置軟件包 (FSP)的下載界面，下載v5.1.0以上的帶e2 studio IDE的軟件安裝包可以很方便的進行安裝，這里我們使用目前最新的版本FSP v5.3.0。整個安裝過程十分簡單，可以直接使用Quick Install進行安裝，默認安裝會根據(jù)系統(tǒng)安裝開發(fā)必要的軟件和工具。

安裝完成后，可以直接打開軟件進行使用，無需其他配置。

下面就通過一個樣例程序來了解一下整個軟硬件平臺的使用和軟件開發(fā)過程。

這里我們使用的是評估套件界面里樣例程序中下載的“EK-RA8D1 Example Project Bundle”中的“quickstart_ek_ra8d1_ep”。

打開安裝好的e2 studio IDE，選擇工作空間，導入現(xiàn)有項目到空間中。

選擇項目文件目錄后，軟件搜索到e2 studio項目文件，需要注意的是，項目文件的目錄文件名不能太長，否則可能會因為文件名過長而造成編譯錯誤。

此時可以在項目資源管理器中看到導入的項目文件。

雙擊項目文件中的configuration.xml可以進行工程配置，包括工程概覽、板級支持包、時鐘配置、引腳、中斷、事件鏈接、棧、組件等配置。這里著重看下FSP配置，它可以通過圖形化的配置來添加和配置所需組件和驅動程序，只需要簡單的點選和配置就可以輕松調(diào)用現(xiàn)成的組件，用戶只需要專注于上層應用的開發(fā)即可。完成配置后，點擊右上方Generate Project Content即可生成對應程序。

等生成進度完成后就可以對程序進行編譯，等待編譯完成后會生成對應hex和elf文件。

將顯示圖形顯示模塊和攝像頭模塊插入評估板，使用Micro USB線連接評估板板載J-Link調(diào)試接口，等待調(diào)試口的黃色指示燈常亮后標識調(diào)試器已連接電腦。打開調(diào)試配置進行調(diào)試器和調(diào)試程序設置。

配置完成后點擊調(diào)試按鈕，程序燒錄到Flash并開始調(diào)試。

此時可以看到評估板屏幕出現(xiàn)操作界面，可以通過菜單選擇對應應用進行運行。

官網(wǎng)資源

所有的軟件、文檔以及示例程序都可以在瑞薩的官方網(wǎng)站中找到，在EK-RA8D1頁面中可以根據(jù)用戶手冊和快速入門指南來快速讓平臺跑起來，根據(jù)示例程序和靈活配置軟件包 (FSP)可以快速開發(fā)自己的應用。

總結

RA8D1群組MCU內(nèi)部資源豐富、接口多樣，適用于各種需要使用到顯示和攝像頭的嵌入式應用。EK-RA8D1評估套件擴展了眾多接口使用起來十分便利，自帶的攝像頭和圖形顯示模塊以及靈活配置軟件包 (FSP)能夠讓用戶能夠快速地驗證方案。值得一提的是，官方的開發(fā)資源豐富，根據(jù)文檔和示例程序能夠快速的上手，對新手使用十分友好。
以上就是本次測評的全部內(nèi)容，謝謝大家。