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随着科技的不断进步，物联网及嵌入式系统已经深入到了我们生活的方方面面，从智能手环到智能路灯，从智能家居到智慧城市，每时每刻都能看到物联网和嵌入式系统在为我们“勤劳”地工作。而工程师们则需要根据自己的项目，选择合适的主控并对全新的物联网和嵌入式应用的开发成本、开发周期及性能进行准确地评估。为了满足工程师们的需求，瑞萨电子近期推出了RA4E2主控MCU及配套的评估套件，今天就由我来带领大家了解一下这款全新的评估套件EK-RA4E2。
开箱
EK-RA4E2评估套件的包装延续了瑞萨电子简洁明了的作风，依然采用醒目蓝白色调风格。在包装盒的正面印有包装盒内评估板的型号说明(RTK7EKA4E2S00001BE)，而在背面则是印有评估板的特点及板载资源说明（如图1）。
图1 EK-RA4E2评估套件包装
打开包装盒，首先映入眼帘是一张欢迎卡片, 卡片上有对该评估套件的简要介绍以及和本套件相关的资料的下载网址；拿开卡片，我们可以看到包装盒内包含一根扁平的micro USB线缆以及一块蓝色的评估板（如图2）。
图2 EK-RA4E2评估套件内部包含的卡片、电缆及评估板
硬件资源
整个EK-RA4E2评估板约为133mm×80mm大小，评估板上的硬件资源非常丰富，从整体来看可以分为System Control and Ecosystem Access Area（系统控制及生态系统区）、Special Feature Access Area（特殊功能区）以及Native Pin Access Area（原生引脚区）,各个区域的划分如下图3所示，而表1则是对各个区域特点的详细描述，可以看出系统控制及生态系统区的功能及配置对其它类似的评估套件是基本相同的。
表1 评估板上三个功能区的特点
图3 评估板的功能分区及系统框图
（1）对于Native Pin Access Area（原生引脚区），主要包含了MCU、晶振电路、将引脚引出的扩展排针以及电流测量触点。具体如图4所示：
图4 Native Pin Access Area布局
在Native Pin Access Area（原生引脚区）的正中央则是我们今天评估的主角RA4E2 MCU芯片，通过查阅相关资料可以知道RA系列是瑞萨公司的基于Arm Cortex-M内核的32位MCU，根据主频和外设资源的不同可以分为RA2、RA4、RA6、RA8四个系列，而每个系列又可以分为多个子系列（具体如图5所示），
图5 基于Arm Cortex-M的RA系列MCU家族
而我们手中的这颗MCU芯片丝印显示为A4E2B93C(完整型号为R7FA4E2B93CFM)，它是RA4系列中的入门级产品，但同样具有相当丰富的配置，具体如下：
图6 RA4E2 MCU资源
（2）对于Special Feature Access Area（特殊功能区），本评估板提供了CAN总线接口功能，如下图所示：
图7 Special Feature Access Area布局
（3）而对于System Control and Ecosystem Access Area（系统控制及生态系统区），则包含了本评估板的绝大多数接口和硬件资源，它们的具体分布如下图所示：
图8 System Control and Ecosystem Access Area布局
在评估板的左右两侧各有一个micro USB接口，左边的micro USB(USB Full Speed)接口主要是用来与MCU进行通讯，而右边的micro USB(Debug)接口则是用来进行调试的，其是通过一颗RA4M2芯片来完成的，并且通过搭配周围的跳线和接口可以实现Debug On-board、Debug In和Debug Out三种调试功能。
图9 micro USB(Debug)接口
而在中间部分则是电源管理电路（Power Regulation），LDO使用的是瑞萨电子推出的一款高性能2A线性稳压器（ISL80102IRAJZ），其能够在2.2V至6V的输入电压下自由可以调节0.8V至5.5V的输出电压（如图10）。
图10 评估板电源部分原理图
为了方便工程师们更加快捷地进行评估，瑞萨公司还在系统控制及生态系统区为EK-RA4E2评估板提供了五个最受欢迎的生态系统扩展接口，分别为mikroBUS、Qwiic、Arduino以及两个SeeedGrove接口和两个Digilent Pmod接口，用户可以通过这些接口自由地选配各种生态下的丰富的外设模块来完成自己的实验。
图11 GROVE接口、PMOD接口、mikro BUS接口Arduino接口
除了这些具有特色的功能外，整个评估板上还提供了3个LED灯，2个用户按键、1个系统复位按键以及5v和3.3v的电源测试点，便于工程师们测试和使用。
系统软件
整个评估板的配套软件资源也非常丰富。开发板出厂就内置了一个LED亮灯的小程序，我们只需要用套件中附带的USB线缆将评估板与PC连接即可，具体如图12所示
图12 通过USB与上位机连接
此时，电脑端会显示找到USB Serial Device(COMxx)，用超级终端软件打开COMxx端口，并设置好波特率（115200）及相关参数，可以看到超级终端出现提示（如图13），当我们选择1后终端上打印出了板卡的基本信息。
图13 超级终端显示的内容
此时我们按下板卡上的S1或S2按键，则板卡上的LED灯亮度或频率会相应改变，同时，超级终端上也会给予反馈。
而对于开发工具，瑞萨公司提供了完善的支持，如集成开发环境e² studio、程序下载工具以及灵活配置软件包等软件工具，这些都可以在网站免费得到。在这里强烈推荐瑞萨公司推出的灵活配置软件包 (FSP)，在该软件包里包括高性能、低内存占用的业界一流的 HAL驱动程序，还包含集成了多种RTOS的中间件协议栈，能够简化通信和安全等复杂模块的实现；而配套的e² studio IDE则提供了对图形化配置工具和智能代码生成器的支持，这些都会使得编程和调试变得更加轻松快捷。同时，瑞萨公司还为用户提供了EK-RA4E2评估套件所配套的示例项目包（EK-RA4E2 Example Project Bundle），方便工程师们快速上手。
图14 灵活配置软件包（FSP）
图15 EK-RA4E2样例工程文件
下载并安装好上述灵活配置软件包(FSP)后，就可以开始对套件进行评估了。首先确保评估板是通过右边的Micro USB（Debug）接口与电脑连接，双击运行e2 studio工具，如下图所示：
图16 e2 studio工具启动界面
随后通过在弹出的欢迎界面中点击“导入已有的项目”，选择导入EK-RA4E2 Example Project Bundle中的项目即可。
图17 选择“导入已有的项目”界面
在瑞萨公司提供的Example Project Bundle中有很多示例供工程师们选择，在这里我们选择导入quickstart_ek_ra4e2_ep工程，这也是评估板内置的程序。
图18 导入的quickstart_ek_ra4e2_ep工程结构
在配置完相应的参数后，选择下图中的“Build”工具对整个项目进行编译，如果程序没有错误的话等待编译完就可以得到所需的”.elf”文件（如图）。
图19 “Build”界面
而在对程序进行调试方面，由于评估板内置了Jlink，调试起来比较简单。首先，选择Debug Configurations进行调试配置，按照图20配置完成后，点击右下角的“Debug”按钮即可。
图20 Debug界面
总结
EK-RA4E2评估套件功能丰富，在评估板上包含了多个主流的开源硬件接口、自带了J-Link调试下载器，不但将MCU所有IO口都在评估板上扩展了出来，还支持三种Debug方式，这些都能够极大地降低工程师们对RA4E2系列MCU的评估成本，同时还可以轻松实现各种创意。在官方网站上，瑞萨公司还为EK-RA4E2评估套件提供了完备的开发资料，让工程师能快速上手。欲了解更多详情，可以参考以下网址：
https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ek-ra4e2-evaluation-kit-ra4e2-mcu-group
