BE-U1000 на плате EVU-BA-2.1

Знание об этой плате и этом кристалле, которое иначе собирается по RM, техспецификации, ТО платы и неделе отладки. Почти все отказы здесь тихие: плата работает, просто не так — или молчит, будучи исправной. Поэтому детали лежат в справочных файлах, и их следует читать, а не додумывать.

• reference/board-hardware.md — полный справочник по железу: карта выводов и разъёмов, питание, сброс, режимы загрузки, карта памяти, тактирование, обзор SDK, плюс часть II: система сборки, прерывания, поваренная книга по блокам, прошивка и таблица «признак → причина → лечение».
• reference/recipes.md — готовый код, извлечённый из template/: Makefile, консоль, временная база, захват, импульс, АЦП+DMA, CAN FD, SPI, eFlash, WDT.
• template/ — работающий проект: собран в четырёх сочетаниях (--full/--minimal × eFlash/TCM) и прогнан на плате 2026-08-31 — светодиод, консоль, меню, захват, импульс, АЦП. Плюс сценарий развёртывания. Смотри template/README.md.

Ориентация

Кристалл	BE-U1000, QFN-88. Три ядра RISC-V: 0 и 1 — CloudBEAR BR-350 200 МГц (ilp32f), 2 — BM-310 100 МГц, без FPU (ilp32)
Память	eFlash 256 КБ 0xA0000000, TCMA 64 КБ 0x40010000, TCMB 96 КБ 0x40020000, SRAM 32 КБ 0x70000000, QSPI1 (плата, 16 МБ) 0x90000000
Тактирование	генератор G1 25 МГц на CLKI (кварца у кристалла нет). Перемычка CLK на XP1 переключает на внутренний RC-генератор. PLL по умолчанию не включена
Светодиод / кнопка	LD1 PC0 активен высоким / SB1 PC13 нажата = ноль. SB2 — аппаратный сброс
Консоль и прошивка	UART0 PA6/PA7, АФ #1, разъём XS2 «JTAG UART0» (FT2232HL). Это единственный UART, выведенный на USB
Аналоговые входы	8 штук, VIN0…VIN7 — выделенные выводы, XP8 конт. 28, 30, 32, 34, 36, 38, 35, 37; «AREF» — 7. Три АЦП 12 бит 1 MSps делят их
Импульсные блоки	4 × PWMA (16 бит, захват, одиночный импульс, dead-time), 2 × PWMG, 2 × TIM (32 бита, 4 канала)
Шины	2 × CAN FD (трансивера на плате нет), 4 × SPI (ведущими умеют только SPI1 и SPI3), 4 × I2C, до 7 UART, USB OTG (XS1)
Отладка	JTAG отладчиком на плате (тот же FT2232HL) либо внешним через XP6; JTAG разведён на PA0…PA4
Порты на гребёнках	XP9 — весь порт A, XP10 — весь порт B, XP8 — весь порт C плюс питание и входы АЦП

Сначала — режим загрузки, потом всё остальное

Режим защёлкивается перемычками XP1 до сброса; ни одна программная настройка его не меняет. Половина «плата не работает» — это не тот режим.

XP1 DBG-M2-M1-M0	Режим	Когда нужен
0000 (все сняты)	EFLASH	боевой: запуск программы из eFlash
0001 (только M0)	UART	прошивка и BootROM CLI по UART0
0011 (M0+M1)	USB	прошивка по DFU либо CLI по USB CDC (кабель в XS1)
0010	QSPI	запуск из внешней QSPI flash
0100 / 1100	JTAG EXT / JTAG INT	отладчик на плате или внешний / встроенный
0110	MULTI	перебор EFLASH → QSPI → USB CDC → UART

Отдельная перемычка CLK: снята — генератор 25 МГц (норма), установлена — внутренний RC-генератор. ⚠ Его диапазон в документах разный: техспецификация кристалла v1.5.5 трижды называет 12…32 МГц, ТО платы v2.1.2 — 20…40 МГц. Кому верить, по бумагам не решить; на плате не мерено. Питание выбирается перемычкой XP11: USB / EXT5V / VIN (10…48 В). Полные таблицы и рисунки — reference/board-hardware.md §3.

Правила, которые экономят дни (rules & pitfalls)

Каждое — из отказа, который выглядел не тем, чем был.

1. Подтверждение приёма прерывания у каждого блока своё, и найти его надо до отладки, а не после. У PWMA/PWMG это PWMA_ClearIT() — разряд 15 регистра разрешений DIER, и он обязан быть последней строкой обработчика; гашение флагов состояния линию запроса не снимает. У ADC — CR1.CLRINTRPT. У CAN FD — запись единицы в ICR. У TIM — TIM_ClearIT(). У UART подтверждения нет вовсе. Без него при запуске по уровню плата «зависает» (обработчик вызывается бесконечно, очередь UART перестаёт уходить), при запуске по фронту срабатывает ровно один раз, а регистр состояния внутри обработчика читается нулём. Ни один пример SDK 2.1 PWMA_ClearIT() не вызывает — искать нечего, надо знать.
2. Сбор с АЦП по прерыванию невозможен — только DMA. Запрос снимается единственно записью в CR1, а любая запись в CR1 обрывает идущую последовательность (там же ADON и SWSTART). Подтверждать на каждом ранге — терять преобразование (измерено: 3 ранга из 6), не подтверждать — вешать плату. С DMA всё сходится: 0 потерь из 500, 18 мкс на канал. Прерывание от самого АЦП не разрешается вовсе.
3. ADC_StartCalibration() — не калибровка. Она выставляет ASER.CAL_SEL, а ADC_IsCalibrationOnGoing() читает тот же разряд обратно; железо его не снимает, поэтому ожидание вечно по построению и плата встаёт молча. По RM единица подменяет вход внутренним нулём, и «ноль» этот равен 1400…1700 отсчётов — середина шкалы. Вычитать его нельзя: данные превращаются в правдоподобные нули («датчики не подключены»).
4. CANFD_RequestMode() из SDK молча не срабатывает. Она снимает SRR.CEN и тут же проверяет режим; не успев — пропускает настройку, а CEN уже снят. Узел нем: не передаёт, не принимает, ошибок не считает, и выглядит это как «кадры уходят, никто не отвечает». Повторять запрос, пока GetMode() не подтвердит.
5. Тактовая CAN — 12,5 МГц, а не 25. На 500 кбит/с приходится ровно 25 квантов на бит; привычные фиксированные 16 не делят это нацело, и шина не открывается вовсе. Число квантов считать, точка выборки ~75 %.
6. SPI0 и SPI2 — ведомые. В именах регистров, в структурах и в HAL разницы нет: SPI_Init() проходит без ошибок, а обмен даёт таймаут. Улика — BAUDR и SER читаются нулями при записанных значениях. Различить можно только по таблице выводов RM: MSPI1, MSPI3 против SSPI0, SSPI2. Отсюда правило шире одного блока: прочитать обратно то, что записал.
7. С обычного ОЗУ (0x70000000) выборка команд не идёт. Исполняемое ОЗУ здесь одно — TCMA 0x40010000. Функция, положенная в .data, просто не возвращается; ядро уходит в трап с запрещёнными прерываниями, и наружу это выглядит как обрыв вывода на середине строки.
8. Код, который пишет eFlash, обязан исполняться из TCM. Массив недоступен, пока идёт его собственная операция, — и для данных, и для команд: холодный проход по 4 КиБ кода во время стирания сектора занял 3408 мкс против 85 вхолостую. Отказ не падение, а простой ядра на 3,3–4,1 мс и потерянные байты UART. Удобный перенос — секция с именем без точек (beu_nvmfunc): для таких компоновщик сам заводит __start_…/__stop_….
9. common.mk не следит за заголовками. DEPS собирается как main.d, а компилятор пишет main.o.d, и -include молча берёт пустоту. Правка общего заголовка не вызывает пересборку, а на плате потом отказывает не то, что менялось (у нас так объект устарел на 12 байт структуры, и плата умирала на первом куске прошивки). Лечение — -include $(wildcard $(OBJ_DIR)/*.o.d) в своём Makefile либо make clean после каждой правки заголовка.
10. SDK переиспользует уже сгенерированный output/debug/generated.ld (LD_SCRIPT := firstword $(wildcard $(PRJ_DIR)/*.ld) $(wildcard $(OUT_DIR)/*.ld)). Поэтому MEM_REG_ROM=TCMA после обычной сборки молча не действует: предупреждений нет, образ уезжает не в ту память, на плате это «прошилось, но не стартует». Вместе с ORIGIN не меняется и кодовое слово для BootROM — а оно у каждой области своё (см. «Прошивка»), поэтому плата молча уходит в режим USB. Перед сменой области — make clean; проверять ORIGIN в generated.ld (под TCM должно быть 0x40010000).
11. Открытие /dev/ttyUSB0 сбрасывает плату, и софтом это не обходится. Вывод ADBUS4 микросхемы FT2232HL заведён на цепь сброса; проверены обе полярности DTR и обе RTS — сбрасывают все четыре, даже когда порт уже держит открытым другой процесс. Следствие полезное: сброс перед прошивкой можно отдавать линией DTR, кнопка SB2 не нужна. Следствие вредное: всякая правка, живущая в ОЗУ, теряется при каждом подключении.
12. В режиме EFLASH BootROM не поднимает UART0 и не печатает. Его printf по 0x4000b082 работает только там, где он сам ведёт консоль, то есть в режимах UART и USB CDC. Программа, полагающаяся на него, в боевом режиме молчит при полной исправности — а отлаживать это в режиме UART бесполезно, там отказ не воспроизводится. Порт поднимать самому.
13. Прерывания не вкладываются. Обработчик GCC (__attribute__((interrupt))) входит с закрытым mstatus.MIE и наружу его не открывает; уровни CLIC задают лишь порядок выбора среди ожидающих. Значит бюджет считается по самому длинному обработчику в системе, а не по своему: измеренный провал главного цикла — 850…1300 мкс. И float в обработчике опасен: GCC сохраняет только те регистры, которые использует сам.
14. CLIC_Config(1, 1) даёт по одному разряду на уровень и приоритет. Значение 2 в CLIC_ConfigIRQ() при этом не «понизится» — прерывание не сработает вовсе. И __enable_irq() забыть так же легко: обе ошибки дают молчащую плату, неотличимую от зависшей.
15. Потолок сторожевого таймера — 335 мс (2^23−1 такта на 25 МГц), то есть 670 мс до перезагрузки в режиме с прерыванием. ⚠ В заголовке SDK список периодов набран с опечаткой начиная с четвёртого значения (0xFFFF вместо 0xFFF) и завышает потолок в 16 раз. Регистра причины сброса у кристалла нет — отметку держать в ОЗУ (например по _heap_start).
16. Страповые выводы PA10, PB10, PC4, PC6, PC8 нельзя подтягивать вверх — ни драйвером, ни преобразователем уровня. Внутри они подтянуты к земле через 42 кОм, и это и есть режим EFLASH; внешняя единица уводит собранную плату в чужой режим загрузки молча. MODE[0] при этом сидит на SPI1_MOSI, а MODE[1] — на SPI3_MOSI: у обоих ведущих SPI линия MOSI страповая, обойти нечем.
17. Восемь аналоговых входов — предел кристалла, а не платы. VIN0…VIN7 выделенные, у всех трёх АЦП общие, альтернативной функцией портов АЦП не бывает ни на одном выводе. Нужно больше — только внешний мультиплексор (CD74HC4051 + буферный ОУ: Ron 100…200 Ω требует низкого импеданса источника).
18. Тактирование порта GPIO включается отдельно от тактирования периферии, и без него вывод к ней не подключается. CRU_PIN_Init() при этом отрабатывает молча, регистры таймера верны, провод исправен — а захват не видит ни одного фронта. Измерено на плате 2026-08-31: захват на PB8 не считал ничего, пока не добавили CRU_APB1_EnableClock(CRU_APB1_PERIPH_GPIO1); выход на PC5 при этом работал — но лишь потому, что порт C уже тактировался ради светодиода. Порты сидят на разных шинах: A — CRU_APB0_PERIPH_GPIO0, B — CRU_APB1_PERIPH_GPIO1, C — CRU_APB2_PERIPH_GPIO2.
19. DMA не имеет доступа к TCM — ни к TCMA, ни к TCMB. Буфер DMA обязан лежать в SRAM (0x70000000). Измерено 2026-08-31 на трёх адресах: с приёмником в TCMB (0x40020400) и в TCMA (0x4001F000) канал включается, делает одну исходную транзакцию, ловит ошибку шины (RAW_ERR = 1) и сам выключается, не подняв флага завершения; с приёмником в SRAM те же четыре канала АЦП собираются за 66 мкс. Ловушка тихая вдвойне: наружу это «АЦП не отдаёт результат», а конфигурация DMA и АЦП при этом верна. И она подстерегает ровно там, где кажется безопасно: при сборке под TCM (MEM_REG_ROM=TCMA) переменная MEM_REG_RAM по умолчанию тоже уводит данные в TCM — для DMA нужно MEM_REG_RAM=SRAM.
20. Ядро 2 (BM-310) — без FPU и практически без libc. Тулчейн SDK собран без мультибиблиотеки rv32imc/ilp32, и <string.h> там просто нет: сборка падает с fatal error: string.h: No such file or directory, тогда как хостовая и оба других ядра проходят. TCM у него свой и крошечный: 2 КБ + 8 КБ.

Когда задача — импульсы и захват (угловой домен, ШИМ, энкодер)

Это то, ради чего берут PWMA, и наивный подход здесь неверен.

Импульс складывается из двух совпадений. У PWMA на канал один регистр сравнения: CCR = t_on в режиме ACTIVE даёт фронт включения, затем в обработчике CCR = t_off в режиме INACTIVE — фронт выключения. Оба фронта делает компаратор, задержка обработчика в джиттер не превращается — она лишь ограничивает снизу длительность импульса. Измерено: ошибка ширины 0 нс, джиттер 120…320 нс, постоянный сдвиг −1,8 мкс (одинаков для обоих фронтов, ширины не касается).

Счётчик 16-разрядный: на 25 МГц окно всего 2,62 мс. Цель дальше окна требует прицельного пробуждения — совпадения на заведомо достижимой точке, по которому остаток пересчитывается. Ожидание переполнения вместо этого даёт слепую полосу: цель чуть дальше окна перепрыгивает через ноль и оказывается «в прошлом». И при перезарядке обязательно переставлять значение сравнения: старое, оставшееся от предыдущего фронта, срабатывает как фронт выключения — импульс 5 мс выходил короче ровно на период счётчика.

Предзагрузка регистра сравнения (preload) — противоположные решения для разных задач. Для события (впрыск, искра) её надо выключить: цель, записанная за 100 мкс до срабатывания, вступила бы в силу только через 2,6 мс. Для ШИМ — включить: иначе новая скважность действует посреди импульса, и это скачок тока в нагрузке на каждое обновление регулятора.

Захват и вывод — на разных блоках PWMA. У PWMA один вектор прерывания на все каналы блока: на одном блоке перезарядка компаратора вывода исполнялась бы внутри обработчика захвата. Выбор к тому же задан выводами: на порту B (XP10) из блоков PWMA есть только PWMA1, PWMA2/PWMA3 сидят на порту C (XP8).

Числа, по которым считается запас: захват даёт джиттер 80 нс через прерывание; оба фронта на одном канале — не чаще одного фронта в 100 мкс (полярность переключается в обработчике), причём пропущенный фронт даёт не отказ, а правдоподобный мусор — период кратный, скважность произвольная; зарядка канала вывода стоит 38 мкс. Проверять это можно без генератора: перемычка с выхода PWMA2 на вход PWMA1 (PC5 XP8.6 → PB8 XP10.13) — плата меряет себя сама, и честно, потому что блоки разные.

Когда задача — аналоговые входы

Кроме правил 2, 3, 17 и 19 (буфер DMA только в SRAM): у этого АЦП нет одновременной выборки. Секвенсор идёт по рангам, и последний канал группы отстаёт от первого на 90 мкс при шести каналах. Взаимозависимые величины (например положение и ток) ставить соседними рангами. Две группы можно вести параллельно — контроллеры ADC0 и ADC1 независимы, входы у них общие. Линии DMA выделенные: у DMA_0 линия 13 — ADC_0 RX, линия 15 — ADC_1 RX (RM табл. 8-1).

Новый проект

Руками не собирать. template/ — проверенный работающий проект:

~/.claude/skills/beu1000-evuba/template/variants/new-project.sh <каталог> [--full|--minimal]
cd <каталог> && make BAIKAL_SDK=$HOME/путь/к/SDK_2_1

• --full (по умолчанию) — консоль, временная база, захват, импульс, АЦП+DMA, меню по UART0. 25 536 Б из 256 КБ eFlash, ОЗУ 536 Б.
• --minimal — только мигание LD1. 8 484 Б, ОЗУ 424 Б. С него начинать на незнакомой плате: он отделяет отказ тракта прошивки от отказа своего кода.

Обе сборки проверены, как и вариант под TCM. ⚠ Под TCM собирать так: MEM_REG_ROM=TCMA MEM_REG_RAM=SRAM make — данные именно в SRAM, иначе буфер DMA окажется в TCM и АЦП замолчит (правило 19). И не забыть make clean при смене области — правило 10. template/README.md расписывает файлы по подсистемам. Если проект у пользователя уже есть — приводить в порядок его Makefile по образцу шаблона, а не переписывать код.

Прошивка (flashing)

Путь по умолчанию — BootROM CLI по UART0, тем же кабелем, что и консоль. Перемычки XP1: установлена только M0 (режим UART), кабель USB Type-C в XS2, питание выбрано на XP11.

d                       вход в CLI (ROM отвечает баннером и приглашением @)
14000018:1w             снять защиту eFlash от стирания и записи
a0000000:40000:0:100m   адрес, максимальный размер, настройки тактирования
:::101m                 стереть eFlash
:::3L                   ждать образ; ROM отвечает 'C' — запрос XMODEM/CRC
<XMODEM 128-байтными блоками, CRC-16>
a0000000g               запуск с адреса eFlash

В TCM (0x40010000) — та же последовательность без снятия защиты и стирания, команда загрузки l. Запись в TCM не трогает энергонезависимую память и пропадает при снятии питания, поэтому первую проверку платы разумно начинать с неё.

Почему залитый образ обязан быть собран под ту же область. BootROM в режиме EFLASH ищет по адресу 0xA0000020 кодовое слово 0x0BEF5262 и, найдя, передаёт управление на 0xA0000030; не найдя — уходит в режим USB (руководство пользователя §3.2.1). Кодовое слово кладёт система сборки SDK, и оно разное для каждой области: EFLASH 0x0BEF5262, TCMA 0x0B10D522, TCMB 0x0B10DDA2, QSPI1 0x00000000 (Tools/build/service.mk). Заголовок образа — 48 байт: по смещению 0 стоит jal x0, 48 (перепрыгнуть заголовок), 0x20 — кодовое слово, 0x28/0x2C — адрес и размер копирования.

Отсюда два следствия. Собранный чужой системой сборки «голый» бинарник плата сама не запустит — стартовать он будет только командой g из CLI. И образ, собранный под другую область памяти, тоже не запустится, даже если залит по верному адресу: кодовое слово не то. Поведение при этом обманчиво мягкое — плата не виснет, а молча уходит в режим USB.

Кнопку RESET нажимать не нужно: DTR# FT2232HL заведён на цепь DTR_RST и формирует сброс наравне с кнопкой (правило 11). Скрипт нашего проекта — tools/flasher/baikal_uart_flash.py.

Второй путь — USB DFU: XP1 в 0011, кабель в XS1 (USB OTG). Кристалл поднимает DFU-устройство на стеке TinyUSB с идентификаторами cafe:2303 (проверять lsusb), заливка — dfu-util --alt 2 --download образ.bin. По умолчанию устройство принадлежит root, и dfu-util падает с LIBUSB_ERROR_ACCESS; лечится правилом udev (SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="cafe", ATTR{idProduct}=="2303", TAG+="uaccess"). Путь нужен для больших образов (256 КБ по UART идут около 25 секунд), но требует второго кабеля в XS2 для сброса: питание FT2232HL идёт оттуда, и без него линия DTR мертва.

Третий путь — JTAG: XP1 в 0100 (отладчик на плате, XS2) либо внешний отладчик в XP6 при любом питании, кроме XS2. Нужен для точек останова и для подъёма платы, у которой испорчено всё остальное.

Оживление. Испортить плату прошивкой нельзя: режим загрузки задаётся перемычками до сброса и от содержимого eFlash не зависит. Оборванная заливка означает лишь негодный образ — вернуть XP1 в UART и залить заново.

Отчётность

Говорить прямо, что проверено на железе, а что взято из документации. Здесь это разделено так:

Происхождение	Что именно
Измерено на плате шаблоном этого скила (2026-08-31, ядро 0, 25 МГц, образ в TCM, данные в SRAM)	мигание LD1 из TCM; консоль и меню по UART0; тактовые CCLK/PCLK0/1/2/HCLK = 25 МГц; импульс PWMA2 доходит до конца, каждый ловится захватом PWMA1 через перемычку PC5→PB8; АЦП+DMA — 4 канала за 66 мкс (16,5 мкс на канал); тактирование порта GPIO обязательно (правило 18); DMA не достаёт до TCM (правило 19)
Измерено на плате (порт EHAL проекта ЭБУ, EVU-BA-2.1, ядро 0, 25 МГц без PLL)	джиттер захвата 80 нс; предел обоих фронтов 100 мкс; ширина импульса и джиттер вывода; зарядка канала 38 мкс; провал главного цикла 850…1300 мкс; АЦП 18 мкс на канал и 0 потерь из 500; смещение нуля АЦП; времена и зерно eFlash; тактовая CAN 12,5 МГц; сброс платы при открытии порта; потолок и поведение WDT
Проверено сборкой	размеры и области шаблона (25 536 Б и 8 484 Б, ORIGIN под TCM), поведение generated.ld и *.o.d, кодовое слово в готовом образе (xxd -l 0x30: 0x0BEF5262 под eFlash, 0x0B10D522 под TCMA)
Сверено с первоисточником	карта «вывод → контакт» разъёмов XP8/XP9/XP10 (ТО платы, рис. 3-6…3-8, сверено по рисункам); номера альтернативных функций (RM, рис. 5-20); страповые выводы и режимы загрузки (техспец. табл. 3-5, ТО платы табл. 3-3); карта памяти (Tools/build/platform/BE_U1000/mem_map.mk); заголовок образа и кодовые слова (ldscript_template.ld, service.mk); поведение BootROM (руководство пользователя §3.2.1)
Не проверено ничем	выводы CAN PA14/PA15 и уровни на них — трансивера на плате нет, проверялась только внутренняя петля; диапазон внутреннего RC-генератора (документы расходятся); заливка шаблона в eFlash (проверялась только TCM: в eFlash платы лежит чужая прошивка, и стирать её ради опыта незачем)

Отдельно держать в уме нерешённое: времена eFlash из приложения вдвое больше измеренных из TCM (8253 мкс против 4061 на стирание блока), причина не установлена, обе цифры приведены рядом намеренно; флаг повторного захвата CC0OF взводится на каждом захвате при нулевых потерях, расхождение с RM не выяснено.