GPADC로 샘플링하기¶

이 노트는 SF32LB52x, SF32LB55x, SF32LB56x, SF32LB57x, SF32LB58x의 ADC 가이드를 하나로 통합한 것입니다. 소프트웨어 워크플로는 공통이지만 입력 한계, 패드 할당, 캘리브레이션 지점은 제품군마다 다릅니다. 하드웨어나 펌웨어를 구성하기 전에 표에서 대상 제품군을 선택하십시오.

GPADC는 센서와 배터리 전압 등을 측정하는 SiFli의 범용 ADC입니다. SF32LB52x, SF32LB56x, SF32LB57x, SF32LB58x에서 제공하는 오디오 ADC와는 별개이며, SF32LB55x와 SF32LB58x에서 제공하는 시그마-델타 ADC와도 별개입니다. 이 노트는 GPADC만 다룹니다. 해당 변환기는 대상 제품군의 오디오 또는 시그마-델타 문서를 참고하십시오.

ADC 범위와 채널 모델¶

SF32LB52x, SF32LB55x, SF32LB56x, SF32LB58x의 SDK 애플리케이션 노트 모델은 센서 출력과 배터리 전압 측정 같은 아날로그 소스를 위해 GPADC_CH0부터 GPADC_CH7까지 8개의 ADC 채널을 사용합니다. SF32LB57x의 SDK ADC 채널 맵에는 12개 채널이 나열되어 있습니다. PA28~PA38은 GPADC_CH0~GPADC_CH10에 매핑되고, 배터리 채널은 GPADC_CH11(SDK 맵에서는 BAT)입니다. SF32LB57x 하드웨어 설계 가이드에서는 해당 패키지 신호를 전원 구성에 따라 VBAT 또는 VBATS로 표기합니다. 측정 가능한 전압값은 선택한 채널, 입력 회로, 대상 소프트웨어의 캘리브레이션에 따라 달라집니다.

SF32LB52x는 GPADC_CH7(BAT)에 전용 배터리 감지 경로를 갖추고 있습니다. SDK 예제에 따르면 이 채널은 분압기를 거쳐 내부적으로 VBAT에 연결되어 있으며, 결과를 변환할 때 배터리 전압 계수를 적용합니다. 반면 GPADC_CH7은 SF32LB56x에서는 외부 패드 PB32에, SF32LB58x에서는 PB39에 매핑됩니다. SF32LB57x의 배터리 채널은 GPADC_CH11입니다. 해당 부품의 VBAT 또는 VBATS 신호와 배터리 도메인 한계를 사용하십시오. 보드에서 배터리와 관련된 연결이 있다고 해서 전용 온칩 배터리 채널이라고 추정해서는 안 됩니다.

ADC 특성과 입력 회로¶

위에 나열한 최대 입력 전압은 일반 GPADC 입력에 적용됩니다. 전용 배터리 감지 채널은 라우팅과 한계가 별도로 정해져 있습니다. SF32LB55x 예제는 1 MΩ / 220 kΩ 분압기와 157 ms RC 안정화 시간을 사용합니다. 통합된 SF32LB56x 가이드는 SF32LB52x, SF32LB56x, SF32LB58x에 470 kΩ / 1000 kΩ과 200 ms 안정화 시간을 제시하며, SF32LB57x에는 이 권장 사항을 적용하지 않습니다. 57x는 이 저항값이나 안정화 시간을 외삽하지 말고, 해당 부품에 대해 문서화된 배터리 감지 경로와 한계를 따르십시오. 이 권장 사항은 외부 분압기 네트워크에 적용됩니다. 특히 SF32LB52x의 전용 GPADC_CH7 배터리 경로에는 대상 보드 설계에서 요구하지 않는 한 외부 분압기를 추가하지 마십시오. 해당 경로는 이미 내부 분압기를 사용합니다. 분압기 허용 오차는 최종 측정 정확도에 영향을 주므로, 설계에서 필요하다면 외부 분압기는 생산 라인에서 별도로 캘리브레이션하십시오.

SF32LB55x의 외부 배터리 경로에 대해 OpenSiFli ADC FAQ는 1% 저항을 사용하는 1 MΩ / 220 kΩ 분압기를 보여 줍니다. 저항값이 크면 분압기의 연속 누설 전류가 줄어들고, 1% 허용 오차는 분압비 오차를 제한하여 측정 정확도를 뒷받침합니다. 분압기 출력은 ADC 테스트 포인트이며 배터리 전압 자체가 아닙니다. 이 레퍼런스를 적용할 때는 대상 회로도와 전기적 한계를 확인하십시오.

SF32LB55x 레퍼런스 회로도에서 VBAT는 R125(1 MΩ)를 거쳐 PB10_BAT_DET_ADC에 연결됩니다. R126(220 kΩ)과 C118(0.1 µF)은 이 노드와 그라운드 사이에 병렬로 연결됩니다. 이 값들은 레퍼런스로 취급하고, 대상 회로도와 전기적 한계에 비추어 확인하십시오.

아날로그 전원과 기준 전압¶

아날로그 전원과 기준 전압 핀 구성은 제품군마다 다릅니다. 모든 GPADC가 동일한 VREF 핀 배치를 갖는다고 가정하지 말고 대상 회로도를 확인하십시오.

58x의 GPADC_VREFP / GPADC_VREFN 쌍은 다른 제품군에서 사용하는 단일 GPADC_VREF 명칭과 서로 바꿔 쓸 수 없습니다. SDK 회로도에는 제품군별 필터 부품도 표시되어 있으므로 대상 부품의 정확한 레퍼런스 회로와 부품 값을 사용하십시오. GPADC 기준 전압 핀에 전원을 직접 인가해서는 안 됩니다. AVDD33_ANA는 아날로그 전원이며, AVSS33_ANA는 제공되는 경우 아날로그 그라운드입니다.

ADC 패드 구성¶

샘플링하기 전에 선택한 입력 패드를 아날로그 기능으로 설정하십시오. 가이드의 일반적인 API 예제는 다음과 같습니다.

HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PB08, 0);
HAL_PIN_Set_Analog(PAD_PB13, 0);

이 호출은 아날로그 핀 API를 보여 줄 뿐, 대상 제품군의 패드 선택을 의미하지 않습니다. 물리적 입력은 다음 채널 맵에서 선택하십시오.

SiFli 자료는 SF32LB52x 패드 매핑에 대해 서로 다릅니다. SF32LB52x 전용 ADC 애플리케이션 노트는 리비전 A0의 외부 패드 맵을 GPADC_CH0~GPADC_CH7에 대해 PB08, PB10, PB12, PB13, PB16, PB17, PB18, PB19로 나열합니다. 반면 SF32LB56x 가이드의 통합 ADC 표는 GPADC_CH0~GPADC_CH6에 PA28~PA34를, GPADC_CH7에 BAT를 나열합니다. 위의 SF32LB52x 행은 통합 표를 반영한 것이며, 모든 52x에 공통으로 적용되는 핀 할당이 아닙니다. 52x 디바이스에서 GPADC를 라우팅하거나 구성하기 전에 정확한 칩과 리비전을 해당 SDK의 핀 설정 및 보드 회로도와 대조하여 확인하십시오. 이 두 맵을 섞어 쓰지 마십시오.

SF32LB57x에는 ADC 채널이 4개 더 있습니다. PA36은 GPADC_CH8, PA37은 GPADC_CH9, PA38은 GPADC_CH10이고, 배터리 감지 신호는 GPADC_CH11입니다(SDK 맵에서는 BAT, 하드웨어 가이드에서는 전원 구성에 따라 VBAT 또는 VBATS). 이 채널은 배터리 전압 도메인에 속하며 일반 GPADC 핀과 측정 범위가 다릅니다. 3.3 V 전원 구성의 경우 4.7 V 핀 정격이 아니라 가이드의 0–4.5 V VBATS GPADC 범위를 따르십시오. 따라서 12채널 맵을 위의 8채널 맵에 적용해서는 안 되며, 배터리 입력도 일반 GPADC 입력처럼 취급할 수 없습니다.

SF32LB55x 전용 경로에서는 PIN을 GPADC 채널에 직접 할당할 수도 있습니다. 예를 들어 HAL_PIN_Set(PAD_PB08, GPADC_CH0, PIN_NOPULL, 0)입니다. 이 특정 할당을 다른 제품군에 복사하지 마십시오.

ADC 채널 읽기¶

SiFli-SDK는 ADC를 배터리 전압 측정 디바이스로 등록하며, 가이드는 기본 디바이스 이름으로 bat1을 사용합니다. RT-Thread 디바이스 인터페이스에서 디바이스를 찾아 읽기 전용으로 연 다음, 사용할 채널을 활성화하고 원시 값을 읽습니다.

uint32_t channel = 1;
uint32_t value;
rt_device_t dev = rt_device_find("bat1");

if (dev) {
    rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY);
    rt_device_control(dev, RT_ADC_CMD_ENABLE, (void *)channel);
    rt_device_read(dev, channel, &value, 1);
}

HAL 수준에서는 HAL_ADC_GetValue(&hadc, slot)로 변환 결과를 읽습니다. 초기화된 ADC 핸들과 변환에 구성한 슬롯 번호를 전달하고, 해당 슬롯이 의도한 채널 및 PAD에 매핑되는지 확인하십시오.

ADC 캘리브레이션과 전압 변환¶

가이드는 변환을 선형 관계로 모델링합니다.

Offset은 0 V에서의 원시 값이고, Ratio는 원시 카운트당 전압 증가분입니다. 공장 캘리브레이션은 제조 편차를 보정하지만, 가이드는 조립된 입력 경로에 대한 2점 캘리브레이션 방법도 설명합니다.

1. 정확하고 안정적인 전압 두 개를 인가한 뒤 각각의 ADC 값을 읽습니다.
2. 0 V나 최대 입력 전압이 아니라 대상 제품군의 두 캘리브레이션 전압을 사용합니다.
3. sifli_adc_calibration으로 ratio와 offset을 계산해 보관합니다.
4. 이후 원시 값은 저장해 둔 캘리브레이션 값으로 변환하고, 입력 소스의 전압을 보고할 때는 분압비를 반영합니다.

소스 구현은 ADC_RATIO_ACCURATE를 1000으로 설정하며, adc_vol_offset과 adc_vol_ratio의 초기값은 각각 200과 3930입니다. 이 레거시 헬퍼는 선형 계산을 보여 주는 용도이며, 대상 SDK 릴리스에서 제공하는 캘리브레이션 흐름을 대체하지 않습니다. 가능한 경우 대상 HAL 또는 디바이스 드라이버의 캘리브레이션 API를 사용하십시오.

SF32LB55x 캘리브레이션 범위¶

OpenSiFli ADC FAQ에는 SF32LB55x 캘리브레이션 흐름이 더 자세히 설명되어 있습니다. sifli_adc_init 중 FACTORY_CFG_ID_ADC로 식별되는 공장 영역 Flash 설정에서 저장된 캘리브레이션 측정값을 읽습니다. sifli_adc_calibration은 이 측정값으로 선형 offset과 ratio를 계산하고, 이후 샘플은 선택한 범위에 맞는 sifli_adc_get_mv 계산을 사용합니다.

두 가지 캘리브레이션 범위가 문서화되어 있습니다.

• X1 범위: 0.3 V와 0.8 V. 저장된 캘리브레이션 값의 비트 15가 설정되어 있어 구현이 소범위 경로를 선택합니다. 0 V 근처와 1 V 이상에서는 정확도가 떨어집니다. 이 경로는 GPADC_ADC_CFG_REG1_ANAU_GPADC_ATTN3X를 비활성화하므로 내부 분압기가 꺼지며, ADC 테스트 포인트는 1.1 V를 초과해서는 안 됩니다.
• X3 범위: 1.0 V와 2.5 V. 이전 캘리브레이션 방식입니다. GPADC_ADC_CFG_REG1_ANAU_GPADC_ATTN3X를 활성화하여 3배 감쇠의 내부 분압기를 켜며, 입력은 3.3 V를 초과해서는 안 됩니다.

캘리브레이션 범위는 표만 보고 선택하지 마십시오. 공장 구성과 대상 SDK 구현을 사용해야 합니다. X1과 X3의 동작은 여기에 인용한 SF32LB55x 자료에만 해당하며, 다른 제품군에 적용하는 규칙이 아닙니다.

SF32LB52x에는 소스 버전 간 차이가 있습니다. 통합 ADC 애플리케이션 노트는 2점 캘리브레이션에 1.0 V와 2.5 V를 나열하지만, 현재 HAL API 레퍼런스는 SF32LB52X의 기본 캘리브레이션 범위를 0.3 V와 0.8 V 지점의 X1으로 명시합니다. 이 두 쌍을 서로 바꿔 쓸 수 있는 기본값으로 취급하지 마십시오. 캘리브레이션 입력이나 허용 입력 전압을 선택하기 전에 대상 부품의 정확한 SDK 릴리스, 공장 데이터, 런타임 캘리브레이션 범위를 확인하십시오.

static uint32_t adc_vol_offset = 200;
static uint32_t adc_vol_ratio = 3930;
#define ADC_RATIO_ACCURATE 1000

int sifli_adc_get_mv(uint32_t value)
{
    return (value - adc_vol_offset) * adc_vol_ratio / ADC_RATIO_ACCURATE;
}

int sifli_adc_calibration(uint32_t value1, uint32_t value2,
                          uint32_t vol1, uint32_t vol2,
                          uint32_t *offset, uint32_t *ratio)
{
    uint32_t gap1, gap2;

    if (offset == NULL || ratio == NULL) return 0;

    gap1 = (value1 > value2) ? (value1 - value2) : (value2 - value1);
    gap2 = (vol1 > vol2) ? (vol1 - vol2) : (vol2 - vol1);

    if (gap1 == 0) return 0;

    *ratio = gap2 * ADC_RATIO_ACCURATE / gap1;
    adc_vol_ratio = *ratio;
    *offset = value1 - (vol1 * ADC_RATIO_ACCURATE / adc_vol_ratio);
    adc_vol_offset = *offset;

    return adc_vol_offset;
}

시작 및 웨이크 후 캘리브레이션 검증¶

SF32LB55x 배터리 전압을 디버깅할 때, OpenSiFli ADC FAQ는 시작 또는 웨이크 후 처음 약 300 ms 동안의 판독값이 RC 충방전 때문에 부정확할 수 있다고 경고합니다. 관측된 파형은 약 350 ms 후에 안정됩니다. 적절한 샘플링 지연을 추가하거나 초기의 불안정한 샘플을 버리십시오. 분압기 노드를 멀티미터나 오실로스코프로 측정할 때는 측정 기기의 입력 임피던스를 고려하십시오. FAQ에 따르면 이로 인해 약 30 mV의 강하가 생길 수 있습니다.

Standby 및 웨이크 후 SF32LB55x ADC 핀 확인¶

PB10의 SF32LB55x 배터리 감지 입력은 Standby에 진입하기 전과 웨이크 후 모두 핀 구성을 확인하십시오. 초기화 전에 PB10에는 기본적으로 내부 풀업이 있습니다. pinmux.c에서 이를 PIN_NOPULL과 PIN_ANALOG_INPUT으로 구성하십시오. 그렇지 않으면 풀업이 활성화된 채로 남아 가끔 높은 판독값이 나올 수 있습니다.

브링업 점검¶

브링업(초기 구동 및 검증) 단계에서는 다채널 또는 주기적 샘플링을 추가하기 전에 독립적으로 측정한 안정적인 입력으로 채널 하나를 검증하십시오.

1. 대상 제품군의 패드 매핑과 아날로그 구성을 확인합니다.
2. 분압기 출력이 대상 제품군의 ADC 한계 이내인지 확인합니다.
3. 원시 결과와 캘리브레이션된 결과를 인가한 전압과 비교합니다.
4. 분압기와 캘리브레이션 조건을 보드 테스트 기록과 함께 보관합니다.

SF32LB56x 로그 UART를 외부 PC에 연결할 때는 시리얼 어댑터의 기준 레벨이 칩의 I/O 전압과 일치하는지 확인하십시오. OpenSiFli ADC FAQ는 3.3 V I/O 연결에 5 V 어댑터 기준을 사용하면 ADC 판독값이 예상보다 훨씬 낮게 나올 수 있다고 경고합니다. 예를 들어 4 V 배터리가 3.3 V로 보고될 수 있습니다.

공식 출처¶

• SF32LB52x ADC Usage and Configuration Guide
• SF32LB55x ADC Usage and Configuration Guide
• SF32LB56x ADC Usage and Configuration Guide
• SF32LB57x ADC Usage and Configuration Guide
• SF32LB58x ADC Usage and Configuration Guide
• SF32LB52x ADC HAL API Reference — 기본 캘리브레이션 범위 정의.
• SF32LB57x 하드웨어 설계 가이드 — 스토리지 및 양산 — GPADC 채널 및 패드 할당.
• SF32LB57x 하드웨어 설계 가이드 — 최소 시스템 및 전원 — 아날로그 전원/레퍼런스 연결 및 변형별 배터리 감지 한계.
• OpenSiFli ADC FAQ — SF32LB55x 공장 캘리브레이션 범위, 시작/Standby/웨이크 검증, SF32LB56x 로그 UART 레벨 안내.

최종 업데이트: 2026-10-19