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M2 接口定义

接口定义草案

本页整理了 M2 接口方案草案。本地提案工作簿包含 M2 和 M2xM 两张表,但引用的另一份源文件 M2E接口定义_0714.xlsx 不存在,因此无法确认这份提案的版本和审批来源。目前也未找到可确认触点分配或数量的思澈科技(SiFli)一手资料。该工作簿不含 M2xN 或 M2xA 工作表,因此下文相应摘要尚未核实。本页不是 μForge.io 已发布的接口标准。所有分配都应视为暂定;在将设计用于量产前,请核实所选模组、载板、连接器、电气限制和引脚复用情况。

适用范围

本地提案工作簿中的 M2 和 M2xM 两张表按 1–75 编号,但触点映射中不列 24–31 号位置,因此共列出 67 个编号触点。两张表都将映射标注为 M.2 Key-E 连接器;M2xM 表还注明同一模组必须包含 M2 基础接口。这些都是提案中的标注,不能证明其符合 PCI-SIG M.2 规范,也不能据此认定模组与载板可互换,或确定实际连接器的数量和布局。本页另含 M2xN 和 M2xA 摘要,但目前没有这两类接口的原始触点映射资料可供核实。

  • M2:连接显示、音频、存储、调试及通用嵌入式 I/O。
  • M2xM:显示、摄像头和 PDM 的多媒体分配草案。摘要中还提到 I2S/PCM,但现有 M2xM 工作表没有对应触点分配。
  • M2xN:网络、USB、CAN 和 UART 信号。
  • M2xA:电机控制、模拟采集、编码器和定时器信号。

当前草案仅预留了 M2xH 和 M2xP 两个名称,尚未为其分配触点。

连接器关系尚未明确

本地提案工作簿注明,M2xM 所在模组还必须包含 M2 基础接口,但没有说明两张映射表对应独立连接器还是共用连接器。因此不能据此推断连接器数量或布局。工作簿也不含 M2xN 或 M2xA 的触点映射。

连接器约定

本地提案工作簿的 M2 表以卡边为观察方向,奇数号触点标在顶面,偶数号触点标在底面。图中未列出 24–31 号位置,并将其标作拟议键位缺口;这仍不能证明实际连接器符合 M.2 E-key 的机械规范。

表:M2 连接器与扩展概要
项目 定义
连接器格式 按 1–75 编号的草案卡边触点图,共列出 67 个触点;尚未核验是否符合 M.2 E-key 规范
提案中未列出的位置(拟议键位区) 24–31 号位置
基础分配 M2
多媒体分配 M2xM
本文中的扩展内容 M2xM 触点映射;M2xN 和 M2xA 仅有摘要,尚未核实
声明示例 M2 + M2xM

M2 基础配置

M2 是面向小型互联产品的基础接口配置方案,其分配旨在涵盖 QSPI 显示屏和电容触控面板、Wi-Fi SDIO、1-bit TF 卡 SDIO、模拟音频、调试、USB、CAN 和通用总线。部分触点有意设计为复用,模组可根据所用 SoC 和产品配置选择合适的功能。

表:M2 功能分配
功能 分配信号 设计意图
电源 USB_VIN、VBAT/VBATS、3.3V、CHG_INT 和 GND 提案映射中的信号名称;本文未规定电压、电流或上电时序要求。
QSPI 显示 LCDC1_SPI_CS、CLK、DIO0–DIO3、CS2、TE、RSTB、LCD_BL_PWM QSPI 显示面板、背光和可选第二片选。
电容触控 CTP_I2C1_SDA、CTP_I2C1_SCL、CTP_INT、CTP_REST 电容触控控制和中断。
Wi-Fi WiFi_SD2_CLK、CMD、D0–D3、PDN、INT、WAKE 连接外部 Wi-Fi 器件的 4-bit SDIO 接口。
TF 卡 TF_SD1_CMD、CLK、D0、TF_DET 1-bit TF 卡接口和卡检测。
模拟音频 ADC_1P/N、ADC_2P/N、MIC_BIAS、DAC_1P/N、DAC_2P/N、AU_PA_EN 两对模拟输入、麦克风偏置、两对 DAC 和 PA 使能。
调试与恢复 DBG_UART1_TXD/RXD、SWDIO、SWCLK、SWD_SW、BOOT_MODE 调试 UART、SWD 和启动/恢复选择。
通用串行总线 SPI1/SPI2、I2C2–I2C4、UART2/UART3 和通用 GPIO/总线 (G0–G17/BUS0–BUS17) 通过模组引脚复用选择的产品专用总线;I2C1 分配给触控控制器。部分 SPI2/I2C3/I2C4/UART3 位置也可复用为 PDM1/PDM2 数字麦克风信号。
其他控制 CAN_TX/RX、USB/USB Host 信号、PWR_KEY 现场总线、USB 角色控制和电源键输入。

M2 引脚分组与配色

图:M2 信号组颜色图例

彩色条带是表格图例。下方双面触点表记录了这份 M2 草案的参考引脚分配,包括备选功能和复用关系;它不是已发布的接口规范。

M2 触点分配

表格分别列出板卡底面和顶面的触点,中央为 CN1 列。工作簿为触点指定其他复用功能时,会列在 Alt(复用功能)列中;功能单元格的配色与上方图例对应。

表:M2 基础触点分配
复用功能 功能 底面引脚 CN1 顶面引脚 功能 复用功能
SDIO2_D2 / GPADC WiFi_SD2_D2 74 75 TF_DET SDIO1_D1 / SPI1_MOSI / UART2_RXD
SDIO2_D3 / GPADC WiFi_SD2_D3 72 73 TF_SD1_D0 SDIO1_D0 / SPI1_MISO / UART2_TXD
SDIO2_CMD / GPADC WiFi_SD2_CMD 70 71 TF_SD1_CLK SDIO1_CLK / SPI1_SCK / UART2_CTS
SDIO2_CLK / GPADC WiFi_SD2_CLK 68 69 TF_SD1_CMD SDIO1_CMD / SPI1_CS# / UART2_RTS
SDIO2_D0 / GPADC WiFi_SD2_D0 66 67 WiFi_WAKE SDIO1_D3 / CAN_RX
SDIO2_D1 / GPADC WiFi_SD2_D1 64 65 WiFi_INT SDIO1_D2 / CAN_TX
GND 62 63 GND
GPADC PWR_KEY 60 61 USBHOST_D−
PDM1_DATA / I2C3_SDA / UART2_RXD / G0/BUS0 SPI2_MISO 58 59 USBHOST_D+
PDM1_CLK / I2C3_SCL / UART2_TXD / G1/BUS1 SPI2_MOSI 56 57 USB_OTG
PDM2_DATA / I2C4_SDA / UART3_RXD / UART2_CTS / G2/BUS2 SPI2_SCK 54 55 CTP_I2C1_SDA G5/BUS5
PDM2_CLK / I2C4_SCL / UART3_TXD / UART2_RTS / G3/BUS3 SPI2_CS# 52 53 CTP_I2C1_SCL G6/BUS6
G4/BUS4 CHG_INT 50 51 CTP_INT G7/BUS7 / SWDIO
USB_VIN 48 49 CTP_REST G8/BUS8 / SWCLK
GND 46 47 GND
3.3V 44 45 VBAT/VBATS
G9/BUS9 USB_DET 42 43 DBG_UART1_TXD SWDIO
G10/BUS10 WiFi_PDN 40 41 DBG_UART1_RXD SWCLK
UART3_RXD G11/BUS11 38 39 G14/BUS14 UART2_RXD
UART3_TXD G12/BUS12 36 37 G15/BUS15 UART2_TXD
I2C2_SCL G13/BUS13 34 35 G16/BUS16 I2C2_SDA
GND 32 33 AU_PA_EN G17/BUS17
提案中未列出的位置:24–31(拟议键位区) 提案中未列出的位置:24–31(拟议键位区)
DAC_1N 22 23 DAC_2N
DAC_1P 20 21 DAC_2P
ADC_2N 18 19 GND
MIC_BIAS 16 17 ADC_2P
ADC_1N 14 15 ADC_1P
LCDC1_SPI_CS2 12 13 GND
LCDC1_SPI_DIO2 10 11 LCDC1_SPI_DIO3
LCDC1_SPI_DIO0 8 9 LCDC1_SPI_DIO1
LCDC1_SPI_CS 6 7 LCDC1_SPI_CLK
LCD_BL_PWM 4 5 LCDC1_SPI_TE
SWD_SW 2 3 LCDC1_SPI_RSTB
— — 1 BOOT_MODE

M2 引脚说明

分组和配色与上方触点表一致。工作簿未定义 I/O 方向,因此这一列仅作为暂定的集成参考,方向均以模组为参照:I 表示输入,O 表示输出,I/O 表示双向。多个方向按所列信号的顺序对应。SPI 和 PDM 按模组提供时钟的用法列出,SWD 按外接调试器的用法列出。各信号的方向及电气要求仍须查阅所选模组和 SoC 文档确认。

I2C 的 I/O 表示 SDA/SCL 是双向总线信号,不代表模组支持所有控制器或目标器件模式,也不保证支持时钟拉伸。具体的引脚配置和上拉要求须按模组确认,参见 NXP I2C 总线规范。PDM 的时钟输出、数据输入方向采用 ST PDM 应用笔记 中所示的麦克风主机连接方式,不代表特定模组一定支持该功能。

表:M2 信号说明与暂定方向
信号组 信号 I/O 说明
电源 VBAT/VBATS I 电池输入电源轨。
电源 3.3V I 3.3 V 电源。
电源 CHG_INT O 充电器中断/状态输出。
电源 USB_VIN I USB 输入 / 充电路径电源轨。
电源 USB_DET I USB 检测信号。
电源 USBHOST_D+、USBHOST_D− I/O USB Host 模式数据对,独立于主 USB 端口。
电源 USB_OTG I/O 提案工作簿中的信号名称;该表注明“当前平台不支持”。不能仅凭触点标注认定平台支持此功能。
显示 LCDC1_SPI_CS、LCDC1_SPI_CS2 O QSPI 显示主片选和可选的第二片选。
显示 LCDC1_SPI_CLK O QSPI 显示时钟。
显示 LCDC1_SPI_DIO0–DIO3 I/O QSPI 显示数据线。
显示 LCDC1_SPI_TE I 面板防撕裂同步(TE)信号输入。
显示 LCDC1_SPI_RSTB O 显示面板复位,低有效。
显示 LCD_BL_PWM O 背光 PWM 控制。
触控 CTP_I2C1_SDA、CTP_I2C1_SCL I/O 电容触控控制器 I²C 总线。
触控 CTP_INT I 触控控制器中断。
触控 CTP_REST O 触控控制器复位。工作簿将该信号拼写为 CTP_REST。
Wi-Fi / SDIO WiFi_SD2_CLK、WiFi_SD2_CMD O、I/O 外部 Wi-Fi 器件的 SDIO 时钟和命令。
Wi-Fi / SDIO WiFi_SD2_D0、WiFi_SD2_D1、WiFi_SD2_D2、WiFi_SD2_D3 I/O 外部 Wi-Fi 器件的 4-bit SDIO 数据线。
Wi-Fi / SDIO WiFi_PDN O Wi-Fi 模组掉电控制。
Wi-Fi / SDIO WiFi_INT I Wi-Fi 中断,与 65 号引脚的 SDIO1_D2/CAN_TX 共享。
Wi-Fi / SDIO WiFi_WAKE I/O Wi-Fi 唤醒信号,与 67 号引脚的 SDIO1_D3/CAN_RX 共享。
Wi-Fi / SDIO TF_SD1_CMD、TF_SD1_CLK、TF_SD1_D0 I/O、O、I/O 1-bit TF 卡 SDIO 命令、时钟和数据。
Wi-Fi / SDIO TF_DET I TF 卡在位检测。
Wi-Fi / SDIO SDIO1_D0–D3、SDIO2_D0–D3 I/O SDIO 控制器的通用信号别名,分别对应 TF 卡(SDIO1)和外部 Wi-Fi 器件(SDIO2)所用的同一组物理线路。除非模组需要两条完整的 4-bit SDIO 总线,否则应使用上方按用途列出的信号名称。
Wi-Fi / SDIO CAN_TX、CAN_RX O、I 逻辑电平 CAN 收发接口,与 WiFi_INT/WiFi_WAKE 共享 65 号和 67 号引脚。载板仍需要 CAN 收发器以及适合产品总线的保护电路。
Wi-Fi / SDIO GPADC I 此引脚分配中,Wi-Fi SDIO 的 74、72、70、68、66、64 号触点,以及 PWR_KEY 所在的 60 号触点,均列有 ADC 备选功能。
音频 ADC_1P/N、ADC_2P/N I 两对差分模拟麦克风输入。
音频 MIC_BIAS O 麦克风偏置电源。
音频 DAC_1P/N、DAC_2P/N O 两对差分音频输出。
音频 AU_PA_EN O 音频功放使能。
SPI / I²C / UART SPI1_CS#、SPI1_SCK、SPI1_MOSI、SPI1_MISO O、O、O、I SPI1,与 TF 卡路径复用。
SPI / I²C / UART SPI2_CS#、SPI2_SCK、SPI2_MOSI、SPI2_MISO O、O、O、I SPI2,与 I2C3 和 UART2 复用。
SPI / I²C / UART I2C2_SDA、I2C2_SCL I/O I2C2 的 SDA 和 SCL 分别位于 35、34 号触点。此前提及的 MPI/SD 复用关系未在此触点图中得到确认。
SPI / I²C / UART I2C3_SDA、I2C3_SCL I/O I2C3,与 SPI2 复用。
SPI / I²C / UART I2C4_SDA、I2C4_SCL I/O I2C4,与 SPI2 和 UART3 复用。
SPI / I²C / UART UART2_TXD/RXD、UART2_CTS/RTS O/I、I/O UART2 可选用 TF 卡组、SPI2 组或 39/37 号触点中的对应位置。此前提及的 MPI/SD 复用关系尚未确认,须按模组实际的引脚复用配置核对。
SPI / I²C / UART UART3_TXD/RXD O/I UART3 可选用 SPI2/I2C4 组或 38/36 号触点中的对应位置。此前提及的 MPI/SD 复用关系尚未确认,须按模组实际的引脚复用配置核对。
SPI / I²C / UART G0–G17/BUS0–BUS17 I/O 通用 GPIO/总线触点,视位置与 SPI2、I2C2–I2C4、UART2/UART3、PDM1/PDM2 或 SWD 复用。
音频 PDM1_CLK/DATA、PDM2_CLK/DATA O、I 每组数字麦克风信号中,CLK 为模组输出,DATA 为模组输入;这些功能与 SPI2/I2C3/I2C4/UART3 共用 58、56、54、52 号触点。
专用 DBG_UART1_TXD/RXD O/I 调试 UART,与 SWD 复用。
专用 SWDIO、SWCLK I/O、I SWD 调试端口,有两种可选共享位置:调试 UART 位置(43/41 号引脚)或触控中断/复位位置(51/49 号引脚)。每个模组只应实现其中一种。
专用 SWD_SW I 提案工作簿中的信号名称;未说明该信号如何控制或选择路由。
专用 BOOT_MODE I 启动/恢复模式选择。
专用 PWR_KEY I 电源键信号。
地 GND — 数字和模拟回流路径,分布在连接器各处。

Wi-Fi SDIO 数据标签更正

本地提案工作簿将 64 号触点分配为 WiFi_SD2_D1,并注明早期版本曾在此重复使用 D3 标注。这只记录了草案工作簿内部的修正,并非思澈科技(SiFli)对引脚复用的确认。两条 SDIO 总线在“复用功能”列中还列有控制器通用别名:Wi-Fi 总线为 SDIO2_D0–D3/SDIO2_CMD/SDIO2_CLK,TF 卡总线为 SDIO1_D0–D3/SDIO1_CMD/SDIO1_CLK,并同时保留各自的功能名称。

M2 共享规则

  • 工作簿将 SWD 标为复用资源,提供两种可选路由:调试 UART 位置(43 号引脚的 SWDIO 和 41 号引脚的 SWCLK)或触控中断/复位位置(51 号引脚的 SWDIO 和 49 号引脚的 SWCLK)。每个模组只应实现其中一种,并在复用任一触点前保留恢复策略。
  • SPI1 与 1-bit TF 卡接口复用触点。这些线路也列有 SDIO 控制器通用别名 SDIO1_D0–D3/CMD/CLK;65/67 号引脚另可复用为 CAN_TX/CAN_RX。
  • Wi-Fi SDIO2 数据线也列有 SDIO 控制器通用别名 SDIO2_D0–D3/CMD/CLK;其中多个触点还可复用为 GPADC 模拟输入。
  • SPI2 与 I2C3/I2C4(58、56、54、52 号触点)可复用为 PDM1/PDM2 数字麦克风信号,并附带通用 G0–G3/BUS0–BUS3 GPIO 别名。
  • 在 G11–G16/BUS11–BUS16 这组六个位置中,UART3 使用 38/36 号触点,UART2 使用 39/37 号触点,I2C2 的 SDA/SCL 使用 35/34 号触点。三组接口各用不同的一对触点,并非共用同一对引脚;每对触点均与对应的 GPIO 功能复用。能否同时运行须按所选模组确认。
  • QSPI 显示和电容触控在信号层面独立,但其电源、复位和唤醒行为必须作为一个显示子系统共同审查。
  • CAN_TX 和 CAN_RX 为逻辑电平信号,复用在 65/67 号引脚上,并非独立分配的触点。载板仍需要 CAN 收发器以及适合产品总线的保护电路。

M2xM 多媒体配置

M2xM 是多媒体分配草案。本地提案工作簿将 DPI 和 DVP 标为主用信号组,将 MIPI DSI 和 CSI 标为替代信号组,但未说明复用控制方式或并发使用限制。这些标注不能证明特定 μForge 模组或 SoC 封装支持相应接口;实施前应依据所选模组文档确认器件能力和布线要求。

表:M2xM 功能分配
功能 提案工作簿中的标注 证据与限制
RGB / DPI 显示 R0–R7、G0–G7、B0–B7、DPI_CLK、DPI_DE、DPI_HSYNC、DPI_VSYNC 和共用显示控制信号 DPI 标为主用。工作簿未列出 8080 或 EPD 的触点分配。
MIPI DSI DSI_D0±–DSI_D3±、DSI_C±、复位、背光 PWM 和 I2C 信号 DSI 标为替代项;图中有 6 个触点标为屏蔽接地(GND)。工作簿未分配 TE 信号。
触控控制 通用 I2C_SCL、I2C_SDA 和 RESET 信号 M2xM 表未列出触控专用中断/复位映射;无法据此确认触控控制器支持。
12 位 DVP 摄像头 D0–D11、MCLK、PCLK、HSYNC、VSYNC、PWDN、复位和 I2C 信号 表中列出 20 个触点,但未注明 I2C 控制器编号。
MIPI CSI D0/D1 差分通道、时钟对、PWDN、复位和 I2C 信号 CSI 标为替代项;图中有 4 个触点标为屏蔽接地(GND)。复用与并发使用条件未规定。
数字麦克风 PDM1_CLK/DATA 和 PDM2_CLK/DATA 表中列出 4 个 PDM 信号。
I2S / PCM 现有 M2xM 工作表中没有 I2S/PCM 信号或触点分配。 分配尚未核实;没有获批来源前,不应将 I2S/PCM 视为该映射的一部分。

M2xN 网络配置

M2xN 是本文中未经核实的网络配置摘要,目前没有可核实其触点分配的原始资料。现有提案工作簿不含 M2xN 工作表,本次也未找到相关思澈科技(SiFli)一手资料。因此,下表中的信号列表和预留触点数量均未核实,不能视为已确认的触点定义。

表:M2xN 功能分配
功能 草案摘要(尚未核实)
以太网 草案文本中出现了互相矛盾的标注:千兆以太网 / RGMII,以及 RMII_* 信号名。此处没有 M2xN 原始触点映射资料,也没有可用于判定的思澈科技(SiFli)一手资料。接口类型和速率均未核实;获批来源确认前,不应对产品宣称支持其中任一能力。
USB USB1_D±、USB1_DET、USB1_OTG、USB2_D±、USB2_DET、USB2_OTG
CAN CAN1_TX/RX 至 CAN4_TX/RX,以及已分配的 CAN1/2_STB 和 CAN1/2_ERR_N 控制信号
UART UART1_TX/RX/CTS/RTS 和 UART2_TX/RX/CTS/RTS
预留 15 个 GPIO 触点和 12 个 GND 触点

M2xA 模拟与电机控制配置

M2xA 是本文中未经核实的电机控制与采集摘要,目前没有可核实其触点分配的原始资料。现有提案工作簿不含 M2xA 工作表,本次也未找到相关思澈科技(SiFli)一手资料。因此,下表中的信号名称、数量和分配均未核实,不能视为已确认的触点定义。

表:M2xA 功能分配
功能 草案摘要(尚未核实)
BLDC 控制 草案列出 PWM1_OUT/OUTN、PWM2_OUT/OUTN、PWM3_OUT/OUTN、BKIN1/2、DRV_EN 和 DRV_NFAULT。模拟输入出现两套不一致的五路标注(ADC_IU/V/W、ADC_VBUS、ADC_NTC 和 ADC_IN1–ADC_IN5);另一份 M2xA 摘要则列出 ADC0–ADC2。未找到可核实这些名称、数量和分配的 M2xA 原始触点映射资料或思澈科技(SiFli)一手资料。在获批的接口来源补齐前,应视为尚未解决。
位置反馈 H_A、H_B、H_C、ENC_A、ENC_B、ENC_Z
通用定时 TIM_CH1–TIM_CH6
预留 27 个 GPIO 触点和 13 个 GND 触点

模组声明与实施检查表

模组声明应标识其基础分配和每个支持的扩展映射,例如 M2、M2 + M2xM 或 M2 + M2xN + M2xA。还应说明实现的 M2 形式连接器数量、类别、已实现的可选功能和任何互斥模式。

采用本草案前,请验证:

  • 拟议连接器的焊盘图形、板卡外形、固定件和插入方向是否符合适用的 M.2 要求。
  • 模组和载板上 M2 形式连接器的数量、位置和类别。
  • 模组选择的所有复用功能,包括任何共享的 SDIO1/SDIO2、PDM、SWD(调试 UART 或触控中断/复位)或 CAN 路由。
  • 模组特定的 I/O 电压、电流、复位、启动和上电时序要求。
  • 声称的 M2xM MIPI、RGB、DVP、PDM 或 I2S 功能是可同时使用,还是仅为替代模式。
  • 载板对 CAN 收发器、USB 保护、TF 卡供电/检测、显示供电、音频放大器和外部 PHY 的要求。

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