應用方案

基于英創主板快速構建整機應用方案作者:劉乾坤    發布時間:2018-12-3    被閱覽數:

  英創公司的嵌入式工控主板配置了豐富的接口資源,利用這些資源經過簡單的擴展就可快速構建出滿足各種工業現場應用的整機設備。下圖是以英創ESM6802G/ESM7000工控主板為例,介紹工業現場常用外設與英創主板的連接方法。


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  核心單元是英創ESM6802G/ESM7000工控主板。ESM6802G是基于Cortex-A9雙核CPU的工控主板,接口資源豐富,強調性能與顯示能力,板載64-bit 1GB DDR3,提供了并行TTL顯示接口、LVDS和HDMI顯示接口。ESM7000采用的是Cortex-A7雙核CPU,與Cortex-A9相比Cortex-A7使用了更新工藝,所以在性能相似的情況下,功耗僅為Cortex-A9 CPU的60%左右。ESM7000與ESM6802G引腳完全兼容,可直接互換使用。


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  ESM6802G/ESM7000有兩個獨立網口,其中網口1是1000M/100M/10M自適用網口,網口2為100M/10M自適應端口,主板上已經集成了網絡PHY控制器,在使用時通過網絡隔離變壓器直接引出。網絡攝像頭連接到ESM6802G/ESM7000的網口1,同時利用主板的一路串口控制攝像頭的云臺。


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  主板的網口2既可作為電口直接使用,也可以通過簡單的電路轉換為SFP光纖接口,我們提供了相應的方案參考:《SBC850 – 支持SFP光纖接口的應用底板》。


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  ME3630、ME909s分別是中興和華為的4G全網通模塊,英創主板提供了4路標準的USB主控口,通常使用USB1連接4G無線模塊,英創主板已經集成了常用的4G / 3G / 2G模塊的USB驅動程序,測試了包括ME3630、ME909s、MU709s、MC271、M26等模塊。


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  對于Linux系統,有很多現成的USB WiFi模塊可以使用。對于WinCE平臺,英創設計了高速WiFi模塊ETA6210和低成本WiFi模塊ETA6103供用戶選擇,它們都是通過USB接口與英創主板連接。


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  英創主板的USB主控口直接支持USB鼠標、鍵盤、U盤等外設。


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  ESM6802G/ESM7000提供了十分靈活的顯示接口,既可連接4.3"分辨率480x272的低成本TFT LCD,也支持1080p全高清大屏顯示,ESM6802G還支持LVDS + HDMI雙屏同時顯示。觸摸屏接口提供了電阻觸摸屏和電容觸摸屏兩種接口供用戶選擇。 相關鏈接:《ESM6802雙屏顯示(LVDS+HDMI)設置》,《ESM6802雙通道LVDS高清大屏顯示》。


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  英創主板提供了一路I2S音頻輸出接口,用戶只需要增加一顆音頻解碼芯片就可以實現音頻播放功能。I2S接口與GPIO是復用的,英創主板音頻接口的GPIO使用情況可參考文章:《WinCE工控主板對音頻播放的支持》。


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  對于需要高速大容量存儲的設備,可利用ESM6802G/ESM7100的PCIe總線連接NVMe規范的M.2 SSD固態硬盤,ESM7100的PCIe接口可提供高達300MB/s左右的讀寫速度。方案參考:《英創Linux 工控主板的大容量存儲方案》。


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  客戶專用擴展是指用戶利用英創主板的ISA總線,連接FPFA/CPLD等外設,實現自己專屬應用的擴展,ESM7000的ISA總線傳輸速率高達10MB/s,可滿足大多數高速數據采集應用的場合。方案參考:《在英創工控主板上實現高速數據采集》。英創公司基于ISA總線也做了很多功能擴展模塊,比如多串口(ETA503 / ETA508)、多網口(ETA728)、多CAN(ETA704)等,基于這些模塊用戶可以快速實現復雜的通訊管理方案。


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  英創主板已經集成了獨立的RTC時鐘芯片,由于體積和成本的限制,主板上RTC走時精度為20ppm,如果用戶需要更高精度的時實時鐘,可利用主板的I2C總線擴展高精度實時時鐘模塊,比如RX-8025T,DS3231等,時鐘精度可達到5ppm。


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  ADE7758是三相電力系統中常用的電量采集芯片,支持電流、電壓、功率等信息的采集,英創主板可利用SPI接口與ADE7758連接,實現電量信息的采集。


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  在電池管理、車載控制等應用場合,大量使用了CAN總線接口,ESM6802G/ESM7000提供了兩路獨立的CAN總線接口。


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  ESM6802G/ESM7000支持6路串口 + 1路調試串口,調試串口和UART3缺省配置為RS232電平,其余串口都為TTL電平,用戶可根據需要轉換為RS232 / RS485 / RS422。在上面的方案中串口2用于控制云臺,串口3連接RFID讀卡器,其余串口可用來連接諸如指紋識別模塊,亞當模塊,傳感器等串口外設。亞當模塊連接方案可參考:《4~20mA電流環采集應用方案》。


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  ESM6802G/ESM7000提供了32位獨立的GPIO,大多數GPIO都具有復用功能,系統的I2S音頻接口、I2C、SPI、UART6和UART7都是與GPIO復用的,上面的方案除去這些復用的IO外還剩大約12位GPIO,可作為數字IO,用來控制繼電器開關輸出、數字輸入信號等。


  與市面上其他僅包含CPU、內存、Flash的核心板相比,英創工控主板做了更精心的設計,集成了更多必要的功能,比如主板引出了簡單易用的ISA總線、集成了獨立的RTC時鐘單元、網絡接口包含了PHY控制器、顯示接口設計了專門的隔離電路等。這些設計可大大降低用戶底板的設計難度,降低用戶產品開發風險,加快開發進度,并提高整機設備的可靠性。

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