国网充电桩计费单元实现方案
国家电网发布了《电动汽车非车载整车直流充电机通用技术规范》作为采购标准，根据这一规范，英创公司推出了EM3357工控主板，方便用户快速搭建能够符合国家电网规范的应用方案，考虑到客户已经利用EM9287构建出成熟的充电方案推出，所以将EM3357的管脚设计为和EM9287的管脚完全兼容，方便客户直接替换。
EM3357工控主板
从《电动汽车非车载整车直流充电机通用技术规范》中对充电机内部元器件关系图的定义可以看出，最核心的的部分为计费控制单元，计费控制单元通过软硬件接口连接相应输入/输出组件，完成人机显示、计量计费、支付、数据加解密、控制充电设备启停、与车联网平台通信等功能：
充电机内部元器件关系
根据规范中对计费控制单元软硬件技术参数要求，利用EM3357可以方便快速的搭建出符合技术规范的应用，EM337的接口资源如下表：
| 核心单元 | Cortex-A8处理器，1GHz主频 512MB DDR3系统内存，用户可用空间大于430MB 1GB FLASH存储器，用户文件空间890MB 硬件浮点协处理器（VFP、NEON） MicroSD卡座，支持SDHC大容量数据存储 |
| 通讯接口 | 2路独立以太网接口，10M/100M自适应 7路标准UART串口（ttyS1-ttyS7） ttyS1 - ttyS5为高速串口，波特率可达3Mbps ttyS6-ttyS7为普通串口，宜作为RS485接口 2路CAN总线接口，与GPIO复用管脚 1路I2C接口，主控模式，最高波特率400kbps，与GPIO复用管脚 1路SPI接口，主控模式，最高波特率48Mbps，与GPIO复用管脚 2路USB主控接口USBH1、USBH2，支持USB虚拟串口以及基于虚拟串口功能的多种3G/4G模块 1路USB OTG接口，USB Host / Device口可选 |
| 人机界面 | TFT彩色LCD接口（RGB各6-bit + 同步时钟信号） 多种显示分辨率可选（320×240 - 1024×768） 直接支持4线制电阻触摸屏 电阻触摸屏满足IEC-6100-4-2电磁兼容标准 支持标准鼠标键盘（USB）、矩阵键盘（I2C接口） 支持开机画面用户自主更新 |
| GPIO | 32位通用GPIO0–GPIO31，3.3V TTL电平，各位方向独立可 控部分GPIO与系统的通讯接口复用管脚 GPIO24–GPIO25支持外部中断触发功能，上升沿有效 |
| 其他资源 | 实时时钟RTC，具有掉电保护功 能硬件看门狗（WDT），防止系统死锁 调试串口ttyS0（115200 8-N-1） |
根据EM3357的资源，英创公司给出了如下设计示例，能够完全满足国家电网的充电机技术规范：
| 项目 | 指标要求 | EM3357接口资源 |
| CPU主频 | TI AM3354 Sitara ARM Cortex-A8 800MHz | TI AM3354 Sitara ARM Cortex-A8 1GHz |
| 内存 | ≥512MB，DDR2/DDR3 | 512MB，DDR3 |
| FLASH | ≥1GB，Nand Flash | 256MB-1GB，NandFlash |
| 外部存储 | 标准SD卡，支持最高16G。SD卡安装方式：标准SD卡，外插式安装 | 支持标准SD卡，fat格式，大小可以到2TB |
| 移动通信 | 应配置同时支持中国移动、中国联通、中国电信4G/3G/2G的全网通通信模块 4G/3G通信SIM卡通信方式：2个标准SIM卡插槽，支持外插式安装。支持应用软件选择使用其中任一SIM卡连接通信网络 | EM3357有两路标准的USB_HOST接口，并配有通用转换驱动，可以支持绝大部分的移动通信模块，只需要应用程序上实现功能即可 |
| 定位 | 应内置支持北斗系统的定位模块 | 使用EM3357上的串口（ttyS2）与定位模块通信 |
| ESAM | 支持ESAM芯片。ISO7816协议 | 目前的ESAM芯片大多为SPI接口，可直接连接至EM3357的SPI接口（GPIO28 – GPIO31） |
| PSAM | 参考ESAM | |
| DO | 6路220V/5A； 继电器隔离 | DO×6 ->GPIO0-GPIO5隔离驱动后控制继电器 |
| DI | 6路，外部提供空节点。 内部提供12V，光电隔离 | DI×6 ->GPIO16-GPIO21光电隔离输入 |
| 单色屏 | 并口8080总线 | 默认配置为彩色屏，可以切换为单色屏，支持8080总线 |
| 键盘接口 | 键盘：4×4键盘，8路GPIO | 4×4键盘 ->使用I2C总线（GPIO22，GPIO23）在应用底板上扩展矩阵键盘，有现成的案例 |
| 触摸彩屏接口 | LVDS接口（20线）。4线电阻触摸屏接口。4线背光电源接口 | LVDS接口 ->转换EM3357 CN3上的RGB信号至LVDS接口，CN3包含有4线制电阻触摸屏接口信号 |
| 掉电检测 | 1路GPIO | 掉电检测 ->GPIO26中断输入 |
| UART | UART共7路： （1）RS232≥4路： RS232-01：Console口。 RS232-02：连接内置或外置蓝牙模块； RS232-03：连接内置北斗定位模块； RS232-04：连接外置读卡器。 （2）RS485≥1路： RS485-01：连接外置 （3）备用≥2路： RS232/485复用1：备用，接口类型可配置。 RS232/485复用2：备用，接口类型可配置 | EM3357共有7+1路标准串口，配置如下： RS232-01 ->ttyS0，RS232电平 RS232-02->ttyS1 + RS232电平转换 RS232-03 ->ttyS2 + RS232电平转换 RS232-04 ->ttyS3 + RS232电平转换 RS485-01 ->ttyS6,该串口复用(GPIO12, GPIO13)管脚 + 光电隔离RS485转换 RS232/485复用1->ttyS4 + RS232 / RS485驱动电路。 RS232/485复用2 ->ttyS7,该串口复用(GPIO14, GPIO15)管脚，+ RS232 / RS485驱动电路。 注：ttyS5与can1复用管脚，不能引出，未用 |
| USB | ≥2路： USB-01：USBOTG，4G/3G网卡。在模块内部用于连接网卡。 USB-02：USBHOST，引出，USBA 接口。用于插入U盘 | EM3357有两路USB_HOST: USB-01->USBH1，虚拟串口模式 USB-02->USBH2，USBTypeA接口插座 |
| CAN BUS | ≥2路： CAN-01：CAN2.0 B，125/250kbps，与充电控制器通信。 CAN-02：CAN2.0 B，125/250kbps，备用 | EM3357拥有两路独立CAN BUS接口，与GPIO复用管脚。配置如下： CAN-01 ->can0 (GPIO8, GPIO9) + 光电隔离CAN驱动电路 CAN-02 ->can1 (GPIO10, GPIO11) + 光电隔离CAN驱动电路 |
| 网络 | ≥2路。10/100M，RJ45 RJ45-01：10/100M，用于连接上级系统。 RJ45-02：10/100M，备用 | RJ45-01 ->eth0+ 网络变压器和RJ45插座 RJ45-02 ->eth1+ 网络变压器和RJ45插座 |
| 声音 | 内置功放，≥0.5W，标准3.5圆孔，立体声。 蜂鸣器。 标准3.5mm音频插口 | 音频立体声播放 ->USB_OTG作为HOST模式连接USB Audio模块，由模块输出2路音频模拟信号至喇叭。 蜂鸣器 ->GPIO27控制 |
| 时钟 | RTC时钟。具有掉电保持至少1年功能 | EM3357配有RTC功能，在底板上增加Li电池即可实现掉电保持 |
| 电源 | 输入额定电压：DC12V，输入范围DC9V-15V，具备反接保护。 额定功率：20W。 掉电保持时间≥15秒。 为读卡器提供5V电源 | 应用底板需实现DC-DC转换电路，为EM3357及驱动电路供电。EM3357的额定功耗小于15W，其他驱动电路耗电很低，可完全满足低于20W的额定功率要求。 鉴于成本的考虑，15秒掉电保持功能由外部单元实现 |
| 尺寸 | 不大于200mm×150mm×80mm | 底板尺寸定为200mm×150mm，其中EM3357（尺寸74mm×53mm）插在应用底板上，电路板的总高度< 20mm，满足规范要求 |
| 安装 | 导轨式或螺丝直接固定安装 | 机箱设计可保证安装要求 |
| 软件系统 | Linux内核版本：3.14； GCC：gcc-linaro-4.9-2015.02； QT：4.8.6； 电阻式触摸屏驱动依赖库：tslib-1.4 | EM3357的内核版本为Linux-4.1.6，支持所要求版本编译器。Linux-4.1.6内核支持QT：4.8.5 电阻式触摸屏驱动依赖库：tslib-1.4 |
| 工作和存储环境 | 湿度：5％～95％，无凝露。 工作温度：-40℃～70℃ 存储温度：-40℃～85℃ | EM3357工业级板卡的工作温度为：-40℃～80℃ |
根据以上表格，为了方便客户参考，绘制原理框图如下所示：
原理框图
综上所述，利用EM3357，能够方便快速的构建符合国家电网充电机技术规范的应用方案，并且可以根据客户的需求，灵活的设计底板，构建出具有自身特点的方案。