应用方案

6路独立网口+14路串口的通讯管理机实现方案作者:黄志超    发布时间:2017-4-19 14:37:27    被阅览数:

  英创公司推出的ESM335x系列和ESM6802工控主板配置了精简ISA总线(包括外部硬件中断),以方便客户做专用电路的扩展。在目前自动化工业控制领域中,以太网和串口是应用最为广泛的通讯接口之一,作为以支持通讯接口为特色的工控主板,对这些通讯接口扩展的支持是很有必要的。英创公司利用工控主板上的ISA总线,设计出扩展四路以太网和8路串口的应用底板ETA810,客户可以直接使用ETA810或者参考ETA810进行设计,从而组成多网络和多串口的应用方案。下表可以清晰的表达出扩展方案的资源:


接口资源ESM335xESM6802
 板载网络资源 2路以太网接口,10M/100M自适应 2路以太网接口,10M/100M自适应
 板载串口资源 5路标准UART串口,波特率可达3Mbps 4路标准UART串口,波特率最高可达5Mbit/s

 2路低速UART串口,最高波特率19.2Kbit/s,与GPIO复用管脚

 ETA810扩展资源

 4路以太网接口,10M/100M自适应

 8路标准UART串口,一路波特路最高为115.2kbps,

 其余可达2.7648Mbps

 4路以太网接口,10M/100M自适应

 8路标准UART串口,一路波特路最高为115.2kbps,

 其余可达2.7648Mbps

 扩展方案

 6路以太网口,10M/100M自适应

 13路标准UART串口

 核心板其余资源均通过排针引出

 6路以太网口,10M/100M自适应

 14路标准UART串口

 核心板其余资源均通过排针引出


硬件组成


  ETA810是基于ESM335x和ESM6802工控主板的多网络、多串口扩展应用底板,通过四块DM9000,一片CH438和一片逻辑控制器扩展出四路以太网和8路串口。ETA810的硬件设计,可以让客户方便的将ETA810作为一个可插拔的模块嵌入在整体产品中,这样可以获得最佳的数据传输性能。对于网络和串口引出接口的电路,用户可以参考相应开发评估底板的电路原理图和PCB图。


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ETA810应用底板配合ESM6802/ESM335x工控主板构成多网络多串口扩展方案


技术指标


  ● 5V直流供电,最大功耗约5W

  ● 外形尺寸:105 mm×102mm

  ● 4路扩展10M/100M自适应网络

  ● 1路2.0全速USB-HOST接口

  ● 1路USB_OTG接口

  ● 1路RS232接口

  ● 8路扩展TTL串口

  ● 32路数字信号输入输出,输入输出电平0-3.3V


英创工控主板支持多网络多串口扩展方案.gif

ETA810原理框图


  ETA810_CN1和ETA810_CN2是ETA810引出的低速信号接口,主要是GPIO和串口,正面为插针,背面为插座,用户可以方便的将信号引出。这2个双排插座采用的是PC104所使用的长针,即下端是加长的插座,上端是加长的插针。在应用中,如果还需要实现CAN、RS485、RS232、继电器输出、空触点输入、模拟数据采集等资源的扩充,可以从下面的2个双排插座,利用”叠加”电路板的设计方法向下扩展一张2级电路来实现。


  ETA810_CN1具体信号定义如下:


信号名称及简要描述ETA810_CN1信号名称及简要描述
PINPIN
 防插反堵孔12 +5V
 +5V34 +5V
 GND电源地56 GND电源地
 DBGSLn,调试模式选择78 BD_SPEC
 RSTIN_OUTn,手动复位,低电平有效910 SYS_RSTOUTn,系统复位输出200ms
 ttyS1_RXD(COM2_RXD)1112 ttyS1_TXD(COM2_TXD)
 ttyS2_RXD(COM3_RXD)1314 ttyS2_TXD(COM3_TXD)
 ttyS3_RXD(COM4_RXD)1516 ttyS3_TXD(COM4_TXD)
 ttyS4_RXD(COM5_RXD)1718 ttyS4_TXD(COM5_TXD)
 RSVD01920 RSVD1
 RSVD22122 RSVD3
 GPIO0 / COM2_CTSn2324 GPIO1 / COM2_RTSn
 GPIO2 / COM6_RXD2526 GPIO3 / COM6_TXD
 GPIO42728 GPIO5
 GPIO6 / PWM12930 GPIO7 / PWM2
 GPIO8 / PWM33132 GPIO9 / PWM4
 GPIO10 / CAN1_RXD3334 GPIO11 / CAN1_TXD
 GPIO12 / CAN2_RXD3536 GPIO13 / CAN2_TXD
 GPIO143738 GPIO15
 GND电源地3940 GND电源地


  ETA810_CN2定义如下:


信号名称及简要描述ETA810_CN2信号名称及简要描述
PINPIN
 +5V12 +5V
 +5V34 +5V
 GND电源地56 GND电源地
 ttyES1_RXD(COM20_RXD)78 ttyES1_TXD(COM20_TXD)
 ttyES2_RXD(COM21_RXD)910 ttyES2_TXD(COM21_TXD)
 ttyES3_RXD(COM22_RXD)1112 ttyES3_TXD(COM22_TXD)
 ttyES4_RXD(COM23_RXD)1314 ttyES4_TXD(COM23_TXD)
 ttyES5_RXD(COM24_RXD)1516 ttyES5_TXD(COM24_TXD)
 ttyES6_RXD(COM25_RXD)1718 ttyES6_TXD(COM25_TXD)
 ttyES7_RXD(COM26_RXD)1920 ttyES7_TXD(COM26_TXD)
 ttyES8_RXD(COM27_RXD)2122 ttyES8_TXD(COM27_TXD)
 GPIO162324 GPIO17
 GPIO182526 GPIO19
 GPIO202728 GPIO21
 GPIO222930 GPIO23
 GPIO24 / IRQ13132 GPIO25 / IRQ2
 GPIO26 / I2C_SDA3334 GPIO27 / I2C_SCL
 GPIO28 / SPI_MISO3536 GPIO29 / SPI_MOSI
 GPIO30 / SPI_SCLK3738 GPIO31 / SPI_CS0N
 GND电源地3940 GND电源地


  ETA810拥有8路扩展串口,均为LVCMOS电平。ETA810_CN1中串口的配置如下表:


CE名称Linux名称功能简要说明
 COM2 ttyS1 三线制,LVCMOS电平,具体参数请参考对应核心板手册
 COM3 ttyS2 三线制,RS232电平(默认)和LVCMOS电平可选,具体参数请参考对应核心板手册
 COM4 ttyS3 三线制,LVCMOS电平,具体参数请参考对应核心板手册
 COM5 ttyS4 三线制,LVCMOS电平,具体参数请参考对应核心板手册
 COM6 ttyS5 三线制,LVCMOS电平,与GPIO复用,具体参数请参考对应核心板手册
 COM20 ttyES1 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率115.2Kbps
 COM21 ttyES2 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM22 ttyES3 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM23 ttyES4 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM24 ttyES5 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM25 ttyES6 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM26 ttyES7 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps
 COM27 ttyES8 三线制,LVCMOS电平,扩展串口,最高波特率2.7648Mbps


  可以看到工控主板的低速信号都通过ETA810_CN1和ETA810_CN2引出来了,包括:GPIO、CAN、UART、IRQ、PWM、I2C、SPI等,客户可以通过二级底板将这些引出的信号扩展为符合现场应用的接口,十分方便。


  同时英创公司还推出了ETA8xx系列二级应用底板,客户也可以使用ETA8xx系列的二级应用底板快速地进行整机开发,具体的方案请参考:《ETA8xx工控应用底板加速客户整机开发》


系统描述


  供电:在该应用方案中,直接使用5V直流供电。

  串口:在应用方案中,提供了丰富的串口通讯接口:1路RS232和至少11路TTL串口,在实际使用中可根据电平选择串口和外部设备通讯。

  网络接口:提供了6路独立本地以太网接口,在需要网络的应用中可以通过以太网进行连接和通讯。

  输入/输出接口:方案中提供了32路数字输入输出接口。利用这个接口,可以实现一些简单的控制。

  实时时钟:提供一路硬件实时时钟RTC,使用纽扣电池供电,在系统掉电的时候也能够保持时间。

  软件:英创公司把应用方案中需要使用的模块及接口资源的Linux和WinCE驱动全部测试通过,客户只需要根据应用要求,完成应用软件即可。

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