应用方案

1U机箱架构的高性能通讯管理机实现方案作者:朱贤武    发布时间:2018-7-18 17:45:31    被阅览数:

  英创公司推出的ESM6802工控主板,采用I.MX Cortex-A9 ARM双核处理器,最高主频可以达到1GHz,1GB板上DDR3内存,特别适合用作高性能通讯管理机的核心平台。本文介绍基于ESM6802的通讯管理机方案,该方案采用1U机箱结构进行规划设计,主要针对电力系统信息采集、机车信息采集相关应用。本通讯管理机方案由作为控制中心的ESM6802和应用底板组成,ESM6802搭载Linux操作系统,应用底板的主要通讯接口资源包括:6路以太网接口+6路串口+2路CAN接口等,其中6路以太网中,有1路是1000Mbps以太网接口。


  应用底板主要接口资源如下表所示:


资源数量EMC属性特点说明
1000Mbps以太网接口1ESD器件ESM6802板载的1000Mbps以太网接口,根据需求,也可选择为100Mbps网络接口
100Mbps以太网接口5ESD器件其中1路为ESM6802板载的100Mbps以太网接口,4路为扩展的100Mbps以太网接口
RS485总线6隔离 + ESD器件占用ttyS1~ttyS6资源,每一路串口均支持RS232与RS485,分时使用,无需软件/硬件进行端口类型配置。RS232与RS485采用不同的连接件引脚输出信号
RS232总线6隔离
CAN总线2隔离 + ESD器件支持CAN 2.0总线,最高速率达1Mbps
IRIG-B1隔离 + ESD器件利用RS485总线接入,可直接连接校时设备的时间数据
I/O输出4隔离 + ESD器件4路继电器空触点输出接口,采用PA1a-5V常开触头继电器,其参考末尾的附件1
I/O输入4隔离 + ESD器件4路空触点入接口。使用无源开关信号进行输入
SD卡1 标准SD卡接口,支持高速SD卡,最大可挂载64GB SD卡
LED指示灯接口37采用74HCT245进行信号隔离驱动连接LED指示灯面板,实现对网络、串口、CAN、空触点输入、空触点输出等系统状态信息进行指示
串口终端1隔离 + ESD器件串口用户终端,方便Linux系统用户进行系统配置与调试
电源1DC5V输入最少需要DC5V/15W供电,以保证系统启动与运行的可靠性


  该应用底板的拓扑结构框图如下所示:


高性能通讯管理机实现方案.png


  底板端面连接器信号说明:


高性能通讯管理机实现方案.png


  在应用底板上,设计了一个LED状态指示灯接口,包括6路串口的收/发信号、2路CAN通讯信号、4路空触点输出状态信号、4路空触点输入状态信号、6路以太网连接状态信号、2颗用户可控LED灯信号、以及一个电源指示灯信号。在应用时,利用带线从应用底板的LED指示灯接口,连接一个LED指示灯面板即可。


高性能通讯管理机实现方案.png


  在该应用方案电路设计过程中,已考虑到部份EMC要求,所以在电路设计以及PCB布局中,都有相应的措施,如:信号隔离、加入专用ESD器件、元器件布局区域分离等,因此可以直接使用,也可以参考相关资料,修改或调整设计电路,以适应特殊的应用需求。如果直接使用该用应底板,建议根据实际应用环境,并针对性地进行EMI实验,以达到更好的EMC特性。


  由于该类型的应用底板,有大量的接线端子,因此PCB板的尺寸都会显得相当长。如该应用底板的尺寸达到300mm*140mm大小,接线端是双层的3.81mm板连接器以及双层以太网连接器,正好适合1U机箱的安装。


高性能通讯管理机实现方案.png


高性能通讯管理机实现方案.png

(1U机箱通讯管理机效果图)


  附件1:

  PA1a-5V触头参数(摘自 PA1a-5V 数据手册):


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