应用方案

基于英创主板快速构建整机应用方案作者:刘乾坤    发布时间:2018-12-3 16:18:13    被阅览数:

  英创公司的嵌入式工控主板配置了丰富的接口资源,利用这些资源经过简单的扩展就可快速构建出满足各种工业现场应用的整机设备。下图是以英创ESM6802G/ESM7000工控主板为例,介绍工业现场常用外设与英创主板的连接方法。


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  核心单元是英创ESM6802G/ESM7000工控主板。ESM6802G是基于Cortex-A9双核CPU的工控主板,接口资源丰富,强调性能与显示能力,板载64-bit 1GB DDR3,提供了并行TTL显示接口、LVDS和HDMI显示接口。ESM7000采用的是Cortex-A7双核CPU,与Cortex-A9相比Cortex-A7使用了更新工艺,所以在性能相似的情况下,功耗仅为Cortex-A9 CPU的60%左右。ESM7000与ESM6802G引脚完全兼容,可直接互换使用。


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  ESM6802G/ESM7000有两个独立网口,其中网口1是1000M/100M/10M自适用网口,网口2为100M/10M自适应端口,主板上已经集成了网络PHY控制器,在使用时通过网络隔离变压器直接引出。网络摄像头连接到ESM6802G/ESM7000的网口1,同时利用主板的一路串口控制摄像头的云台。


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  主板的网口2既可作为电口直接使用,也可以通过简单的电路转换为SFP光纤接口,我们提供了相应的方案参考:《SBC850 – 支持SFP光纤接口的应用底板》


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  ME3630、ME909s分别是中兴和华为的4G全网通模块,英创主板提供了4路标准的USB主控口,通常使用USB1连接4G无线模块,英创主板已经集成了常用的4G / 3G / 2G模块的USB驱动程序,测试了包括ME3630、ME909s、MU709s、MC271、M26等模块。


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  对于Linux系统,有很多现成的USB WiFi模块可以使用。对于WinCE平台,英创设计了高速WiFi模块ETA6210和低成本WiFi模块ETA6103供用户选择,它们都是通过USB接口与英创主板连接。


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  英创主板的USB主控口直接支持USB鼠标、键盘、U盘等外设。


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  ESM6802G/ESM7000提供了十分灵活的显示接口,既可连接4.3"分辨率480x272的低成本TFT LCD,也支持1080p全高清大屏显示,ESM6802G还支持LVDS + HDMI双屏同时显示。触摸屏接口提供了电阻触摸屏和电容触摸屏两种接口供用户选择。 相关链接:《ESM6802双屏显示(LVDS+HDMI)设置》《ESM6802双通道LVDS高清大屏显示》


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  英创主板提供了一路I2S音频输出接口,用户只需要增加一颗音频解码芯片就可以实现音频播放功能。I2S接口与GPIO是复用的,英创主板音频接口的GPIO使用情况可参考文章:《WinCE工控主板对音频播放的支持》


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  对于需要高速大容量存储的设备,可利用ESM6802G/ESM7100的PCIe总线连接NVMe规范的M.2 SSD固态硬盘,ESM7100的PCIe接口可提供高达300MB/s左右的读写速度。方案参考:《英创Linux 工控主板的大容量存储方案》


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  客户专用扩展是指用户利用英创主板的ISA总线,连接FPFA/CPLD等外设,实现自己专属应用的扩展,ESM7000的ISA总线传输速率高达10MB/s,可满足大多数高速数据采集应用的场合。方案参考:《在英创工控主板上实现高速数据采集》。英创公司基于ISA总线也做了很多功能扩展模块,比如多串口(ETA503 / ETA508)、多网口(ETA728)、多CAN(ETA704)等,基于这些模块用户可以快速实现复杂的通讯管理方案。


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  英创主板已经集成了独立的RTC时钟芯片,由于体积和成本的限制,主板上RTC走时精度为20ppm,如果用户需要更高精度的时实时钟,可利用主板的I2C总线扩展高精度实时时钟模块,比如RX-8025T,DS3231等,时钟精度可达到5ppm。


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  ADE7758是三相电力系统中常用的电量采集芯片,支持电流、电压、功率等信息的采集,英创主板可利用SPI接口与ADE7758连接,实现电量信息的采集。


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  在电池管理、车载控制等应用场合,大量使用了CAN总线接口,ESM6802G/ESM7000提供了两路独立的CAN总线接口。


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  ESM6802G/ESM7000支持6路串口 + 1路调试串口,调试串口和UART3缺省配置为RS232电平,其余串口都为TTL电平,用户可根据需要转换为RS232 / RS485 / RS422。在上面的方案中串口2用于控制云台,串口3连接RFID读卡器,其余串口可用来连接诸如指纹识别模块,亚当模块,传感器等串口外设。亚当模块连接方案可参考:《4~20mA电流环采集应用方案》


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  ESM6802G/ESM7000提供了32位独立的GPIO,大多数GPIO都具有复用功能,系统的I2S音频接口、I2C、SPI、UART6和UART7都是与GPIO复用的,上面的方案除去这些复用的IO外还剩大约12位GPIO,可作为数字IO,用来控制继电器开关输出、数字输入信号等。


  与市面上其他仅包含CPU、内存、Flash的核心板相比,英创工控主板做了更精心的设计,集成了更多必要的功能,比如主板引出了简单易用的ISA总线、集成了独立的RTC时钟单元、网络接口包含了PHY控制器、显示接口设计了专门的隔离电路等。这些设计可大大降低用户底板的设计难度,降低用户产品开发风险,加快开发进度,并提高整机设备的可靠性。

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