英創(chuàng)信息技術(shù)基于英創(chuàng)主板快速構(gòu)建整機應(yīng)用方案簡介

英創(chuàng)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(jīng)過簡單的擴展就可快速構(gòu)建出滿足各種工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的整機設(shè)備。下圖是以英創(chuàng)ESM6802G/ESM7000工控主板為例，介紹工業(yè)現(xiàn)場常用外設(shè)與英創(chuàng)主板的連接方法。

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核心單元是英創(chuàng)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(diào)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。

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

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

ME3630、ME909s分別是中興和華為的4G全網(wǎng)通模塊，英創(chuàng)主板提供了4路標(biāo)準(zhǔn)的USB主控口，通常使用USB1連接4G無線模塊，英創(chuàng)主板已經(jīng)集成了常用的4G / 3G / 2G模塊的USB驅(qū)動程序，測試了包括ME3630、ME909s、MU709s、MC271、M26等模塊。

對于Linux系統(tǒng)，有很多現(xiàn)成的USB WiFi模塊可以使用。對于WinCE平臺，英創(chuàng)設(shè)計了高速WiFi模塊ETA6210和低成本W(wǎng)iFi模塊ETA6103供用戶選擇，它們都是通過USB接口與英創(chuàng)主板連接。

英創(chuàng)主板的USB主控口直接支持USB鼠標(biāo)、鍵盤、U盤等外設(shè)。

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(guān)鏈接：《ESM6802雙屏顯示（LVDS+HDMI）設(shè)置》，《ESM6802雙通道LVDS高清大屏顯示》。

英創(chuàng)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(xiàn)音頻播放功能。I2S接口與GPIO是復(fù)用的，英創(chuàng)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》。

對于需要高速大容量存儲的設(shè)備，可利用ESM6802G/ESM7100的PCIe總線連接NVMe規(guī)范的M.2 SSD固態(tài)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(chuàng)Linux 工控主板的大容量存儲方案》。

客戶專用擴展是指用戶利用英創(chuàng)主板的ISA總線，連接FPFA/CPLD等外設(shè)，實現(xiàn)自己專屬應(yīng)用的擴展，ESM7000的ISA總線傳輸速率高達10MB/s，可滿足大多數(shù)高速數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的場合。方案參考：《在英創(chuàng)工控主板上實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集》。英創(chuàng)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(wǎng)口(ETA728)、多CAN(ETA704)等，基于這些模塊用戶可以快速實現(xiàn)復(fù)雜的通訊管理方案。

英創(chuàng)主板已經(jīng)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。

ADE7758是三相電力系統(tǒng)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(chuàng)主板可利用SPI接口與ADE7758連接，實現(xiàn)電量信息的采集。

在電池管理、車載控制等應(yīng)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。

ESM6802G/ESM7000支持6路串口 + 1路調(diào)試串口，調(diào)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(jù)需要轉(zhuǎn)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(dāng)模塊，傳感器等串口外設(shè)。亞當(dāng)模塊連接方案可參考：《4~20mA電流環(huán)采集應(yīng)用方案》。

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

與市面上其他僅包含CPU、內(nèi)存、Flash的核心板相比，英創(chuàng)工控主板做了更精心的設(shè)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(wǎng)絡(luò)接口包含了PHY控制器、顯示接口設(shè)計了專門的隔離電路等。這些設(shè)計可大大降低用戶底板的設(shè)計難度，降低用戶產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險，加快開發(fā)進度，并提高整機設(shè)備的可靠性。