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基于ESM3354的16路串口+2路网口扩展方案

供稿:成都英创信息技术有限公司 2016/8/8 14:03:51

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  • 关键词: ESM3354 网口扩展
  • 摘要:ESM3354是英创公司基于Cortex-A8的高性价比嵌入式主板产品,通过其ISA扩展总线,可方便的扩展多路通讯接口,以满足工业自动化领域的复杂应用。本文主要介绍通过ESM3354的ISA总线同时扩展16路串口和2路100M网口的应用方案。

  ESM3354是英创公司基于Cortex-A8的高性价比嵌入式主板产品,通过其ISA扩展总线,可方便的扩展多路通讯接口,以满足工业自动化领域的复杂应用。本文主要介绍通过ESM3354的ISA总线同时扩展16路串口和2路100M网口的应用方案。通过这样的扩展,整个系统的通讯接口配置如下:

  本扩展方案的主要电路构成如下图所示:




  精简ISA总线接口

  ESM3354工控主板使用英创标准的ESMARC评估底板,其中CN21为精简ISA总线接口,扩展模块ETA728(2路网口)和2个ETA508(每个模块扩展8路串口)均直接连接到ISA总线。ISA总线的信号定义可从ESMARC EVB数据手册上得到如下:



  ISA_SD[0..7]为地址数据时分复用的双向总线信号,与控制信号ISA_CS#、ISA_ADV#、ISA_RD#和ISA_WE#配合,实现总线数据的读入和写出。具体的总线时序请参考ESM335x数据手册。4路中断请求信号IRQ1 – IRQ4分别由GPIO24、GPIO25、GPIO8、GPIO9来充当,均要求为上升沿有效的脉冲信号输入,将分别由扩展模块提供。


  8路串口扩展模块ETA508

  ETA508为8串口扩展模块,采用共享中断的结构,其中第一块ETA508使用IRQ1(GPIO24),第二块ETA508使用IRQ2(GPIO25)。ETA508扩展的8路串口为3线制串口。信号电平均为+3.3V LVTTL电平。有关这种模块详细的技术说明请参考它们的数据手册。模块通过其CN1插座与ESM3354的精简ISA总线相连,具体信号说明如下:



  由于ETA508都是从英创EM9X60产品线发展起来的,为了兼容两种产品线,ISA_SD4 – ISA_SD7这4条数据线在CN1中被重复放置了两次,在设计接口电路时,上述所列的信号均不能少。另ETA508模块的电源和地线是通过模块的CN2接口引入的。


  注意:

  (1)ESM3354的所有ISA接口信号均为3.3V LVTTL电平,且不是+5V兼容的,因此禁止把5V信号或电源接到ISA信号管脚上,否则会造成ESM3354主板的损坏!

  (2)由于ISA总线的速度较高,ETA508在PCB中的布局应尽可能靠近ESM3354总线接口所在位置,以保证总线信号的完整性。


  2路以太网口扩展模块ETA728

  ETA728为2路独立100M网口扩展模块,每路网络控制器是占用1路独立的中断。模块CN1与ISA总线的连接信号定义如下:



  应用程序对扩展接口的操作

  无论是在Linux平台,还是在WinCE平台,应用程序对扩展串口的操作,都是通过打开其对应的设备驱动文件来实现的,其具体的设备文件名如下:



  需要注意的是在WinCE平台,扩展串口号为COM20 – COM27和COM30 – COM37,与主板上的串口号(COM2 – COM6)并不连续,而Linux平台的设备节点名称是与主板串口节点连续命名的。打开串口后的操作,都可通过标准函数实现各个功能。


  尽管每路扩展串口的最高波特率均为115200bps,但考虑尽可能降低ISA总线的负载,建议把高波特率串口首先配置在主板的COM2 – COM6(CE平台)或ttyS1 – ttyS5(Linux平台),然后再在ETA508上部署。


  在应用程序设计中,需注意4路网口的名称:



  串口驱动程序的加载

  ETA508的驱动程序已经包含在ESM3354的内核中,通过适当方式加载这个驱动,就可进行串口操作了。


  对Linux平台,驱动程序为eta503_serial.ko,存放在跟文件系统的/lib/modules/4.1.6路径下,用标准insmod命令即可实现加载。


  对CE平台,在启动系统后,telnet登录到CE的命令窗口,若要启动ETA508,则带参数执行eta503set.exe,其中若启动第一块ETA508,参数为8:




  若要启动2块ETA508,则带参数为16。执行命令后重启系统,ETA508的驱动就会自动加载。应用程序就可操作扩展串口了。


  扩展网口驱动程序的加载

  ETA728的驱动程序已经包含在ESM3354的内核中,通过适当方式加载这个驱动,就可进行串口操作了。


  对Linux平台,驱动程序为eta728.ko,存放在跟文件系统的/lib/modules/4.1.6路径下,用标准insmod命令即可实现加载。


  对CE平台,在启动系统后,telnet登录到CE的命令窗口,若要启动ETA728,则带参数执行eta728set.exe,其中参数为3:




  执行命令后重启系统,ETA728的驱动就会自动加载。应用程序就可操作扩展网口了。

更多内容请访问 成都英创信息技术有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=5085)

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