英創(chuàng)公司推出的ESM6802工控主板,采用I.MX Cortex-A9 ARM雙核處理器,最高主頻可以達(dá)到1GHz,1GB板上DDR3內(nèi)存,特別適合用作高性能通訊管理機(jī)的核心平臺(tái)。本文介紹基于ESM6802的通訊管理機(jī)方案,該方案采用1U機(jī)箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),主要針對(duì)電力系統(tǒng)信息采集、機(jī)車信息采集相關(guān)應(yīng)用。本通訊管理機(jī)方案由作為控制中心的ESM6802和應(yīng)用底板組成,ESM6802搭載Linux操作系統(tǒng),應(yīng)用底板的主要通訊接口資源包括:6路以太網(wǎng)接口+6路串口+2路CAN接口等,其中6路以太網(wǎng)中,有1路是1000Mbps以太網(wǎng)接口。
應(yīng)用底板主要接口資源如下表所示:
資源 | 數(shù)量 | EMC屬性 | 特點(diǎn)說明 |
1000Mbps以太網(wǎng)接口 | 1 | ESD器件 | ESM6802板載的1000Mbps以太網(wǎng)接口,根據(jù)需求,也可選擇為100Mbps網(wǎng)絡(luò)接口 |
100Mbps以太網(wǎng)接口 | 5 | ESD器件 | 其中1路為ESM6802板載的100Mbps以太網(wǎng)接口,4路為擴(kuò)展的100Mbps以太網(wǎng)接口 |
RS485總線 | 6 | 隔離 + ESD器件 | 占用ttyS1~ttyS6資源,每一路串口均支持RS232與RS485,分時(shí)使用,無需軟件/硬件進(jìn)行端口類型配置。RS232與RS485采用不同的連接件引腳輸出信號(hào) |
RS232總線 | 6 | 隔離 | |
CAN總線 | 2 | 隔離 + ESD器件 | 支持CAN 2.0總線,最高速率達(dá)1Mbps |
IRIG-B | 1 | 隔離 + ESD器件 | 利用RS485總線接入,可直接連接校時(shí)設(shè)備的時(shí)間數(shù)據(jù) |
I/O輸出 | 4 | 隔離 + ESD器件 | 4路繼電器空觸點(diǎn)輸出接口,采用PA1a-5V常開觸頭繼電器,其參考末尾的附件1 |
I/O輸入 | 4 | 隔離 + ESD器件 | 4路空觸點(diǎn)入接口。使用無源開關(guān)信號(hào)進(jìn)行輸入 |
SD卡 | 1 | 標(biāo)準(zhǔn)SD卡接口,支持高速SD卡,最大可掛載64GB SD卡 | |
LED指示燈接口 | 37 | 采用74HCT245進(jìn)行信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng) | 連接LED指示燈面板,實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、串口、CAN、空觸點(diǎn)輸入、空觸點(diǎn)輸出等系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行指示 |
串口終端 | 1 | 隔離 + ESD器件 | 串口用戶終端,方便Linux系統(tǒng)用戶進(jìn)行系統(tǒng)配置與調(diào)試 |
電源 | 1 | DC5V輸入 | 最少需要DC5V/15W供電,以保證系統(tǒng)啟動(dòng)與運(yùn)行的可靠性 |
該應(yīng)用底板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖如下所示:
底板端面連接器信號(hào)說明:
在應(yīng)用底板上,設(shè)計(jì)了一個(gè)LED狀態(tài)指示燈接口,包括6路串口的收/發(fā)信號(hào)、2路CAN通訊信號(hào)、4路空觸點(diǎn)輸出狀態(tài)信號(hào)、4路空觸點(diǎn)輸入狀態(tài)信號(hào)、6路以太網(wǎng)連接狀態(tài)信號(hào)、2顆用戶可控LED燈信號(hào)、以及一個(gè)電源指示燈信號(hào)。在應(yīng)用時(shí),利用帶線從應(yīng)用底板的LED指示燈接口,連接一個(gè)LED指示燈面板即可。
在該應(yīng)用方案電路設(shè)計(jì)過程中,已考慮到部份EMC要求,所以在電路設(shè)計(jì)以及PCB布局中,都有相應(yīng)的措施,如:信號(hào)隔離、加入專用ESD器件、元器件布局區(qū)域分離等,因此可以直接使用,也可以參考相關(guān)資料,修改或調(diào)整設(shè)計(jì)電路,以適應(yīng)特殊的應(yīng)用需求。如果直接使用該用應(yīng)底板,建議根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,并針對(duì)性地進(jìn)行EMI實(shí)驗(yàn),以達(dá)到更好的EMC特性。
由于該類型的應(yīng)用底板,有大量的接線端子,因此PCB板的尺寸都會(huì)顯得相當(dāng)長。如該應(yīng)用底板的尺寸達(dá)到300mm*140mm大小,接線端是雙層的3.81mm板連接器以及雙層以太網(wǎng)連接器,正好適合1U機(jī)箱的安裝。
(1U機(jī)箱通訊管理機(jī)效果圖)
附件1:
PA1a-5V觸頭參數(shù)(摘自 PA1a-5V 數(shù)據(jù)手冊(cè)):
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