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英创信息技术EM9380与EM9280兼容设计介绍

英创信息技术 来源:英创信息技术 作者:英创信息技术 2020-01-16 10:23 1545次阅读

EM9280是英创公司推出的一款以多串口为特色的嵌入式工控主板,预装正版WinCE6.0/Linux-3.9.7操作系统,直接支持彩色TFT LCD显示和4线电阻触摸屏,最高分辨率可达1024*768。支持多达32位可独立操作的GPIO。EM9280以丰富的资源、极高的性价比,一经推出就受到了市场的肯定,现在已经批量出货。

WinCE和Linux都是主流的实时嵌入式操作系统之一,但由于操作系统任务调度机制所限,很难满足高速实时控制应用的需求。EM9380 则是针对高速实时控制的应用特点,在EM9280的基础上,巧妙融入一片高性能 MCU (Cortex-M3)专门实现实时控制任务,EM9380以双CPU方式(以454MHz ARM9为主CPU,64M Cortex-M3作为协CPU),为客户提供了一种高效低成本的实时控制应用解决方案。

EM9380与EM9280的引出管脚高度兼容,下面通过两个表格直观的对比EM9280与EM9380的管脚引出情况。下面两表中,除红色字体外,其余引脚的信号定义,EM9280与EM9380完全一样。

EM9380 CN1信号定义:

信号名称及简要描述 CN1 信号名称及简要描述
PIN# PIN#
LINK#,Eth0连接/传送指示 1 2 SPEED#,Eth0速度指示
TPTX+,以太网差分输出 3 4 TPTX-,以太网差分输出
TPRX+,以太网差分输入 5 6 TPRX-,以太网差分输入
VDD_CMT1,网络变压器公共端 7 8 系统保留
ttyS6_RXD(COM7) 9 10 ttyS6_TXD(COM7)
ttyS7_RXD(COM8) 11 12 ttyS7_TXD(COM8)
ttyS8_RXD(COM9) 13 14 ttyS8_TXD(COM9)
USB1_HD+,USB1 Host信号 15 16 USB1_HD-,USB1 Host信号
USB2_HD+,USB2 Host信号 17 18 USB2_HD-,USB2 Host信号
COM2_RXD 19 20 COM2_TXD
COM3_RXD,232电平 21 22 COM3_TXD,232电平
COM4_RXD 23 24 COM4_TXD,232电平
COM5_RXD 25 26 COM5_TXD(DBGSL#)
GPIO0 / MCU_T0_IOA 27 28 GPIO1 / MCU_T0_IOB
GPIO2 / MCU_T0_CLK 29 30 GPIO3 / MCU_T1_IOA
GPIO4 / MCU_PWM3 31 32 GPIO5 / MCU_PWM4
GPIO6 / MCU_PWM5 33 34 GPIO7 / MCU_PWM6
GPIO8 / MCU_AD0 35 36 GPIO9 / MCU_AD1

EM9280 CN1的第16、17脚信号定义为:

AIN1,0~3V量程 17 18 AIN2,0~3V量程

EM9380 CN2信号定义:

信号名称及简要描述 CN1 信号名称及简要描述
PIN# PIN#
+5V电源输入 1 2 +5V电源输入
USB_OTG_VBUS 3 4 RSTIN#,外部复位输入
电源地(GND) 5 6 电源地(GND)
USB_OTG_D+ 7 8 USB_OTG_D-
USB_OTG_UID 9 10 BATT3V,3.3V电池输入
DBG_COM_RX,232电平 11 12 DBG_COM_TX,232电平
USB3_HD+,USB3 Host信号 13 14 USB3_HD-,USB3 Host信号
GPIO10 / MCU_AD2 15 16 GPIO11 / MCU_AD3
GPIO12 / MCU_AD4 17 18 GPIO13 / MCU_AD5
GPIO14 / MCU_AD6 19 20 GPIO15 / MCU_AD7
GPIO16 / COM2_CTS# 21 22 GPIO17 / COM2_RTS#
GPIO18 / COM6_RXD 23 24 GPIO19 / COM6_TXD
GPIO20 / PWM1 25 26 GPIO21 / PWM2
GPIO22 / I2C_SDA 27 28 GPIO23 / I2C_SCL
GPIO24 / IRQ1 29 30 GPIO25 / IRQ2
GPIO26 / IRQ3 31 32 GPIO27 / IRQ4
GPIO28 / SPI_MISO 33 34 GPIO29 / SPI_MOSI
GPIO30 / SPI_SCLK 35 36 GPIO31 / SPI_CS0N

EM9280 CN2的第13、14脚信号定义为:

RSTOUT#,复位输出 13 14 DBGSL#,调试模式选择输入

从上面两表可以看到EM9380与EM9280仅有4个引脚功能定义不一样,用户可以从EM9280和EM9380的数据手册进一步查看CN1和CN2的详细说明。细心的用户也许会发现一个问题,在EM9380的CN1,CN2定义中,没有专门的DBGSL#引脚,为了最大限度的利用EM9380有限的管脚资源,EM9380的DBGSL#信号与COM5_TXD是复用的,用户可以在EM9380的COM5_TXD上接一个5K的下拉电阻让EM9380进入调试模式。具体可参考《EM9380工控主板数据手册》和EM9380评估底板原理图。

如果只考虑常规的GPIO功能,EM9380与EM9280的GPIO对应管脚完全一致,但它们各自的GPIO复用功能就有着较大的差别。下表是EM9280与EM9380的32位GPIO以及各自复用功能的对比。

PIN# 信号名称 EM9280复用功能 EM9380复用功能
CN1_27 GPIO0 COM2口CTS# 复用定时器功能
CN1_28 GPIO1 COM2口RTS# 复用定时器功能
CN1_29 GPIO2 复用定时器功能
CN1_30 GPIO3 复用定时器功能
CN1_31 GPIO4 PWM3
CN1_32 GPIO5 PWM4
CN1_33 GPIO6 PWM1 PWM5
CN1_34 GPIO7 PWM2 PWM6
CN1_35 GPIO8 AD0通道输入
CN1_36 GPIO9 AD1通道输入
CN2_15 GPIO10 COM6口RXD AD2通道输入
CN2_16 GPIO11 COM6口TXD AD3通道输入
CN2_17 GPIO12 AD4通道输入
CN2_18 GPIO13 AD5通道输入
CN2_19 GPIO14 AD6通道输入
CN2_20 GPIO15 AD7通道输入
CN2_21 GPIO16 COM2口CTS#
CN2_22 GPIO17 COM2口RTS#
CN2_23 GPIO18 COM6口RXD
CN2_24 GPIO19 COM6口TXD
CN2_25 GPIO20 PWM3 PWM1
CN2_26 GPIO21 PWM4 PWM2
CN2_27 GPIO22 I2C_SDA I2C_SDA
CN2_28 GPIO23 I2C_SCL I2C_SCL
CN2_29 GPIO24 IRQ1 IRQ1
CN2_30 GPIO25 IRQ2 IRQ2
CN2_31 GPIO26 IRQ3 IRQ3
CN2_32 GPIO27 IRQ4 IRQ4
CN2_33 GPIO28 SPI_MISO SPI_MISO
CN2_34 GPIO29 SPI_MOSI SPI_MOSI
CN2_35 GPIO30 SPI_SCLK SPI_SCLK
CN2_36 GPIO31 SPI_CS0N SPI_CS0N

EM9380的GPIO0~GPIO15是支持实时控制应用的引脚,可实现高速AD、高精度PWM、数字PID、脉冲计数等高速实时控制。典型的实时控制周期可达25us。

EM9280没有复用功能的GPIO是通过I2C总线扩展的,所以操作速度相对有复用功能的GPIO(有复用功能的GPIO直接从CPU引出)要慢一些,适合作常规的开关应用。如果对速度有一定的要求,如设置作为串口的流控信号或通过GPIO模拟SPI/I2C总线等,建议选用从CPU直接引出的GPIO。

EM9380与EM9280的GPIO20~GPIO31功能完全一样。

在应用程序的设计上,EM9380除支持实时应用的GPIO0~GPIO15外,其余的与EM9280完全一样。我们封装了一组专门的API函数MCU_GPIO_XXX()用来操作EM9380的GPIO0~GPIO15,其复用的实时控制功能也提供了相应的API函数,具体可参考《EM9380工控主板实时控制应用说明》。

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