CN202008660U - 具有多路串口的嵌入式系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有多路串口的嵌入式系统，它包括：ARM9系列处理器、程序存储器、内存、网路物理芯片和电源，所述的程序存储器、内存、网路物理芯片和电源分别与ARM9系列处理器连接。本实用新型通过采用ARM9系列的处理器利用其中的芯片中的2个PRU模块来构建出8个串口并且加上芯片原来的3个硬件UART串口，总共11个串口，大大满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备对串口的需求，而且还省去了串口扩展芯片，从而大大节约了设备的成本，简化了设备结构。而且本实用新型中不需要使用另外的串口扩展芯片，所以大大提高了串口速率，不需要使用CPU来控制串口扩展芯片，所以也明显节约了CPU资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及具有多路串口的嵌入式系统，属于嵌入式系统部件技术领域。
背景技术
目前，大部分国网集中器中的控制器采用的是基于ARM920内核的AT91SAM9260并配合SDRAM的方案，因为国网集中器需要至少6个UART，而该AT91SAM9260芯片正好有6个UART。
大部分稍微高端一点的医疗设备都会用ARM开发，大多数客户使用ARM11 S3C6410芯片加DDR2的方案，这里医疗设备也需要多路UART，而S3C6410芯片的UART很少，因此必须使用UART扩展芯片来满足需求。
大多的高端POS机都带有较大的显示屏，比如1024＊768像素，而且需要一个网口、一个USB接口及较多的串口等，大部分的客户采用S3C6410，加外扩UART芯片的方案。
大部分安防设备需要摄像头接口，另外需要网口、USB口、多路串口，现在主要都是采用达芬奇即davinci系列的微控制器，外加串口扩展的方案。
但是，现有技术中，国网集中器的现有方案中所使用的SDRAM成本太高而且还面临停产的可能，ARM920内核的处理器性能也跟不上当今技术的发展。
另外，国网集中器、高端医疗设备、高端POS机、安防设备这些都需要多路串口，现今的串口扩展芯片大多是一拖四的性质，因此如果需要6个串口，就至少需要两个串口扩展芯片，因此使用串口扩展芯片使设备成本较大还使其结构更复杂，而且使用串口扩展芯片后，串口速率较低；由于需要CPU来控制串口扩展芯片，所以占用CPU资源也较多。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种具有多路串口的嵌入式系统，它可以满足国网集中器、高端医疗设备、高端POS机及安防设备需要多路串口的需求，并且节约设备成本，节约CPU资源，提高串口速率并且简化设备结构。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：具有多路串口的嵌入式系统，它包括：ARM9系列处理器、程序存储器、内存、网路物理芯片和电源，所述的程序存储器、内存、网路物理芯片和电源分别与ARM9系列处理器连接。
所述的电源电平为5V。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的ARM9系列处理器的型号为ARM9 AM1808，AM1808嵌入式系统可以同时用于国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备等各种高端领域，并且AM1808的最高主频可达150MHz。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的程序存储器包括：并行的程序存储器和串行的程序存储器。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的并行的程序存储器包括Nand Flash和Nor Flash，串行的程序存储器包括SPI Flash。
所述的Nand Flash的大小为256MB，用于存放系统所需的ubl、uboot、kernel、filesystem文件，AM1808支持从Nand启动系统。
所述的SPI Flash的大小为8MB，用于存放ubl、uboot、kernel、小型filesystem，AM1808支持从SPI Flash启动系统。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的内存包括：DDR2或mDDR。
所述的DDR2或mDDR的大小为128MB。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的网路物理芯片包括：RMII PHY芯片和MII PHY芯片。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，还包括：标准SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头；所述的USB接口支持高速数据传输和低速数据传输；所述的TFT LCD是7寸彩色液晶，标准SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头分别与ARM9系列处理器连接，SD卡可以存放kernel、filesystem等文件，从而满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备的其他需求。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，还包括：电源转换芯片，并且它的输入电平是5V，输出电平分别是3.3V、1.8V和1.2V，电源转换芯片分别与电源和ARM9系列处理器连接，其中3.3V用于I/O口供电，1.8V用于DDR供电，1.2V用于内核供电。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的AM1808处理器包括：EMIFA模块、EMIFB模块、SPI模块、MMC模块、EMAC模块、USB2.0 OTG模块、USB1.1HOST模块、LCD Controller模块、VPIF Controller模块、PRU(SUART)8CH模块和UART 3CH模块，所述的EMIFA模块连接并行的程序存储器，EMIFB模块连接内存，SPI模块连接串行的程序存储器，MMC模块连接SD卡，EMAC模块连接网路物理芯片，USB2.0OTG模块和USB1.1HOST模块分别连接USB接口，LCD Controller模块连接TFT LCD，VPIF Controller模块连接摄像头，由于AM1808内部集成了LCD Controller模块和VPIF Controller模块，那么POS机及安防设备就不需要另外配备LCD控制器和摄像头接口了，从而大大节约了设备成本。
EMAC模块为集成的10/100MHz以太网接口。
前述的具有多路串口的嵌入式系统中，所述的每个PRU(SUART)模块包括：独立的内核、32位的定时器、4KB的指令RAM和512B的数据RAM，从而每个PRU模块都可以有效的构建出4个SUART串口，从而2个PRU模块就可以构建出8个串口，加上AM1808本身的3个UART硬件串口总共11个串口，大大的满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备对串口的需求。
与现有技术相比，本实用新型通过采用ARM9系列的处理器，利用其上的2个PRU模块来构建出8个串口，加上处理器原来的3个硬件UART串口，总共11个串口，大大满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备对串口的需求，而且还省去了串口扩展芯片，从而大大节约了设备的成本，简化了设备结构。保守估计一个串口扩展芯片的价格为10块钱，如果需要1000个，则会节约10000块钱。而且本实用新型中不需要使用另外的串口扩展芯片，所以大大提高了串口速率，也不需要使用CPU来控制串口扩展芯片，所以也明显节约了CPU资源。另外由于AM1808内部集成了LCD Controller模块和VPIF Controller模块，那么POS机及安防设备就不需要另外配备LCD控制器和摄像头接口了，从而也大大节约了设备成本，最后，所述系统还包括：SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头；所述的USB接口支持高速数据传输和低速数据传输；所述的TFT LCD是7寸彩色液晶，SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头分别与ARM9系列处理器连接，从而满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备的其他需求。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的系统原理框架图。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例：具有多路串口的嵌入式系统，如图1所示，它包括：ARM9系列处理器、程序存储器、内存、网路物理芯片和电源，所述的程序存储器、内存、网路物理芯片和电源分别与ARM9系列处理器连接。
所述的电源电平为5V。
所述的ARM9系列处理器的型号为ARM9AM1808，AM1808嵌入式系统可以同时用于国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备等各种高端领域，并且AM1808的最高主频可达150MHz。
所述的程序存储器包括：并行的程序存储器和串行的程序存储器。
所述的并行的程序存储器包括Nand Flash和Nor Flash，串行的程序存储器包括SPI Flash。
所述的Nand Flash的大小为256MB，用于存放系统所需的ubl、uboot、kernel、filesystem文件，AM1808支持从Nand启动系统。
所述的SPI Flash的大小为8MB，用于存放ubl、uboot、kernel、小型filesystem，AM1808支持从SPI Flash启动系统。
所述的内存包括：DDR2或mDDR。
所述的DDR2或mDDR的大小为128MB。
所述的网路物理芯片包括：RMII PHY芯片和MII PHY芯片。
还包括：标准SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头；所述的USB接口支持高速数据传输和低速数据传输；所述的TFT LCD是7寸彩色液晶，标准SD卡座、USB接口、TFT LCD和摄像头分别与ARM9系列处理器连接，SD卡可以存放kernel、filesystem等文件，从而满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备的其他需求。
还包括：电源转换芯片，并且它的输入电平是5V，输出电平分别是3.3V、1.8V和1.2V，电源转换芯片分别与电源和ARM9系列处理器连接，其中3.3V用于I/O口供电，1.8V用于1.8V用于DDR供电，1.2V用于内核供电。
所述的AM1808处理器包括：EMIFA模块、EMIFB模块、SPI模块、MMC模块、EMAC模块、USB2.0 OTG模块、USB1.1 HOST模块、LCD Controller模块、VPIF Controller模块、PRU(SUART)8CH模块和UART 3CH模块，所述的EMIFA模块连接并行的程序存储器，EMIFB模块连接内存，SPI模块连接串行的程序存储器，MMC模块连接SD卡，EMAC模块连接网路物理芯片，USB2.0 OTG模块和USB1.1 HOST模块分别连接USB接口，LCD Controller模块通过40Pin FPC线连接TFT LCD，VPIF Controller模块连接摄像头，由于AM1808内部集成了LCD Controller模块和VPIF Controller模块，那么POS机及安防设备就不需要另外配备LCD控制器和摄像头接口了，从而大大节约了设备成本。上述的模块均可用现有的集成电路来实现。
所述的每个PRU(SUART)模块包括：独立的内核、32位的定时器、4KB的指令RAM和512B的数据RAM，从而每个PRU模块都可以有效的构建出4个半双工的SUART串口，从而2个PRU模块就可以构建出8个半双工串口，这8个半双工串口分别对应Linux操作系统中的ttySUO-ttySU7串口，加上AM1808本身的3个UART硬件串口总共11个串口，大大的满足了国网集中器、高端医疗设备、高端POS机和安防设备对串口的需求。
PRU模块又称为可编程实时子系统，每个PRU模块都有一个独立的内核，一个32位的定时器，而且有4KB的指令RAM+512B的数据RAM，另外每个PRU模块可以控制多个引脚，通过程序，使用定时器定时采样串口接收脚的高低电平来组成数据，如果发送数据，则是根据波特率延时发送数据，因为程序写到PRU内部的指令RAM中，这个时候PRU相当于一个协控制器，带内核+指令RAM+数据RAM，可以构建出4个串口，两个PRU就可以构建8个串口。
Claims (8)
1.具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，它包括：ARM9系列处理器、程序存储器、内存、网路物理芯片和电源，所述的程序存储器、内存、网路物理芯片和电源分别与ARM9系列处理器连接。
2.根据权利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的ARM9系列处理器的型号为ARM9 AM1808。
3.根据权利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的程序存储器包括：并行的程序存储器和串行的程序存储器。
4.根据权利要求3所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的并行的程序存储器包括Nand Flash和Nor Flash，串行的程序存储器包括SPI Flash。
5.根据权利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的内存包括：DDR2或mDDR。
6.根据权利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的网路物理芯片包括：RMII PHY和MII PHY。
7.根据权利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，还包括：电源转换芯片，并且它的输入电平是5V，输出电平分别是3.3V、1.8V和1.2V，电源转换芯片分别与电源和ARM9系列处理器连接。
8.根据权利要求2所述的具有多路串口的嵌入式系统，其特征在于，所述的AM1808处理器包括：EMIFA模块、EMIFB模块、SPI模块、MMC模块、EMAC模块、USB2.0 OTG模块、USB1.1 HOST模块、LCD Controller模块、VPIF Controller模块、PRU(SUART)8CH模块和UART 3CH模块，所述的EMIFA模块连接并行的程序存储器，EMIFB模块连接内存，SPI模块连接串行的程序存储器，MMC模块连接SD卡座，EMAC模块连接网路物理芯片，USB2.0 OTG模块和USB1.1 HOST模块分别连接USB接口，LCD Controller模块连接TFT LCD，VPIF Controller模块连接摄像头；每个PRU(SUART)模块包括：独立的内核、32位的定时器、4KB的指令RAM和512B的数据RAM。
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| CN105046902A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-11-11 | 中环天仪股份有限公司 | 一种具有多种通信方式的远程热量表集中器 |
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