專利名稱：基于arm9的cpci主控板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工控機(jī)測(cè)控設(shè)備，具體講是關(guān)于一種基于ARM9的CPCI主控板。
背景技術(shù)：
CPCI是一種新的開放的工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，它是PCI總線技術(shù)和成熟的歐式卡組裝技術(shù)的結(jié)合，采用CPCI既能即時(shí)吸取PC機(jī)最新技術(shù)的成果，又具有滿足通信和工業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用所必要的堅(jiān)固、可靠、模塊化、易使用、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。CPCI工控機(jī)包括CPCI主控板和CPCI背板兩部分:但是，傳統(tǒng)的工控機(jī)往往由于板卡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，而造成體積比較大，功耗大，移動(dòng)性差，可擴(kuò)展性小。同時(shí)因?yàn)槭褂脀indows操作系統(tǒng)，也容易受病毒侵染，此外它的抗震、防塵能力也比較差，對(duì)環(huán)境要求比較聞。
發(fā)明內(nèi)容因此，為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種體積小、功耗小的基于ARM9的CPCI主控板，該主控板采用嵌入式處理器ARM9，植入Iinux操作系統(tǒng)構(gòu)，同時(shí)該主控板不僅具有標(biāo)準(zhǔn)的 CPCI 接口，也增加了擴(kuò)展接口(USB、RS232、RS422、RS485、CAN、LCD、10、ADC、DAC、I2C，EF等)，增加了系統(tǒng)的擴(kuò)展功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種基于ARM9的CPCI主控板，其特征在于:包括核心模塊和CPCI擴(kuò)展板，所述核心模塊通過(guò)擴(kuò)展總線及精密接插件與CPCI擴(kuò)展板相連接，所述核心模塊主處理器為ARM9，配備256MB DDR2 SDRAMU28MB NANDFlash、電源晶振輔助電路、以太網(wǎng)PHY ;所述CPCI擴(kuò)展板采用PCI9054作為PCI控制器，并擴(kuò)展 RTC、WDT、ADC、DAC、GPIO、LCD、CF、USB、CAN、RS232/422/485、SP1、IIC。所述主處理器采用ATMEL的工業(yè)級(jí)AT91SAM9G45，400MHz。所述主處理器中植入Linux操作系統(tǒng)。所述CPCI主控板復(fù)合6U標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，外形尺寸為:233.35mmX 160mm。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、嵌入式ARM-CPCI工控機(jī)可以代替公司目前基于X86系列的產(chǎn)品，降低產(chǎn)品成本，同時(shí)也可是產(chǎn)品形成統(tǒng)一平臺(tái)，為產(chǎn)品模塊化提供了條件，進(jìn)而使公司產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。2、基于ARM9的主控板，功耗低、可靠性高、性價(jià)比高、抗沖擊性、防異物和病毒侵入，占用空間小，在工業(yè)領(lǐng)域特別是一些對(duì)系統(tǒng)體積有很高要求的高科技領(lǐng)域，如宇航，交通以及環(huán)境比較惡劣的地方，都有很好的應(yīng)用。而且它在網(wǎng)絡(luò)方面也有很大的優(yōu)勢(shì)，組網(wǎng)能力強(qiáng)，能組成大型的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

圖1是CPCI主控板結(jié)構(gòu)布局圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型中，CPCI主控板從結(jié)構(gòu)上可分為兩個(gè)部分:基于工業(yè)級(jí)ARM9的核心模塊I和CPCI擴(kuò)展板2。ARM9核心模塊I通過(guò)擴(kuò)展總線及精密接插件與CPCI擴(kuò)展板2相連接。ARM9核心模塊I作為主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的存儲(chǔ)與運(yùn)算功能，同時(shí)ARM9核心模塊I完成對(duì)CPCI擴(kuò)展板的數(shù)據(jù)讀取和控制。ARM9核心模塊I采用ATMEL的工業(yè)級(jí)AT91SAM9G45(ARM9/400MHz)作為主處理器，配備 256MB DDR2 SDRAMU28MB NAND Flash、電源晶振輔助電路、以太網(wǎng)PHY等部件。CPCI擴(kuò)展板2采用PCI9054作為PCI控制器，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CPCI總線的訪問(wèn)要求，并擴(kuò)展系統(tǒng)所需要的 RTC、WDT、ADC、DAC、GPIO、LCD、CF、USB、CAN、RS232/422/485、SP1、IIC等部件。在ARM9核心模塊I主處理器中，采用的嵌入式處理器CPU是ARM9，考慮到了為將來(lái)提升速率的需求，本系統(tǒng)采用ARM公司生產(chǎn)的ARCH系列，保證系統(tǒng)在選擇CPU上更加廣闊，比如為了提升速率可以用A8、A9系統(tǒng)的處理，其主頻可以達(dá)到IGH以上。Linux是一個(gè)成熟而穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。將Linux植入嵌入式設(shè)備具有眾多的優(yōu)點(diǎn)。首先，Linux的源代碼是開放的，任何人都可以獲取并修改，用于開發(fā)自己的產(chǎn)品。其次，Linux是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134kB。一個(gè)帶有中文系統(tǒng)和圖形用戶界面的核心程序也可以做到不足1MB，并且同樣穩(wěn)定。另外，它和多數(shù)UNIX系統(tǒng)兼容，應(yīng)用程序的開發(fā)和移植相當(dāng)容易。同時(shí)，由于具有良好的可移植性，人們已成功使Linux運(yùn)行于數(shù)百種硬件平臺(tái)之上。總之，Linux的眾多優(yōu)點(diǎn)使它在嵌入式領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用?；谏鲜鎏匦?，本實(shí)用新型選擇嵌入式Linux作為CPCI主控板的操作系統(tǒng)?；贚inux操作系統(tǒng)的CPCI主控板的驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和以及所有外部設(shè)備的控制，所有的驅(qū)動(dòng)程序中都有包括上行和下行的操作，所有下行操作都通過(guò)ioctl和write來(lái)實(shí)現(xiàn)；上行操作都通過(guò)ioctl和read配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)備號(hào)都是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分配的，設(shè)備節(jié)點(diǎn)也都是驅(qū)動(dòng)程序自身創(chuàng)建的；驅(qū)動(dòng)程序主要包括=CPCI驅(qū)動(dòng)、以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)、USB驅(qū)動(dòng)、RS232驅(qū)動(dòng)、RS422驅(qū)動(dòng)、RS485、CAN驅(qū)動(dòng)、LCD驅(qū)動(dòng)、按鍵驅(qū)動(dòng)、ADC驅(qū)動(dòng)、DAC驅(qū)動(dòng)、I2C驅(qū)動(dòng)，EF屏驅(qū)動(dòng)。根據(jù)PICMG規(guī)范，CPCI可分為3U和6U標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)用新型的CPCI主控板按6U標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，外形尺寸為:233.35mmX 160mm，相關(guān)連接器有用作32位PCI，用作64位PCI，后面板I/O或系統(tǒng)槽功能。
權(quán)利要求1.一種基于ARM9的CPCI主控板，其特征在于:包括核心模塊和CPCI擴(kuò)展板，所述核心模塊通過(guò)擴(kuò)展總線及精密接插件與CPCI擴(kuò)展板相連接，所述核心模塊主處理器為ARM9，配備256MB DDR2 SDRAMU28MB NAND Flash、電源晶振輔助電路、以太網(wǎng)PHY ;所述CPCI擴(kuò)展板采用 PCI9054 作為 PCI 控制器，并擴(kuò)展 RTC、WDT、ADC、DAC、GPIO、LCD、CF、USB、CAN、RS232/422/485、SP1、IIC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM9的CPCI主控板，其特征在于:所述主處理器采用ATMEL 的工業(yè)級(jí) AT91SAM9G45，400MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于ARM9的CPCI主控板，其特征在于:所述CPCI主控板復(fù)合6U標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),外形尺寸為 :233.35mmX 160mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于ARM9的CPCI主控板，其特征在于包括核心模塊和CPCI擴(kuò)展板，所述核心模塊通過(guò)擴(kuò)展總線及精密接插件與CPCI擴(kuò)展板相連接，所述核心模塊主處理器為ARM9，配備256MB DDR2 SDRAM、128MB NAND Flash、電源晶振輔助電路、以太網(wǎng)PHY；所述CPCI擴(kuò)展板采用PCI9054作為PCI控制器，并擴(kuò)展RTC、WDT、ADC、DAC、GPIO、LCD、CF、USB、CAN、RS232/422/485、SPI、IIC。本實(shí)用新型基于ARM9，功耗低、可靠性高、性價(jià)比高、抗沖擊性、防異物和病毒侵入，占用空間小，在工業(yè)領(lǐng)域特別是一些對(duì)系統(tǒng)體積有很高要求的高科技領(lǐng)域，都有很好的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G06F1/16GK203084609SQ201220734100
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者昝寶珠 申請(qǐng)人:北京航天福道高技術(shù)股份有限公司