专利名称：具有多路串口的嵌入式系统的制作方法
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ARMll 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10 ^ 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。[0014]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U8MB。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Mil 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 IXD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 IXD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. 1H0ST 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. 00TG模块和USB1. 1H0ST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ΙΟ/ΙΟΟΜΗζ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 IXD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 IXD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。
图1是本实用新型的一种实施例的系统原理框架图。
以下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U8MB。所述的网路物理芯片包括RMII PHY芯片和Mil PHY芯片。还包括标准SD卡座、USB接口、TFT IXD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 IXD是7寸彩色液晶，标准SD卡座、USB接口、TFT IXD 和摄像头分别与ARM9系列处理器连接，SD卡可以存放kernel^ilesystem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模土夬、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ttySU0-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。
权利要求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 mDDRo
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 禾口 Mil 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. O 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. O 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。
专利摘要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。
文档编号G06F15/78GK202008660SQ201120133478
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者倪孟余, 张晓杰, 王佳勒 申请人:利尔达科技有限公司