嵌入式主板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种嵌入式主板，包括相互集成的嵌入式ARM9处理器和外围电路，外围电路包括JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路，嵌入式ARM9处理器集成有MMU，存储电路包括SDRAM内存和Flash存储器，Flash存储器为Nand/Nor?Flash闪存，JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路均与嵌入式ARM9处理器上相对应的引脚相连。本实用新型利用嵌入式技术并扩展了外围设备，使之具备用户所需的通用功能，并且具有运行速度快、高集成、低功耗的优点。
【专利说明】嵌入式主板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种嵌入式计算机【技术领域】，特别涉及一种可以应用在工业、医疗、网络、智能终端等嵌入式设备中的嵌入式主板。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术的发展，对其性能的要求也越来越高，主板是计算机内最基本也是最重要的部件之一，要求其处理的信息量越来越大，但目前的主板通常存在数据处理速度不够、集成度低以及外围接口能力有限、功能单一的缺点。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对现有的主板存在的问题，提供一种新型的嵌入式主板，利用嵌入式技术并扩展了外围设备，使之具备用户所需的通用功能，并且具有运行速度快、高集成、低功耗的优点。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]—种嵌入式主板,其特征在于,包括相互集成的嵌入式ARM9处理器和外围电路,所述外围电路包括JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路，所述嵌入式ARM9处理器集成有MMU，所述存储电路包括SDRAM内存和Flash存储器，所述Flash存储器为Nand/Nor Flash闪存，所述JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路均与嵌入式ARM9处理器上相对应的引脚相连。
[0006]所述嵌入式ARM9处理器采用以ARM920T内核并具有16-32位精简指令的SAMSUNG2410微处理器。
[0007]所述外围电路还包括触摸屏接口电路，所述触摸屏接口电路具有四线电阻式触摸屏接口，所述四线电阻式触摸屏接口与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连。
[0008]所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的以太网接口电路，所述以太网接口电路采用以太网控制芯片CS8900A。
[0009]所述外围电路还包括USB接口电路，所述USB接口电路上设置有USB主机接口和USB设备接口，所述USB主机接口和USB设备接口均与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连。
[0010]所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的DMA接口电路和总线接口电路，所述DMA接口电路上设置有4通道DMA接口，所述总线接口电路具有IIC总线接口和SPI总线接口。
[0011]所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的IIS数字音频接口电路、SD卡接口电路和看门狗电路，所述IIS数字音频接口电路上设置有音频输入和输出接口，所述音频输入和输出接口包括Mic接口和PHONE接口，所述SD卡接口电路上设置有SD卡接口。
[0012]所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的AD转换接口电路和外部中断接口电路，所述AD转换接口电路设置有6路10位AD转换接口，所述外部中断接口电路上设置有13个外部中断接口。
[0013]所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的复位电路、外部实时时钟电路和I/o扩展接口电路。
[0014]所述7通道UART接口电路为包括6路RS232接口和I路RS232/485复用接口的UART接口电路。
[0015]本实用新型的技术效果如下:
[0016]本实用新型涉及的嵌入式主板，采用集成有MMU的嵌入式ARM9处理器，MMU能够改善主板性能，提供更强大的存储管理功能，外围电路设置JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、显示接口电路和包括SDRAM内存和Nand/Nor Flash闪存的存储电路，嵌入式ARM9处理器提供有与各外围电路相对应的引脚，各外围电路与各引脚相连，嵌入式ARM9处理器与JATG调试接口电路相结合，能够大大降低嵌入式主板在开发测试以及使用过程中的调试难度；设置7通道UART接口电路使得本实用新型所述的嵌入式主板支持7通道UART，能够进一步提高通过异步方式接收和发送数据的速度，能够对大流量数据进行快速处理；存储电路使得本实用新型主板支持Nand/Nor Flash启动和SDRAM管理。通过设置本实用新型的特定集成结构，避免了现有的主板通常存在的数据处理速度不够、集成度低以及外围接口能力有限的问题，该嵌入式主板利用嵌入式技术并扩展了外围设备，使之具备用户所需要的通用功能，并可以以此为基础，快速开发出相应的产品，并且具有运行速度快、高集成、结构紧凑、低功耗的优点。本实用新型所述的嵌入式主板可直接应用在工业、医疗、网络、智能终端等嵌入式设备的设计和制造中，同时也可作为上述产品的开发、评估及测试使用等。
[0017]本实用新型嵌入式主板通过在外围电路上进一步设置具有四线电阻式触摸屏接口的触摸屏接口电路，采用以太网控制芯片CS8900A的以太网接口电路，设置有USB主机接口和USB设备接口的USB接口电路，设置有4通道DMA接口的DMA接口电路，具有IIC总线接口和SPI总线接口的总线接口电路，IIS数字音频接口电路、SD卡接口电路、看门狗电路，设置有6路10位AD转换接口的AD转换接口电路，设置有13个外部中断接口的外部中断接口电路，复位电路、外部实时时钟电路和I/O扩展接口电路等，使得本实用新型的嵌入式主板支持以太网、音频、视频、触摸屏、安全数码卡、4通道DMA、RTC实时时钟、IIC总线接口、HS数字音频接口、6路10位AD转换接口及多路I/O控制，同时支持USB主从设备、SPI总线和看门狗等功能，通过扩展外围电路，使得该嵌入式主板可连接多种外设，极大地扩宽了嵌入式主板在工业、医疗、网络、智能终端等多媒体方面的应用领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型嵌入式主板的优选结构示意图。
[0019]图2为本实用新型嵌入式主板的外部接口连接示意图。
[0020]图3为本实用新型嵌入式主板调试连接示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0022]本实用新型涉及一种嵌入式主板，包括嵌入式ARM9处理器和外围电路，嵌入式ARM9处理器通过引脚与外围电路相连,嵌入式ARM9处理器和外围电路集成在一个电路板中，外围电路包括JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路，JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路均与嵌入式ARM9处理器上相对应的引脚相连。
[0023]图1是嵌入式主板的优选结构图。其中，嵌入式ARM9处理器集成有MMU (MemoryManagement Unit，虚拟内存单元管理)，可以采用以ARM920T内核并具有16-32位RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集)的 SAMSUNG2410 微处理器，具有 272个引脚。
[0024]嵌入式主板的外围电路包括JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路、显示接口电路、触摸屏接口电路、以太网接口电路、USB接口电路、DMA接口电路、总线接口电路、IIS数字音频接口电路、SD卡接口电路、看门狗电路、AD转换接口电路、外部中断接口电路、复位电路、外部实时时钟电路和I/O扩展接口电路，各接口电路均与嵌入式ARM9处理器上相对应的引脚相连。
[0025]JATG调试接口电路与SAMSUNG2410微处理器的JATG引脚相连，JATGCJoint TestActive Group)是一种国际标准测试协议，JATG调试接口电路用于嵌入式芯片等器件的测试调试，JATG调试接口电路上设置有JATG调试接口，通过JATG调试接口可以将多个器件串接在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试，设置该JATG调试接口电路能够大大降低嵌入式主板在开发测试以及使用过程中的调试难度。
[0026]7通道UART接口电路为具有7个通道的UART接口电路，UART (UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收/发送装置)接口电路是一个并行输入成为串行输出的集成在主板上的芯片电路，可采用16550AFN芯片。该7通道UART接口电路具有7路UART接口，具体包括6路RS232接口和I路RS232/485复用接口。
[0027]存储电路包括SDRAM 内存和 Flash 存储器，SDRMA (Synchronous Dynamic RandomAccess Memory,同步动态随机存储器)内存使得存储器内部的命令的发送与数据的传输均同步时钟，通过不断的刷新存储阵列来保证数据不丢失，并能够自由指定地址进行数据读写。具体可采用64MB的HY57V561620内存芯片。所述Flash存储器为Nand/Nor Flash闪存，可米用64MB的NandFlash闪存或16MB的NorFlash闪存，如米用Nand技术，选择大容量和高可靠性的K9F1208作为Flash存储器。
[0028]显示接口电路,包括TFT (Thin Film Transistor,薄膜场效应晶体管)和64K色LCD,并具有LCD接口。触摸屏接口电路，具有四线电阻式触摸屏接口，该四线电阻式触摸屏接口与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连。以太网接口电路，具有10M/20M以太网接口，可以采用以太网控制芯片CS8900A。USB接口电路，设置有USB主从接口，即USB主机接口和USB设备接口，所述USB主机接口和USB设备接口均与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连，具体可以设置I个USB主机接口和I个USB设备接口，也可以将两个USB接口均配置成USB主机接口。DMA (Direct Memory Access,直接存储器存取)接口电路，设置有4通道DMA接口，是一种快速传送数据的机制，有利于减轻嵌入式ARM9处理器负担，加快读取速度，数据直接在源地址和目的地址之间传送，不需要是中间媒介，提高系统运行效率。总线接口电路，具有IIC总线接口和I路SPI总线接口。IIS数字音频接口电路，设置有音频输入和输出接口，具体可以是MIC接口和PHONE接口。SD卡接口电路，设置有SD卡接口，支持SD卡外设。看门狗电路，为硬件看门狗，采用看门狗芯片，用于监测系统运行状态的芯片，看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连，该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平)，当嵌入式ARM9处理器由于干扰造成程序跑飞后进入死循环状态时，看门狗电路就会由于得不到嵌入式ARM9处理器送来的信号，便在与嵌入式ARM9处理器的复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，实现了嵌入式ARM9处理器的自动复位。AD转换接口电路，设置有6路10位AD模数转换接口。复位电路实现电路，将嵌入式ARM9处理器的工作恢复到原始状态，设置有POWER键和RESET键。外部实时时钟电路，核心是时钟发生器，为主板上的各部件提供时钟信号，通过晶振产生振荡，然后分频为各部件提供不同时钟频率。外围电路还可以包括多路I/O控制接口电路，如外部中断接口电路和I/O扩展接口电路，比如可以设置37路可控I/O接口，其中，13个用于外部中断接口，其余作为I/O扩展接口。
[0029]图2为本实用新型嵌入式主板的外部接口连接示意图。各接口的定义如表I所示。
[0030]表I
[0031]
C0N2I/O扩展接口C0N3I/O扩展接口COMRS232-C0M1C0N5RS232-COM2C0N6EthernetC0N7USB主机接口C0N8USB设备接口C0N9RS232-COM3CONllSD卡接口CON12PHONE 接口CON13MIC 接口JlJTAG调试接口J7LCDJioPOWERJllCAN总线J12触摸屏接口EXCOMlRS232-COM4EX ⑶ M2RS232-C0M5EX ⑶ M3RS232-C0M6EXC0M4RS232-C0M7SIRESETS2、S3USB型号选择S4LCD电源选择S5Flash写保护
[0032]图3为本实用新型嵌入式主板调试连接示意图，显示了嵌入式主板与IXD&触摸屏显示部件以及调试用PC的连接方式，连接确认无误后，打开电源POWER，嵌入式主板上的LED指示灯亮，系统开始工作，如引导正确，将运行嵌入式操作系统，在LCD上显示系统画面，并可以通过触摸屏完成操作。图3所示的整个系统的电源为AC — DC，输出DC12V和DC5V，DC5V接入嵌入式主板，显示部件通常要接入DC12V和DC5V。嵌入式主板内部的工作电压为3.3V。嵌入式主板通过串口，将调试信息传送到PC，PC端运行终端仿真程序来监控待调试的嵌入式主板(或者称为控制板)的运行。PC可以通过Ethernet将编译好的文件下载到控制板，也可以通过JATG调试接口，将启动程序烧录到控制板，完成嵌入式主板的调试。
[0033]应当指出，以上所述【具体实施方式】可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
【权利要求】
1.一种嵌入式主板，其特征在于，包括相互集成的嵌入式ARM9处理器和外围电路,所述外围电路包括JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路，所述嵌入式ARM9处理器集成有MMU，所述存储电路包括SDRAM内存和Flash存储器，所述Flash存储器为Nand/Nor Flash闪存，所述JATG调试接口电路、7通道UART接口电路、存储电路和显示接口电路均与嵌入式ARM9处理器上相对应的引脚相连。
2.根据权利要求1所述的嵌入式主板，其特征在于，所述嵌入式ARM9处理器采用以ARM920T内核并具有16-32位精简指令的SAMSUNG2410微处理器。
3.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括触摸屏接口电路，所述触摸屏接口电路具有四线电阻式触摸屏接口，所述四线电阻式触摸屏接口与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连。
4.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的以太网接口电路，所述以太网接口电路采用以太网控制芯片CS8900A。
5.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括USB接口电路，所述USB接口电路上设置有USB主机接口和USB设备接口，所述USB主机接口和USB设备接口均与嵌入式ARM9处理器上相应的引脚相连。
6.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的DMA接口电路和总线接口电路，所述DMA接口电路上设置有4通道DMA接口，所述总线接口电路具有IIC总线接口和SPI总线接口。
7.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的IIS数字音频接口电路、SD卡接口电路和看门狗电路，所述IIS数字音频接口电路上设置有音频输入和输出接口，所述音频输入和输出接口包括MIC接口和PHONE接口，所述SD卡接口电路上设置有SD卡接口。
8.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的AD转换接口电路和外部中断接口电路，所述AD转换接口电路设置有6路10位AD转换接口，所述外部中断接口电路上设置有13个外部中断接口。
9.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述外围电路还包括与嵌入式ARM9处理器相连的复位电路、外部实时时钟电路和I/O扩展接口电路。
10.根据权利要求1或2所述的嵌入式主板，其特征在于，所述7通道UART接口电路为包括6路RS232接口和I路RS232/485复用接口的UART接口电路。
【文档编号】G06F1/16GK203405756SQ201320459397
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】郝艳春, 彭晓波, 王爱洁 申请人:北京利泰恒通科技发展有限公司