CN102306003A - 一种嵌入式通用标准化平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一个嵌入式通用标准化平台，其由微处理器、存储器、输入输出模块、通信模块、JTAG模块、时钟模块、电源模块、复位模块、看门狗模块及辅助模块组成；其中微处理器模块是一个32位的高性能微处理器；存储模块分别由2片SDRAM和2片FLASH组成；输入输出模块以及电源模块可以通过2排64针的双排插针插到相应的产品上实现输入输出；仿真模块提供20针的接口。为相关的嵌入式开发提供一个具有良好的扩展性、安装方便、维护方便、支持工业级嵌入式操作***，具备多种电源供电模式、对外接口丰富、处理数据能力快速、稳定、可靠、安全、灵敏的开发平台。可以广泛的应用于相关产品的开发之中，为整个***提供最为可靠的底层支持以及运行支持。

Description

一种嵌入式通用标准化平台

技术领域

本发明涉及一种嵌入式开发的***平台，可以在此基础上设计出控制、监视或者辅助装置以及机器和设备运行的装置，属于嵌入式开发领域。

背景技术

随着嵌入式相关技术的迅速发展，嵌入式***的功能越来越强大，应用接口更加丰富，根据实际应用的需要设计出特定的嵌入式最小***和应用***，是嵌入式***设计的关键。目前在嵌入式***开发的过程中，开发者往往把大量精力投入到嵌入式微处理器MPU(Micro Processing Unit)与众多外设的连接方式以及应用代码的开发之中，而忽视了对嵌入式***最基本、最核心部分的研究。当前在嵌入式领域中，ARM(Advanced RISC Machines)处理器被广泛应用于各种嵌入式设备中。由于ARM嵌入式体系结构类似并且具有通用的***电路，同时ARM内核的嵌入式最小***的设计原则及方法基本相同，这使得对嵌入式最小***的研究在整个***的开发中具有着至关重要的意义。另外，目前在市场中流行的嵌入式最小***存在着很多缺点，产品的可扩展性差、不易维护、不能支持工业级嵌入式操作***、电源模块供电模式单一以及对外接口性差等。

发明内容

本发明的目的就是针对现有嵌入式相关技术的不足，提供一个嵌入式通用标准化平台，为相关的嵌入式开发提供一个具有良好的扩展性、安装方便、维护方便、支持工业级嵌入式操作***、具备多种电源供电模式、对外接口丰富、处理数据能力快速、稳定、可靠、安全、灵敏的开发平台。可以广泛的应用于相关产品的开发之中，为整个***提供最为可靠的底层支持以及运行支持。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种嵌入式通用标准化平台，其由微处理器、存储器、输入输出模块、通信模块、JTAG模块、时钟模块、电源模块、复位模块、看门狗模块及辅助模块组成；其中微处理器模块是一个32位的高性能微处理器；存储模块分别由2片SDRAM和2片FLASH组成；输入输出模块以及电源模块可以通过2排64针的双排插针插到相应的产品上实现输入输出；仿真模块提供20针的接口。

微处理器使用32位的高性能MPU微处理器芯片AT91RM9200。主频达到240MHZ。

SDARM存储模块使用2片64M的RAM芯片级联组成，为***运行提供动态存储空间，是***代码运行的主要区域。FLASH存储模块使用2片8M的FLASH芯片级联组成，另外可以扩展1片LAND FLASH，存储容量可达128M，可以提供较大空间来存放启动代码、操作***和用户应用程序代码。另外FLASH芯片和SDRAM芯片还可以兼容同类型下多种容量的产品，不需要特殊的更改硬件设计。大存储容量的RAM以及FLASH的使用，也为在本发明上移植工业级的嵌入式操作***提供了环境。

***通过2排64针插针将输入输出模块、通信模块、电源模块以及复位模块外接到任意需要使用的外设平台，只需要提供2排64针的插座，就可以实现本***的正常工作，并借助本***完成其它任务。双排插针的提供可以有效地区分不同驱动能力的总线输出。可以针对3.3V芯片和5V芯片分别使用不同的驱动IO引脚。

***具有有效隔离不同芯片电源供电模式，***通过3块稳压器可以提供2组3.3V的电源以及一组1.8V的电源。实现了不同电源需求芯片的供电隔离，这是其它产品不具备的功能。

***提供的20针JATG模块接口可以方便的对本***进行编程工作，实现对程序代码的下载和调试。

***提供看门狗功能可以防止程序出现死循环。

***提供的通信模块可以通过插针为串口通信、网口通信、USB通信等方式提供接口。

***提供的辅助模块可以通过指示灯的指示判断***的供电状况以及程序的运行状况。

本发明技术方案是这种嵌入式通用标准化平台采用全新的硬件框架结构和设计思想，吸收了以往嵌入式最小***的优点。本发明具有以下优点：

(1)、可扩展性良好，本发明可以应用于不同领域的嵌入式开发，可以驱动多种外设，不需要针对不同的外设定制不同的产品，***产品只需要提供给本***2排64针的插座即可。

(2)、维护性良好，本发明具备很好的维护性，由于本发明体积小，容易拔插，如果出现故障，可以方便的将本***在外设上面拔下进行相应的维护，不需要更改外设的设计。

(3)、电源供电模式安全，本发明针对不同电源需求的芯片提供了安全的电源供电模式，可以为用户提供丰富的供电渠道，提高了***运行的安全性和稳定性。

(4)、对外接口丰富，本产品采用2排64针的插针将基本的输入输出管脚对外开放，同时可以提供供电等，对外接口丰富，利于开发。

(5)、支持工业级的嵌入式操作***，从而实现并发性、实时性，本发明的存储空间大，可以支持高等嵌入式操作***的应用。

(6)、本发明所有使用到的芯片全部是工业级芯品，有的是军品级芯片，具备很好的电磁兼容性，机构机械性能良好。

(7)、本发明性价比高，故障率极低，可以替代国外高等嵌入式最小***开发平台。可以应用于嵌入式开发领域，适用于电力开发领域。

(8)、本发明***，可以向用户开放应用层，方便用户独立自主的开发应用程序，完善自己的设计。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的总体逻辑框架图。

图2是本发明装置的尺寸图。

图3是电源模块电路原理图。

图4是CPU与SDRAM的连接原理图。

图5是CPU与FLASH的连接原理图。

图1是本发明的总体逻辑框架图。本发明一种嵌入式最小***，其由微处理器、存储器、输入输出模块、通信模块、JTAG模块、时钟模块、电源模块、复位模块、看门狗模块及辅助模块组成；其中微处理器模块是一个32位的高性能微处理器；存储模块由2片SDRAM和2片FLASH组成；输入输出模块以及电源模块可以通过2排64针的双排插针插到相应的产品上实现输入输出；仿真模块提供20针的接口。

图2是本发明装置的尺寸图。本尺寸图给出了本发明装置的印制板的尺寸图，单位为毫米，与实物的实际尺寸相同。同时给出了2排64针插针的针脚定义。管脚命名说明：带前缀B的管脚已经过245驱动。

图3是电源模块电路原理图。

本发明***有5种类型的电源引脚：

(1)、VDDCORE引脚。它用于向内核供电，包括处理器、存储器与外设；电压范围：1.65V～1.95V，一般为1.8V。

(2)、VDDIOM引脚。它给外部总线接口I/O口线供电；电压范围：1.65V～3.6V，一般为1.8V、3V或3.3V。

(3)、VDDIOP引脚。它给外设I/O口线与USB收发器供电；电压范围：1.65V～3.6V，一般为1.8V、3V或3.3V。

(4)、VDDPLL引脚。它给PLL供电；电压范围：1.65V～1.95V，一般为1.8V nominal。

(5)、VDDOSC引脚。它给振荡器供电；电压范围：1.65V～1.95V，一般为1.8V nominal。

若VDDIOP电压低于3V，则不能使用USB主机与器件端口。同样，这会影响追踪端口的工作。除VDDPLL与VDDOSC外，其他电源引脚均需接地。对于接地引脚，分别为GNDPLL与GNDOSC。

图4是CPU与SDRAM的连接原理图。

在双片SDRAM合成一个大容量的SDRAM使用时，处理器的地址线A2接SDRAM的地址线AO，其余地址依次递增。

图5是CPU与FLASH的连接原理图。

该方式是把两个Flash芯片各自作为一个独立的单元进行处理。根据不同的应用需要，可以在一块Flash中存放启动代码，而在另一块F1ash中建立文件***，存放应用代码。该方式操作方便，易于管理。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施方式：

在图1中，本装置的输入信号有模拟量信号和数字量信号两种。本装置的模拟量信号主要指***的供电电源。数字量信号包括基本的IO信号量、通信模块的信号量。

下面结合实施例的一个嵌入式产品进一步说明本发明的实施过程，本实施例提供的ZX8600配网自动化装置中的CPUM模块，将本发明装置安装到CPUM相应的插座上，电源信号通过CPUM的X2插座的63(64)和61(62)给本发明装置提供VCC和GND的电源，对装置进行供电。插针的定义图(2)。

正常供电之后，可以通过本发明装置的电源运行指示灯和状态运行指示的闪烁情况判断装置的运行情况。也可以通过CPUM模块的状态指示灯判断装置的运行情况。电源的供电模式图(3)。

可以通过20针的JTAG仿真接口实现对本发明装置的程序代码的下载和调试。

本发明装置启动后，因为支持工业及嵌入式操作***，将存放在FLASH中的启动代码以及应用程序加载到SDRAM中运行，从而实现软件层面的应用，微处理器与FLASH以及SDRAM的连接图(4)和图(5)。

通过CPUM的串口、网口可以的验证本发明装置的通信能力，因为ZX8600属于配网自动化产品，可以查看相应的一些电力数据信息，接收***采集的信息，向外输出指令等，通过CPUM的相应操作也可以实现验证本发明装置的IO口通信能力以及时钟模块、复位模块的功能。

本发明装置，容易维护，如果在CPUM上运行的发明装置出现故障，仅仅需要将发明装置拔下即可，不需要改动CPUM的相关设计，修改过程中，也可以很直接的查看到各个模块的设计，可以方便的找出故障点所在的位置。

本发明装置的机构尺寸图(2)，对外的接口只要通过2排64针的插针就可以应用到任意的开发场合，具有很好的可扩展性，可以为多种领域的嵌入式开发提供支持。

Claims (5)

1.一种嵌入式通用标准化平台其由中央处理器模块、存储模块、输入输出模块、通信模块、仿真模块、时钟模块、电源模块、复位模块、看门狗模块及辅助模块组成，其特征在于：其中中央处理器模块是一个32位的高性能微处理器；存储模块由2片SDRAM和2片FLASH组成；输入输出模块可以通过2排64针的双排插针插到相应的产品上实现输入输出；仿真模块提供20针的接口；电源模块通过插针实现供电。

2.根据权利要求1所述的嵌入式通用标准化平台，其特征在于：微处理器使用32位的高性能MPU微处理器芯片。

3.根据权利要求1所述的嵌入式通用标准化平台，其特征在于：SDARM存储模块使用2片RAM芯片级联组成，FLASH存储模块使用2片FLASH芯片级联组成，存储空间可以支持工业级的嵌入式操作***。

4.根据权利要求1所述的嵌入式通用标准化平台，其特征在于：***通过2排64针的插针将输入输出模块、通信模块、电源模块以及复位模块外接到任意需要使用的可靠环境，只需要提供2排64针的插座，就可以实现本***的正常工作，并借助本***完成其它任务。并且可以通过插针实现串口通信、网口通信、USB通信方式。

5.根据权利要求1所述的嵌入式通用标准化平台，其特征在于：针对不同电源需求的芯片提供了安全的电源供电模式，可以提供多种的供电渠道。

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