專(zhuān)利名稱(chēng)：具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)部件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大部分國(guó)網(wǎng)集中器中的控制器采用的是基于ARM920內(nèi)核的AT91SAM9260并配合SDRAM的方案，因?yàn)閲?guó)網(wǎng)集中器需要至少6個(gè)UART，而該AT91SAM9260芯片正好有6個(gè) UART。大部分稍微高端一點(diǎn)的醫(yī)療設(shè)備都會(huì)用ARM開(kāi)發(fā)，大多數(shù)客戶(hù)使用ARMll S3C6410芯片加DDR2的方案，這里醫(yī)療設(shè)備也需要多路UART，而S3C6410芯片的UART很少， 因此必須使用UART擴(kuò)展芯片來(lái)滿足需求。大多的高端POS機(jī)都帶有較大的顯示屏，比如10 ^ 768像素，而且需要一個(gè)網(wǎng)口、一個(gè)USB接口及較多的串口等，大部分的客戶(hù)采用S3C6410，加外擴(kuò)UART芯片的方案。大部分安防設(shè)備需要攝像頭接口，另外需要網(wǎng)口、USB 口、多路串口，現(xiàn)在主要都是采用達(dá)芬奇即davinci系列的微控制器，外加串口擴(kuò)展的方案。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)網(wǎng)集中器的現(xiàn)有方案中所使用的SDRAM成本太高而且還面臨停產(chǎn)的可能，ARM920內(nèi)核的處理器性能也跟不上當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展。另外，國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)、安防設(shè)備這些都需要多路串口，現(xiàn)今的串口擴(kuò)展芯片大多是一拖四的性質(zhì)，因此如果需要6個(gè)串口，就至少需要兩個(gè)串口擴(kuò)展芯片，因此使用串口擴(kuò)展芯片使設(shè)備成本較大還使其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而且使用串口擴(kuò)展芯片后，串口速率較低；由于需要CPU來(lái)控制串口擴(kuò)展芯片，所以占用CPU資源也較多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，它可以滿足國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)及安防設(shè)備需要多路串口的需求，并且節(jié)約設(shè)備成本， 節(jié)約CPU資源，提高串口速率并且簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，它包括ARM9系列處理器、程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源，所述的程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源分別與ARM9系列處理器連接。所述的電源電平為5V。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的ARM9系列處理器的型號(hào)為ARM9 AM1808，AM1808嵌入式系統(tǒng)可以同時(shí)用于國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備等各種高端領(lǐng)域，并且AM1808的最高主頻可達(dá)150MHz。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的程序存儲(chǔ)器包括并行的程序存儲(chǔ)器和串行的程序存儲(chǔ)器。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的并行的程序存儲(chǔ)器包括Nand Flash 和Nor Flash，串行的程序存儲(chǔ)器包括SPI Flash。[0014]所述的Nand Flash的大小為256MB，用于存放系統(tǒng)所需的ubl、uboot、kernel、 filesystem文件，AM1808支持從Nand啟動(dòng)系統(tǒng)。所述的 SPI Flash 的大小為 8MB，用于存放 ubl、uboot、kernel、小型 filesystem, AM1808支持從SPI Flash啟動(dòng)系統(tǒng)。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的內(nèi)存包括DDR2或mDDR。所述的DDR2或mDDR的大小為U8MB。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的網(wǎng)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統(tǒng)中，還包括標(biāo)準(zhǔn)SD卡座、USB接口、TFT IXD和攝像頭；所述的USB接口支持高速數(shù)據(jù)傳輸和低速數(shù)據(jù)傳輸；所述的TFT LCD是7寸彩色液晶，標(biāo)準(zhǔn)SD卡座、USB接口、TFT IXD和攝像頭分別與ARM9系列處理器連接，SD卡可以存放kernel、filesystem等文件，從而滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備的其他需求。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，還包括電源轉(zhuǎn)換芯片，并且它的輸入電平是5V，輸出電平分別是3. 3V、1. 8V和1. 2V，電源轉(zhuǎn)換芯片分別與電源和ARM9系列處理器連接，其中3. 3V用于I/O 口供電，1. 8V用于DDR供電，1. 2V用于內(nèi)核供電。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的AM1808處理器包括EMIFA模塊、EMIFB 模塊、SPI 模塊、MMC 模塊、EMAC 模塊、USB2. 0 OTG 模塊、USB1. 1H0ST 模塊、LCD Controller 模塊、VPIF Controller 模塊、PRU (SUART) 8CH 模塊和 UART 3CH 模塊，所述的 EMIFA模塊連接并行的程序存儲(chǔ)器，EMIFB模塊連接內(nèi)存，SPI模塊連接串行的程序存儲(chǔ)器， MMC模塊連接SD卡，EMAC模塊連接網(wǎng)路物理芯片，USB2. 00TG模塊和USB1. 1H0ST模塊分別連接USB接口，LCD Controller模塊連接TFT LCD，VPIF Controller模塊連接攝像頭，由于AM1808內(nèi)部集成了 LCD Controller模塊和VPIF Controller模塊，那么POS機(jī)及安防設(shè)備就不需要另外配備LCD控制器和攝像頭接口了，從而大大節(jié)約了設(shè)備成本。EMAC模塊為集成的ΙΟ/ΙΟΟΜΗζ以太網(wǎng)接口。前述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)中，所述的每個(gè)PRU (SUART)模塊包括獨(dú)立的內(nèi)核、32位的定時(shí)器、4KB的指令RAM和512B的數(shù)據(jù)RAM，從而每個(gè)PRU模塊都可以有效的構(gòu)建出4個(gè)SUART串口，從而2個(gè)PRU模塊就可以構(gòu)建出8個(gè)串口，加上AM1808本身的3 個(gè)UART硬件串口總共11個(gè)串口，大大的滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備對(duì)串口的需求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)采用ARM9系列的處理器，利用其上的2個(gè)PRU 模塊來(lái)構(gòu)建出8個(gè)串口，加上處理器原來(lái)的3個(gè)硬件UART串口，總共11個(gè)串口，大大滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備對(duì)串口的需求，而且還省去了串口擴(kuò)展芯片，從而大大節(jié)約了設(shè)備的成本，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。保守估計(jì)一個(gè)串口擴(kuò)展芯片的價(jià)格為 10塊錢(qián)，如果需要1000個(gè)，則會(huì)節(jié)約10000塊錢(qián)。而且本實(shí)用新型中不需要使用另外的串口擴(kuò)展芯片，所以大大提高了串口速率，也不需要使用CPU來(lái)控制串口擴(kuò)展芯片，所以也明顯節(jié)約了 CPU資源。另外由于AM1808內(nèi)部集成了 LCD Controller模塊和VPIF Controller 模塊，那么POS機(jī)及安防設(shè)備就不需要另外配備LCD控制器和攝像頭接口了，從而也大大節(jié)約了設(shè)備成本，最后，所述系統(tǒng)還包括SD卡座、USB接口、TFT IXD和攝像頭；所述的USB接口支持高速數(shù)據(jù)傳輸和低速數(shù)據(jù)傳輸；所述的TFT LCD是7寸彩色液晶，SD卡座、USB接口、 TFT IXD和攝像頭分別與ARM9系列處理器連接，從而滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備的其他需求。

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的系統(tǒng)原理框架圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，如圖1所示，它包括ARM9系列處理器、程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源，所述的程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源分別與ARM9系列處理器連接。所述的電源電平為5V。所述的ARM9系列處理器的型號(hào)為ARM9AM1808，AM1808嵌入式系統(tǒng)可以同時(shí)用于國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備等各種高端領(lǐng)域，并且AM1808的最高主頻可達(dá)150MHz。所述的程序存儲(chǔ)器包括并行的程序存儲(chǔ)器和串行的程序存儲(chǔ)器。所述的并行的程序存儲(chǔ)器包括Nand Flash和Nor Flash,串行的程序存儲(chǔ)器包括 SPI Flash。所述的Nand Flash的大小為256MB，用于存放系統(tǒng)所需的ubl、uboot、kernel、 filesystem文件，AM1808支持從Nand啟動(dòng)系統(tǒng)。所述的 SPI Flash 的大小為 8MB，用于存放 ubl、uboot、kernel、小型 filesystem, AM1808支持從SPI Flash啟動(dòng)系統(tǒng)。所述的內(nèi)存包括DDR2或mDDR。所述的DDR2或mDDR的大小為U8MB。所述的網(wǎng)路物理芯片包括RMII PHY芯片和Mil PHY芯片。還包括標(biāo)準(zhǔn)SD卡座、USB接口、TFT IXD和攝像頭；所述的USB接口支持高速數(shù)據(jù)傳輸和低速數(shù)據(jù)傳輸；所述的TFT IXD是7寸彩色液晶，標(biāo)準(zhǔn)SD卡座、USB接口、TFT IXD 和攝像頭分別與ARM9系列處理器連接，SD卡可以存放kernel^ilesystem等文件，從而滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備的其他需求。還包括電源轉(zhuǎn)換芯片，并且它的輸入電平是5V，輸出電平分別是3. 3V、1. 8V和 1. 2V，電源轉(zhuǎn)換芯片分別與電源和ARM9系列處理器連接，其中3. 3V用于I/O 口供電，1. 8V 用于1. 8V用于DDR供電，1. 2V用于內(nèi)核供電。所述的AM1808處理器包括EMIFA模塊、EMIFB模塊、SPI模塊、MMC模塊、EMAC模土夬、USB2. 0 OTG 模塊、USB1. 1 HOST 模塊、LCD Controller 模塊、VPIF Controller 模塊、 PRU (SUART) 8CH模塊和UART 3CH模塊，所述的EMIFA模塊連接并行的程序存儲(chǔ)器，EMIFB模塊連接內(nèi)存，SPI模塊連接串行的程序存儲(chǔ)器，MMC模塊連接SD卡，EMAC模塊連接網(wǎng)路物理芯片，USB2. 0 OTG模塊和USB1. 1 HOST模塊分別連接USB接口，LCD Controller模塊通過(guò)40Pin FPC線連接TFT LCD，VPIF Controller模塊連接攝像頭，由于AM1808內(nèi)部集成了LCD Controller模塊和VPIF Controller模塊，那么POS機(jī)及安防設(shè)備就不需要另外配備 LCD控制器和攝像頭接口了，從而大大節(jié)約了設(shè)備成本。上述的模塊均可用現(xiàn)有的集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述的每個(gè)PRU (SUART)模塊包括獨(dú)立的內(nèi)核、32位的定時(shí)器、4KB的指令RAM和 512B的數(shù)據(jù)RAM，從而每個(gè)PRU模塊都可以有效的構(gòu)建出4個(gè)半雙工的SUART串口，從而2 個(gè)PRU模塊就可以構(gòu)建出8個(gè)半雙工串口，這8個(gè)半雙工串口分別對(duì)應(yīng)Linux操作系統(tǒng)中的ttySU0-ttySU7串口，加上AM1808本身的3個(gè)UART硬件串口總共11個(gè)串口，大大的滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備對(duì)串口的需求。PRU模塊又稱(chēng)為可編程實(shí)時(shí)子系統(tǒng)，每個(gè)PRU模塊都有一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)核，一個(gè)32位的定時(shí)器，而且有4KB的指令RAM+512B的數(shù)據(jù)RAM，另外每個(gè)PRU模塊可以控制多個(gè)引腳， 通過(guò)程序，使用定時(shí)器定時(shí)采樣串口接收腳的高低電平來(lái)組成數(shù)據(jù)，如果發(fā)送數(shù)據(jù)，則是根據(jù)波特率延時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，因?yàn)槌绦驅(qū)懙絇RU內(nèi)部的指令RAM中，這個(gè)時(shí)候PRU相當(dāng)于一個(gè)協(xié)控制器，帶內(nèi)核+指令RAM+數(shù)據(jù)RAM，可以構(gòu)建出4個(gè)串口，兩個(gè)PRU就可以構(gòu)建8個(gè)串口。
權(quán)利要求1.具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，它包括:ARM9系列處理器、程序存儲(chǔ)器、 內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源，所述的程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源分別與ARM9系列處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的ARM9系列處理器的型號(hào)為ARM9 AM1808。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的程序存儲(chǔ)器包括并行的程序存儲(chǔ)器和串行的程序存儲(chǔ)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的并行的程序存儲(chǔ)器包括Nand Flash和Nor Flash，串行的程序存儲(chǔ)器包括SPI Flash。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的內(nèi)存包括 DDR2 或 mDDRo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的網(wǎng)路物理芯片包括RMII PHY 禾口 Mil PHY。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源轉(zhuǎn)換芯片，并且它的輸入電平是5V，輸出電平分別是3. 3V、1. 8V和1. 2V，電源轉(zhuǎn)換芯片分別與電源和ARM9系列處理器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述的AM1808處理器包括EMIFA模塊、EMIFB模塊、SPI模塊、MMC模塊、EMAC模塊、USB2. O OTG模塊、USB1. 1 HOST 模塊、LCD Controller 模塊、VPIF Controller 模塊、PRU(SUART) 8CH 模塊和 UART 3CH 模塊，所述的EMIFA模塊連接并行的程序存儲(chǔ)器，EMIFB模塊連接內(nèi)存，SPI模塊連接串行的程序存儲(chǔ)器，MMC模塊連接SD卡座，EMAC模塊連接網(wǎng)路物理芯片，USB2. O OTG模塊和USB1. 1 HOST 模塊分別連接 USB 接口，LCD Controller 模塊連接 TFT LCD，VPIF Controller 模塊連接攝像頭；每個(gè)PRU (SUART)模塊包括獨(dú)立的內(nèi)核、32位的定時(shí)器、4KB的指令RAM和512B 的數(shù)據(jù)RAM。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有多路串口的嵌入式系統(tǒng)，它包括ARM9系列處理器、程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源，所述的程序存儲(chǔ)器、內(nèi)存、網(wǎng)路物理芯片和電源分別與ARM9系列處理器連接。本實(shí)用新型通過(guò)采用ARM9系列的處理器利用其中的芯片中的2個(gè)PRU模塊來(lái)構(gòu)建出8個(gè)串口并且加上芯片原來(lái)的3個(gè)硬件UART串口，總共11個(gè)串口，大大滿足了國(guó)網(wǎng)集中器、高端醫(yī)療設(shè)備、高端POS機(jī)和安防設(shè)備對(duì)串口的需求，而且還省去了串口擴(kuò)展芯片，從而大大節(jié)約了設(shè)備的成本，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。而且本實(shí)用新型中不需要使用另外的串口擴(kuò)展芯片，所以大大提高了串口速率，不需要使用CPU來(lái)控制串口擴(kuò)展芯片，所以也明顯節(jié)約了CPU資源。
文檔編號(hào)G06F15/78GK202008660SQ201120133478
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者倪孟余, 張曉杰, 王佳勒 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司