嵌入式串口伺服器

嵌入式串口伺服器

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簡介

串口伺服器是實現串口RS232/485/422到乙太網轉換的機器。目的在於解決串口設備通信距離短的問題。單片機、MCU、AISC都能實現此功能。

產品回顧

最初,串口伺服器是當成一個單獨的產品設計出來,簡單、方便、易用,起到提供數據通道的作用。以上三類方法都能夠實現這個功能,無需刻意的去評判哪種方式的好壞。

產品發展

但是,隨著時間的推移和市場的發展,客戶對此類產品的要求不僅僅是停留在提供數據通道,這個簡單的功能上,會逐漸的提出基於串口伺服器硬體平台上更多的套用需求。例如抄燃氣、水、電錶,完全可以把客戶端的軟體植入串口伺服器中,基層的安裝人員通常不具備專業的TCP/IP的知識,只需要完成硬體上的安裝即可,餘下的工作則由中心端的操作人員遠程完成配置。
這就引申出了一個問題,用哪種構架更能延長串口伺服器的產品壽命?
隨著ARM構架的MCU不斷發展,提供了更高的主頻、記憶體,無需占用主機的資源,也有足夠大的空間能夠容納客戶端的軟體,為二次開發提供了軟、硬體的平台,尤其是大口數的串口伺服器面積大大縮小,只有名片大小;隨著XLINX推出帶ARM的大容量FPGA,最終大口數的串口伺服器只需要一顆晶片就能完成,成本也會大大降低。

X1嵌入式串口伺服器

硬體

X1模組的電路板為4 層板設計,從而可以達到更好的電源穩定性。
整個模組的硬體主要包括:
核心處理器為Microchip的PIC18f66J60的8位單片機,其主頻為40Mhz,
帶有IEEE 802.3™兼容的乙太網控制器,集成MAC 和10Base-T PHY。8 KB 傳送/ 接收數據包緩衝器SRAM
處理器內置1Mb的快閃記憶體。
低功耗、高速CMOS 快閃記憶體技術。
10Base-T PHY太網接口
一個TTL電平的串口,支持TX,RX引腳。

軟體
引腳定義

參考設計採用的板間連線器是2x12 的插針插座。插針位於模組板兩側,表1 是信號定義。
表1:

管腳號 定義 注釋
1 懸空 ​
2 Restore 恢復出廠設定
3 RXD 串口的接收
4 TXD 串口的傳送
5 GND 信號地
6 +5V 電源
7 E_78 連線到RJ45的7,8腳
8 E_45 連線到RJ45的4,5腳
9 E_2 連線到RJ45的2腳
10 E_1 連線到RJ45的1腳
11 E_6 連線到RJ45的6腳
12 E_3 連線到RJ45的3腳
13 懸空 ​
14 懸空 ​
15 懸空 ​
16 懸空 ​
17 懸空 ​
18 CGND 外殼地
19 懸空 ​
20 LED_LINK 網路連結指示燈
21 懸空 ​
22 懸空 ​
23 T_232 連線串口晶片的使能腳
24 懸空 ​
​ ​ ​

Serialway X8八串口嵌入式伺服器

硬體名片大小

核心處理器為ARM9系列處理器,250MHz 主頻,385MIPS,內部為64K SRAM
單5V 電源供電,系統上有1.2V,1.8V,3.3V 三路穩壓
DDR2 晶片1GBit,運行於250MHz 匯流排頻率
SPI Flash 採用64Mbit,用來進行串列啟動,保存U-boot
10/100M自適應乙太網接口
10 個串口,其中部分復用引腳
雙USB 接口,一個USB Host 及一個USB OTG,可同時支持兩個USB Host
紅外採用AT138 和AT205 收發器
提供7 個按鍵,採用中斷掃描方式
通過系統匯流排擴展160x160LCD 顯示模組
主晶片內部帶有RTC 模組,系統同時擴有外部RTC 晶片RX8025T,用戶可選擇使用
主晶片提供71 個GPIO,在平台中除去各模組占有引腳,用戶可使用的約25 個
通過系統匯流排擴展GPIO 供用戶使用X8 管腳定義

參考設計採用的板間連線器是兩套2x32 的插針插座。插針位於核心板兩側,各為一個2x32的插針,與外設板對應位置的2x32 插座相連線。連線器的選擇遵循高速信號可靠連線的準則。表1 是信號定義。

J1 ​ ​ J2
​ 信號 ​ 信號 ​ ​ 信號 ​ 信號
1 3.3V 2 3.3V ​ 1 3.3V 2 3.3V
3 GND 4 GND 3 GND 4 GND
5 3.3V 6 3.3V 5 3.3V 6 3.3V
7 GPIOD1 8 GPIOE7 7 DSCLK 8 PST1
9 GPIOD2 10 NC 9 DSO 10 BKPT_N
11 GPIOF1 12 IRQ7 11 PST2 12 DSI
13 GPIOF0 14 GPIOJ1 13 PSTCLK 14 PST0
15 RMII1_TXD1 16 RMII0_TXEN 15 RESET_IN 16 PST3
17 RMII0_TXD1 18 RMII1_TXEN 17 DDATA3 18 RSTOUT_B
19 RMII0_TXD0 20 RMII0_RXD0 19 DDATA1 20 DDATA0
21 RMII1_TXD0 22 RMII0_RXD1 21 IRQ2 22 DDATA2
23 RMII1_RXD1 24 RMII0_CRS_DV 23 GND 24 GND
25 RMII0_RXER 26 RMII1_CRS_DV 25 U2RXD 26 U2TXD
27 RMII0_MDIO 28 RMII0_MDC 27 U6RXD 28 IRQ3
29 RMII1_RXER 30 RMII1_RXD0 29 U6TXD 30 GPIOJ0
31 U8RXD 32 RMII_50MHz 31 GPIOD7 32 ADC_IN1
33 IRQ4 34 U8TXD 33 ADC_GND 34 ADC_IN0
35 U7TXD 36 IRQ1 35 GPIOD3 36 FB_CS0
37 U9TXD 38 U4TXD 37 GPIOD0 38 GPIOB6
39 U9RXD 40 SIM0_VEN 39 FB_CLK 40 BWE0
41 SIM0_RST 42 SIM0_PD 41 FB_AD0 42 FB_AD4
43 I2C2_SDA 44 I2C2_SCL 43 FB_AD6 44 FB_AD5
45 U1CTS 46 GPIOF2 45 FB_AD1 46 FB_AD7
47 GPIOG7 48 U7RXD 47 FB_AD2 48 FB_AD3
49 U4RXD 50 GPIOH4 49 GPIOA1 50 GPIOA7
51 U0RXD 52 SIM0_CLK 51 GPIOB5 52 FB_AD25
53 U1RXD 54 PWM_38KHz 53 FB_AD27 54 GPIOG6
55 SIM0_DATA 56 U0TXD 55 FB_AD24 56 FB_RNW
57 U1RTS 58 U1TXD 57 FB_AD26 58 FB_nOE
59 USBH_DP 60 USBH_DM 59 FB_AD28 60 FB_AB29
61 USBO_DP 62 USBO_DM 61 FB_AD30 62 FB_AD31
63 GND 64 GND 63 GND 64 GND
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