福彩3D走势图

应用方案

30路串口+6路网口的通讯管理机方案作者:黄志超    发布时间:2020-11-29 10:34:36    被阅览数:次

  YINGCHUANGGONGKONGZHUBANYIDUOCHUANKOUHEDUOWANGKOUZUOWEITESE,YIJINGTUICHULEDUOZHONGKUOZHANFANGAN,BEIYONGHUGUANGFANSHIYONGZAIGONGKONGLINGYUZHONG。WEILEMANZUGENGDUODETONGXUNJIEKOUXUQIU,YINGCHUANGGONGSITUICHULEJIYUESM7000HUOESM6802ZHUBAN,JUYOU30LUCHUANKOU+6LUWANGKOUDEZHENGJIFANGAN。GAIFANGANYOUZHUBANZIDAIDE6LUCHUANKOUHE2LUWANGKOU,JIASHANGKUOZHANCHU24LUCHUANKOUHE4LUWANGKOUGOUCHENG,QIJIEKOUZIYUANYINGGAINENGMANZUJUEDABUFENDEYINGYONGXUQIULE。


主板型号板载串口板载网口扩展串口扩展网口
ESM68026路2路24路4路
ESM70006路2路24路4路


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案

扩展原理


硬件组成


  英创公司设计了两款扩展模块来实现这一扩展方案,它们是24路串口扩展模块ETA524和4路100M以太网口模块ETA8152。用户可利用英创公司成熟的评估套件,对这两个模块同时进行评估。


  ETA524MOKUAITONGGUOISAZONGXIANKUOZHANLAISHIXIAN24LUCHUANKOU,SUOKUOZHANDEMEIYILUCHUANKOUZUIGAOBOTELVJUNKEDADAO115200bps,XINHAODIANPINGJUNWEI3.3V TTL。MOKUAIWAIXINGCHICUNWEI70mm×46mm,YUZHUBANYIYANGSHICHAZAIYINGYONGDIBANSHANGGONGZUO。ETA524DEZHEIZHONGSHEJISHIDEYONGHUJINENGKUAISUFANGBIANDEDUITAJINXINGPINGGU,YOUNENGHENHAODERONGRUYONGHUZIJIDECHANPINSHEJIZHONG。ZAIYONGHUZIJIZUOYINGYONGDIBANSHI,JINXUYAOZAIYINGYONGDIBANSHANGDUIMEILUCHUANKOUZUOSHIDANGQUDONGJIKE,ETA524KEYIZUOWEIYIGE“QIJIAN”BEICHAZAIYONGHUDEYINGYONGDIBANSHANG,YIHUODEZUIJIADESHUJUCHUANSHUXINGNENG。


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案

ETA524串口扩展模块


  其中CN1是ETA524和精简ISA总线连接的接口,定义如下图:


ISA总线接口信号

CN1ISA总线接口信号

PIN#

PIN#

福彩3D走势图RESET#,FUWEI,DIDIANPINGYOUXIAO

12

ISA_ADV#,DIZHISUOCUN,DIDIANPINGYOUXIAO

ISA_SD0,DIZHISHUJUZONGXIAN

34

福彩3D走势图ISA_SD4,DIZHISHUJUZONGXIAN

ISA_SD1,DIZHISHUJUZONGXIAN

56

ISA_SD5,DIZHISHUJUZONGXIAN

福彩3D走势图ISA_SD2,DIZHISHUJUZONGXIAN

78

ISA_SD6,DIZHISHUJUZONGXIAN

福彩3D走势图ISA_SD3,DIZHISHUJUZONGXIAN

910

ISA_SD7,DIZHISHUJUZONGXIAN

MSL#,MOKUAIXUANZE

1112

福彩3D走势图ISA_WE#,SHUJUXIE,DIDIANPINGYOUXIAO

GPIO9,ZHONGDUANIRQ4,SHANGSHENGYANYOUXIAO

1314

福彩3D走势图ISA_RD#,SHUJUDU,DIDIANPINGYOUXIAO

福彩3D走势图GPIO8,ZHONGDUANIRQ3,SHANGSHENGYANYOUXIAO

1516

福彩3D走势图ISA_CS#,ZONGXIANPIANXUAN,DIDIANPINGYOUXIAO

福彩3D走势图GPIO25,ZHONGDUANIRQ2,SHANGSHENGYANYOUXIAO

1718

+5V,DIANYUANSHURU

GPIO24,ZHONGDUANIRQ1,SHANGSHENGYANYOUXIAO

1920

GND,GONGGONGDI


  CN2-CN4分别是扩展出来的串口,定义如下:


接口信号

CN3接口信号

PIN#

PIN#

COM1_TXD

12

COM1_RXD

COM2_TXD34COM2_RXD
COM3_TXD56COM3_RXD
COM4_TXD78COM4_RXD
COM5_TXD910COM5_RXD
COM6_TXD1112COM6_RXD
GND,公共地1314VCC,+5V电源输出
COM7_TXD1516COM7_RXD


接口信号

CN2接口信号

PIN#

PIN#

COM8_TXD

12COM8_RXD

COM9_TXD

34COM9_RXD
COM10_TXD56COM10_RXD
COM11_TXD78COM11_RXD
COM12_TXD910COM12_RXD
COM13_TXD1112COM13_RXD
COM14_TXD1314COM14_RXD
COM15_TXD1516COM15_RXD
COM16_TXD1718COM16_RXD
COM17_TXD1920COM17_RXD

 

接口信号

CN4接口信号

PIN#

PIN#

COM18_TXD12COM18_RXD
COM19_TXD34COM19_RXD
COM20_TXD56COM20_RXD
COM21_TXD78COM21_RXD
COM22_TXD910COM22_RXD
GND,公共地1112VCC,+5V电源输出
COM23_TXD1314COM23_RXD
COM24_TXD1516COM24_RXD

 

  YINCHUDECHUANKOUJUNWEITTLXINHAO,YONGHUKEGENJUXUQIUZAIWAIBUJINXINGZHUANHUAN。LIRUZHUANHUANCHENGRS232HUOZHERS485,YINGCHUANGGONGSIZAIGUANGPANZILIAOZHONGDOUTIGONGYOUDIANLUGONGYONGHUCANKAO。


福彩3D走势图  WANGLUOKUOZHANMOKUAIETA8152JICHENGLE4PIANr8152XINPIAN,KEYITONGGUOUSBKUOZHANCHU4LUWANGKOU,DANDUYILUKUOZHANWANGKOUDESUDUJUNKEYIDADAO90Mbit/sYISHANG。RUGUOTONGSHISHIYONG,MEIYILUSUDUKEYIDADAO40Mbit/sYISHANG。


福彩3D走势图  ETA8152CAIYONGLEmini-PCIeMOKUAIDEBIAOZHUNCHICUN,SHIMOKUAIANZHUANGJIWEIFANGBIAN,SUOYOUDEGAOSUWANGLUOXINHAOJIZHONGZAIYIGECHAZUOSHANG,ANCHANGGUIPCBBUXIANJIKELIANJIEZHIDIBANRJ45WANGKOUZUO。


imx6ull,imx7,eta8152侧面.png

ETA8152网络扩展模块


  福彩3D走势图ETA8152的管脚定义如下:


ISA总线接口信号

ISAISA总线接口信号

PIN#

PIN#

ETH4_RXP,以太网4差分输入5152+3.3V 电源输入
ETH4_RXN,以太网4差分输入4950电源地(GND)
ETH4_TXP,以太网4差分输出4748-
ETH4_TXN,以太网4差分输出4546ETH4_LED_ACT_B,数据指示
ETH3_RXP,以太网3差分输入4344ETH4_LED_LINK_B,连接指示
ETH3_RXN,以太网3差分输入4142ETH3_LED_ACT_B,数据指示
ETH3_TXP,以太网3差分输出3940电源地(GND)
ETH3_TXN,以太网3差分输出3738USB_DP,USB差分信号
电源地(GND)3536USB_DN,USB差分信号
ETH2_RXP,以太网2差分输入3334电源地(GND)
ETH2_RXN,以太网2差分输入3132I2C_SDA,I2C配置管脚
电源地(GND)2930I2C_SCL,I2C配置管脚
电源地(GND)2728-
ETH2_TXP,以太网2差分输出2526电源地(GND)
ETH2_TXN,以太网2差分输出2324-
电源地(GND)2122RESET_B#,外部复位信号
ETH2_LED_ACT_B,数据指示1920-
ETH2_LED_LINK_B,连接指示1718电源地(GND)
Mechanical Key
电源地(GND)1516+5V 电源输入
ETH1_RXP,以太网1差分输入1314+5V 电源输入
ETH1_RXN,以太网1差分输入1112+5V 电源输入
电源地(GND)910-
ETH1_LED_ACT_B,数据指示78ETH3_LED_LINK_B,连接指示
ETH1_TXP,以太网1差分输出56-
ETH1_TXN,以太网1差分输出34电源地(GND)
ETH1_LED_LINK_B,连接指示12+3.3V 电源输入


福彩3D走势图  QIZHONGI2CZONGXIANSHIYONGLAIJIKUOZHANWANGKOUPEIZHIMACDIZHIDE,YINGCHUANGGONGSIZAIETA8152MOKUAICHUCHANGDESHIHOU,HUIWEIMEIYILUWANGKOUSHAOXIEYIGEWEIYIDEMACDIZHI。SUOYIYINGJIANSHANGXUYAOJIANGZHUBANDEI2CZONGXIANXINHAOJIERU,ZAIJIAZAIQUDONGDESHIHOUXITONGHUIDIAOYONGZHEIYILUI2CZONGXIAN,JIAZAIWANCHENGHOUJIUHUISHIFANGI2CZONGXIANZIYUAN,BUHUIYINGXIANGYONGHUCHENGXUDIAOYONGI2CZONGXIAN。


  YONGHUZAIDIBANSHANGJIUZHIXUYAOLIANJIEWANGLUOBIANYAQIHERJ45JIETOU,WOMENSUIBIANYIYILUWEILI,JICHUYUANLITU(TUZHONGDERJ45SHIDAIYOUWANGLUOBIANYAQIDE):


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

接口电路图


  用户使用ESMARC_ISA_EVB可以方便的评估整个方案,连接如下图所示:


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

评估板连接示意图


软件开发


  福彩3D走势图ETA524和ETA8152模块的驱动英创公司已经调试好并且以内核模块的形式集成在板卡中了,用户只需要调用命令加载驱动就可以生成标准的设备节点来操作,这两个模块的驱动分别为eta524.ko和r8152.ko。驱动加载后,系统就能够识别到扩展模块,并生成相应的设备节点,通过设备节点,用户就能够使用标准的API函数来操作扩展了。在主板的命令行输入modprobe命令就可以加载:


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

加载ETA528的驱动


  从图上可以看到加载驱动后,生成了24个串口设备(ttyS7-ttyS30)。接下来加载ETA8152模块的驱动,方法相同:


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

加载ETA8152的驱动


  可以看到驱动加载后,系统生成了eth2-eth5四个新的网络设备。


  BULUNSHICHUANKOUHAISHIWANGLUO,JIAZAIQUDONGSHENGCHENGDESHEBEIJIEDIANDOUSHILinuxBIAOZHUNDESHEBEIJIEDIAN,SUOYIYONGHUZAISHIYONGDESHIHOUCAOZUOFANGFAYEHEBIAOZHUNDESHEBEIXIANGTONG,ZHIXUYAOGENGGAICHENGXUZHONGDUIYINGDESHEBIEJIEDIANJIKE。YONGHUKELIYONGYINGCHUANGGONGSITIGONGDECHUANKOUHEWANGLUOTONGXUNYINGYONGCHENGXUYUANDAIMA,KUAISUPINGGUCIFANGANJIBENXINGNENGSHIFOUMANZUQIJUTIDEYINGYONGXUQIU,BANGZHUYONGHUSUODUANPINGGUHEKAIFADEZHOUQI。


性能测试


  英创公司针对这套扩展方案进行性能上的测试,使用ESM7000核心板搭建了测试环境。首先使用iperf3工具测试扩展网口的速度,在PC端搭建好服务器后,在板卡中运行iperf3工具连接,服务器测试结果截图如下:


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

网络带宽测试


  TUPIANZHONGDUANKOUHAO5201WEIHEXINBANZIDAIWANGKOUeth0,DUANKOUHAO5202WEIHEXINBANZIDAIWANGKOUeth1,DUANKOUHAO5203-5206FENBIEDUIYINGKUOZHANWANGKOU1-4。YINWEICESHIWANGLUOHUANJINGWEIQIANZHAOWANGLUOHUANJING,SUOYIZHUBANQIANZHAOWANGKOUeth0DESUDUHUISHOUDAOQITAWANGKOUDEYINGXIANG。CONGCESHIJIEGUOKEYIKANDAO,ZAITONGSHISHIYONGDEQINGKUANGXIA,KUOZHANWANGKOUDESUDUSHIKEYIDADAO40Mbit/sYISHANGDE。


福彩3D走势图  XIAMIANDUIKUOZHANCHUANKOUJINXINGCESHI,CESHICHENGXUHUIDAKAIMEIYILUKUOZHANCHUANKOU,BOTELVSHEZHIWEI115200bps,MEI3msFASONG9GEZIJIEDESHUJU,JIMEIMIAOFASONG3000GEZIJIEDESHUJU,GENJU115200BOTELVDEMANFUHEJISUAN,CHENGXUZHANYONGLEMEIYILUCHUANKOU26%ZUOYOUDEFUZAI。WEILEGENGJIATIEJINSHIJISHIYONGQINGKUANG,TONGSHIJIANGSUOYOUKUOZHANWANGKOUDAKAIJINXINGTONGXUN,SHIWANGLUODEFUZAIDAYUEYEZHANYONG20%ZUOYOU。


  ZAIZHEIYANGDETIAOJIANXIA,DUICHUANKOUSHOUFASHUJUJINXINGZHANGSHIJIANDECESHI,DANGSHOUDAOSHUJUYOUCUOWU,CHENGXUHUIDAYINCHULAI,JINGGUO3GEXIAOSHIDECESHI,SUOYOUKUOZHANCHUANKOUSHOUFAJUNZHENGCHANG,CPUZHENGTIFUZAIRUXIA:


imx6ull,imx7,30路串口+6路网口的通讯管理机方案.png

系统总负载


  可以看到系统总负载大约为56%,测试程序test_multiserial占用CPU为27.2%,截图中top命令打印出的其余项为每一路串口通讯所占用的CPU资源,一共为24项,每一路占用的资源在2.3%-3.9%,是十分低的。需要注意的是ESM7000为双核,所以top指令打印出来的CPU占用率需要除以2才是整个CPU的占用率。


福彩3D走势图  ZAISHIJIYINGYONGZHONGFUZAITONGCHANGHUIGENGXIAOYIXIE,JIANGFUZAITISHENGSHANGLAISHIWEILECESHIZHENGTAOFANGANDEXINGNENG,ZAICISHIDEFUZAIQINGKUANGXIA,KUOZHANCHUANKOUYUWANGKOUTONGXUNJUNBAOCHIZHENGCHANGHEWENDING。

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