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1 SOM SOM User's Manual V4.0 Date 文档信息关键词工控主板接口设置概要本文描述工控主板的功能和使用方法

2 版本信息版本号日期描述 V 文档创建声明本手册的版权归所有, 并保留所有的权利本公司保留随时更改本手册的权利, 恕不另行通知本手册的任何一部分未经过本公司明确的书面授权, 任何其他公司或个人均不允许以商业获利目的来复制抄袭翻译或者传播本手册订购产品前, 请向本公司详细了解产品性能是否符合您的要求产品并不完全具备本手册的所描述的功能, 客户可根据需要增加产品的功能, 具体情况请跟本公司的技术员或业务员联系本手册提供的资料力求准确和可靠然而, 本公司对侵权使用本手册而造成后果不承担任何法律责任安全使用常识 : 使用前, 请务必仔细阅读当需要对产品进行操作时请先关闭电源不要带电插拔, 以免部分敏感元件被瞬间冲击电压烧毁操作者需采取防静电措施后才能触摸或进行其他可能产生静电冲击的操作避免频繁开机对产品造成不必要的损伤第 1 页共 26 页

3 目录第一章功能简介产品简介概述 CPU 处理器内存显示功能高速以太网存储方案接口与资源软件资源系统... 7 第二章硬件结构说明跳线设置启动顺序虚拟显示电子盘写保护选择跳线 - JP 接口说明模拟屏接口 - J3 J COM1,COM2,COM3,COM4 串口 J4, J6, J7, J Speaker( 扬声器 ) 接口 -J COM5\COM6 接口 ( 两个 3 线,TTL 电平 ) -J 软驱座方式 POWER 接口 -J 模拟数字屏接口 - J USB 接口 (U 盘接口 ) -J 扩展接口 -CON 扩展接口 -CON 第三章系统硬件资源说明存贮器配置存储器映射显存和扩展内存的操作非易失 SRAM 的操作 I/O 资源配置中断资源配置异步串行口第四章电气参数和机械尺寸电气参数机械尺寸第 2 页共 26 页

4 第一章功能简介 1.1 产品简介是一款性价比极高尺寸极其紧凑的模拟 6 串口嵌入式控制模块, 也可做主板使用可广泛应用于科研军工电力工控车载通信手持设备医疗器械教学等嵌入式领域板载高性能 16 位处理器, 该处理器内部为 32 位 RISC 架构并且与 80C186 处理器兼容, 具有极高的性能, 主频高达 100MHz, 内置了 100M 的以太网, 且支持 1MB 的 SDRAM 其指令与其他 X86 微处理器兼容板载功能包括 10/100M 高速以太网接口, 模拟屏接口, 六个串口 (TTL 电平接口 ) USB 接口 RTC 实时时钟非易失性存储器看门狗蜂鸣器接口通用 GPIO 和 8 位精简 ISA 总线等在一单片闪存芯片上集成了系统 BIOS 1.44M 闪存盘 (Flash Flopy Disk -- FFD) 和 16 点阵二级汉字库, 以最少数量的芯片实现最小尺寸的模块的最多的功能具有完全自主开发的显示控制器, 可以支持各种尺寸模拟屏提供精简 ISA 总线, 可以扩展更多的其他功能模块 1.2 概述系统框图 CPU 处理器 32 位 RISC 架构, 指令周期比 CISC 短第 3 页共 26 页

5 64bit 指令队列,5 级流水线技术不分频的系统时钟 (386 是 2 分频 ), 外部时钟 100MHz, 内部时钟 100MHz 指令集与 80C86 兼容主频 100MHz 200MB/S 的高速内存总线 8KB 的高速缓存实际性能相当于 486SX-100MHZ CPU 运算性能比较 : CPU 厂家型号主频速度 INTEL 386ex 25MHZ 6MIPS INTEL MHZ 54MIPS AMD MHZ 6MIPS RDC * 1610C 100MHZ 86MIPS * 选用的 CPU 内存板载 1MB SDRAM 内存扩展内存 8M 和显存共享 SDRAM 时钟频率高达 100 MHz 显示功能自主研发的显卡控制器, 通过 SDRAM 共享最高 8M 显存, 可以支持各种尺寸模拟屏 UMA 架构, 共享系统 SDRAM 高速内存最高 8MB 支持模拟屏接口,320*234(5.6") 800*600(8") 的 4:3 显示效果以及 480*234(7") 800*480(8" 10.2") 的 16:9 显示效果高速以太网符合 IEEE802.3/802.3U 规范 10/100Mbps 自适应的传输速率全双工或者半双工的工作模式自动进行 CRC 校验地址广播模式使用片内 DMA 操作直接访问高速内存网络性能高, 不存在 ISA 总线上挂接以太网芯片时的带宽 1MB/S 左右的瓶劲 ( 由于 ISA 网卡不使用 DMA 传输, 必需软件干预数据包的存取, 实际上 10M 和 100M 以太网性能无差别 ) 存储方案 (1) 电子盘存储方案板载 1.44M 快速闪存虚拟软盘 ( 系统 A 盘 ), 最大可支持 8M, 用于存贮应用程序数据精简 IDE 接口支持一个 IDE 设备,( 可接 CF 卡 ), 由 BIOS 自动检测第 4 页共 26 页

6 支持 USB (2) 板载非易失性存储器支持串行铁电存储器 (512 Byte~8MByte, 可选 ) 方案 :1 亿次擦写次数, 十年以上保存期, 无需后备电池解决了要求在擦写次数特别频繁的场合中掉电保持数据问题接口与资源高速以太网接口 6 个串口, 四个 16C550 兼容 UART 自带, 所有 COM 口都为 TTL 电平手动复位口外界电池后备口电源接口 (5V) 8 位可用扩展 ISA 总线精简 ISA 总线扩展软件资源 (1) 操作系统可以直接安装运行 MS-DOS6.22 以下的版本 ( 不是 ROM-DOS), 以及其他的自由版权的兼容 DOS, 包括 DR-DOS FREE-DOS 等提供完整的 TCP/IP 网络通讯协议 (2) 开发环境支持 BorlandC 集成开发环境 ( 包括 BC3.1 BC4.0 等 ), Turbo Debugger 源码调试 ( 交叉调试环境 ) 可以直接运行大部分 DOS 下的软件, 例如 Debug TurboC2.0, 直接开发调试程序 BIOS 中还集成了完全自主知识产权的虚拟显示技术, 用户可获得与本地 PC 的 DOS 环境完全相仿的效果, 用户也可在虚拟显示环境下启动 TC2.0, 进行软小规模程序编写或者运行性能测试程序测试系统性能 ( 本功能一般用于测试, 实际运行系统时, 用户可以用跳线关闭 ) 客户并不需要购买昂贵的开发调试系统, 而是充分利用现有 PC 上大量的廉价优秀的软件作为开发工具, 如 Borland C/C++(Turbo C/C++), Turbo C 2.0 (3) 看门狗功能独立 Watchdog 看门狗单元来防止系统程序死锁, 可以调用厂家库来使用看门狗 (4) 完备的 GUI 软件 BC3.1 BC4.5 兼容图形库 SVGACC 图形兼容库 BBGUI 专用图形库 (5) Demo 程序提供常用的例子程序源代码 : 串口中断显示看门狗 GPIO 等 (6) 高强度的加密算法为电子盘上应用软件提供 128 位的加密算法, 帮助用户保护自己的知识产权第 5 页共 26 页

7 1.2.8 系统完全自主知识产权的 BIOS 固件, 与标准 PC 规范兼容, 可以直接运行 DOS 软件, 用户可使用丰富的免费资源进行开发, 降低了开发难度工业化标准设计, 快速启动引导, 无需用户配置任何数据内嵌固化的点阵二级汉字库和字符库, 点阵大小支持 16*16,12*12 掉电非易失的实时时钟 CPU 自带看门狗可以产生系统复位, 看门狗启动周期可由软件设置第二章硬件结构说明第 6 页共 26 页

8 接插件和跳线布局 2.1 跳线设置跳线作为一种简单的电子开关, 包括两个金属针和一个小的塑料套内的金属片, 靠金属片短路金属针实现开 / 关效果第 7 页共 26 页

$2 接口说明板上的接插端口供用户选择应用功能, 这些接插件分别连接到诸如 IDE 之类的外接设备, 以下表示各个插件的功能描述列表 : 标号功能说明 J4 COM1 接口 3 线 TTL 串口 J5 Speaker 接口 J6 COM2 接口 3 线 TTL 串口 J7 COM3 接口 3 线 TTL 串口 J8 COM4 接口 3 线 TTL 串口 J9 COM5\COM6 接口$

9 2.1.1 启动顺序虚拟显示电子盘写保护选择跳线 - JP1 引脚 Closed Open 1-2 A 盘优先启动 C 盘优先启动 * 3-4 允许虚拟显示 * 禁止虚拟显示 M 电子盘写保护 ( 系统盘符 A:) A 盘可读写 * * 表示默认状态 2.2 接口说明板上的接插端口供用户选择应用功能, 这些接插件分别连接到诸如 IDE 之类的外接设备, 以下表示各个插件的功能描述列表 : 标号功能说明 J4 COM1 接口 3 线 TTL 串口 J5 Speaker 接口 J6 COM2 接口 3 线 TTL 串口 J7 COM3 接口 3 线 TTL 串口 J8 COM4 接口 3 线 TTL 串口 J9 COM5\COM6 接口 J10 +5v +12v 接线柱方式电源插座, 软驱座方式电源插座两个 3 线串口 J11 8/10 寸模拟数字混合屏接口 J12 USB 接口 J13 模拟屏接口 CON1 扩展接口 CON2 扩展接口模拟屏接口 - J3 J13 (1)-J3 管脚名称管脚名称 1 GND 14 OEH 2 VCC 15 STHL 3 VGL 16 STHR 第 8 页共 26 页

4 VGH 17 CPH3 5 STVR 18 CPH2 6 STVL 19 CPH1 7 CKV 20 VCC 8 U/D 21 GND 9 OEV 22 VR 10 VCOM 23 VG 11 VCOM 24 VB 12 L/R 25 AVDD 13 MOD 26 AVSS (2)-J13 管脚名称管脚名称 1 GND 16 STHL 2 VCC 17 VSS2 3 NC 18 VR

10 4 VGH 17 CPH3 5 STVR 18 CPH2 6 STVL 19 CPH1 7 CKV 20 VCC 8 U/D 21 GND 9 OEV 22 VR 10 VCOM 23 VG 11 VCOM 24 VB 12 L/R 25 AVDD 13 MOD 26 AVSS (2)-J13 管脚名称管脚名称 1 GND 16 STHL 2 VCC 17 VSS2 3 NC 18 VR 4 VEE 19 VG 5 NC 20 VB 6 +15V 21 VSS1 7 NC 22 VDD2 8 STVD 23 CPH1 9 STVU 24 CPH2 10 CKV 25 CPH3 11 U/D 26 VDD1 12 OE3 27 R/L 13 OE2 28 NC 14 OE1 29 OEH 15 VCOM 30 STHR 通过调节主板上面的 V1 电位器, 可以调节连接在 J3/J13 上的液晶屏的对比度, 从而达到理想的显示效果. 针对每个屏, 都可能需要单独调节 COM1,COM2,COM3,COM4 串口 J4, J6, J7, J8 管脚名称方向描述 1 +5V O 电源第 9 页共 26 页

$2.3 COM5\COM6 接口 ( 两个 3 线,TTL 电平 ) -J9 管脚名称方向描述 1 RX5 2 TX5 3 +5V 4$ GND 5 RX6 6 TX6 2.

11 2 GND O 地 3 TXD O 发送 4 RXD I 接收 Speaker( 扬声器 ) 接口 -J5 管脚名称方向描述 1 SPK+ 接扬声器正端 2 SPK- 接扬声器负端 COM5\COM6 接口 ( 两个 3 线,TTL 电平 ) -J9 管脚名称方向描述 1 RX5 2 TX5 3 +5V 4 GND 5 RX6 6 TX 软驱座方式 POWER 接口 -J10 管脚名称方向描述 1 +5V 2 GND 3 GND 4 +5V 模拟数字屏接口 - J11 管脚名称管脚名称管脚名称第 10 页共 26 页

1 POL 21 V5 41 DCLK 2 STVD 22 V3 42 VCC 3 OEV 23 GND 43 STHR 4 CKV 24 R5 44 LD 5 STVU 25 R4 45 B5 6 GND 26 R3 46 B4 7 EDGSL 27 R2 47 B3 8 VCC 28 R1 48 B2 9 V9 29 R0 49 B1 10 VGL 30 GND 50 B0 11 V2 31

12 1 POL 21 V5 41 DCLK 2 STVD 22 V3 42 VCC 3 OEV 23 GND 43 STHR 4 CKV 24 R5 44 LD 5 STVU 25 R4 45 B5 6 GND 26 R3 46 B4 7 EDGSL 27 R2 47 B3 8 VCC 28 R1 48 B2 9 V9 29 R0 49 B1 10 VGL 30 GND 50 B0 11 V2 31 GND 51 R/L 12 VGH 32 G5 52 V1 13 V6 33 G4 53 V4 14 U/D 34 G3 54 V7 15 VCOM 35 G2 55 V10 16 GND 36 G1 56 V12 17 AVDD 37 G0 57 V13 18 V14 38 STHL 58 AVDD 19 V11 39 INV 59 GND 20 V8 40 GND 60 VCOM 通过调节主板上面的 V2 电位器, 可以调节连接在 J11 上的液晶屏的对比度, 从而达到理想的显示效果. 针对每个屏, 都可能需要单独调节 USB 接口 (U 盘接口 ) -J12 管脚名称方向描述 1 +5V 2 DP+ 3 DP- 4 GND 扩展接口 -CON1 第 11 页共 26 页

13 管脚名称方向描述 1 IRQ2/PIO12 中断信号线或 GPIO 线 2 5V COM1 3 IRQ3/PIO13 中断信号线或 GPIO 线 4 GND COM1 5 IRQ4 中断信号线或 GPIO 线 6 TXA COM1 7 IRQ5 中断信号线或 GPIO 线 8 RXA COM1 9 IRQ6/PIO31 中断信号线或 GPIO 线 10 NC 11 PIO0 GPIO 12 5V COM2 13 PIO1 GPIO 14 GND COM2 15 PIO10 GPIO 16 TXB COM2 17 PIO11 GPIO 18 RXB COM2 19 MIC+ 喇叭正 20 NC 21 SIN0 CPU COM1 22 5V COM3 23 SOUT0 CPU COM1 24 GND COM3 25 SIN1 CPU COM2 26 TXC COM3 27 SOUT1 CPU COM2 28 RXC COM3 29 ISA_SA3 ISA 地址线 30 NC 31 ISA_SA4 ISA 地址线 32 12V 33 GND 第 12 页共 26 页

14 34 5V 35 ISA_CLK ISA 时钟 36 GND COM4 37 ISA_RST ISA 复位 38 TXD COM4 39 RST_HAND 手动复位 40 RXD COM 扩展接口 -CON2 管脚信号方向含义 1 LED0- LINK LED- 2 LED0+ LINK LED+ 3 LED1- ACT LED- 4 LED1+ ACT LED+ 5 RX+ Ethernet Receive Data+ 6 RX- Ethernet Receive Data- 7 TX+ Ethernet Transmit Data+ 8 TX- Ethernet Transmit Data- 9 GNDA Ethernet GND 10 GNDA Ethernet GND 11 PCS1#/PIO15 地址是 1000H 12 PCS2#/PIO25 地址是 2000H 13 ISA_RST# 14 PCS3#/PIO26 地址是 3000H 15 ISA_SD0 16 ISA_SD1 17 ISA_SD2 18 ISA_SD3 19 ISA_SD4 ISA 数据总线 20 ISA_SD5 21 ISA_SD6 22 ISA_SD7 23 ISA_IOR ISA IO 读信号 24 ISA_IOW ISA IO 写信号 25 IDE_CS0# IDE 片选第 13 页共 26 页

15 26 ISA_SA0 27 ISA_SA1 ISA 地址线 28 ISA_SA2 29 5V 30 GND 31 ISA_ARDY 32 USB_VCC USB 电源 33 5V 5V 电源输入 34 DP- 35 GND 电源输入地 36 DP+ 37 GND 电源输入地 38 GND 39 12V 12V 电源输入 40 Battery 实时时钟后备电源通过调节主板上面的 V2 电位器, 可以调节连接在 J11 上的液晶屏的对比度, 从而达到理想的显示效果. 针对每个屏, 都可能需要单独调节. 第三章系统硬件资源说明的硬件配置是建立在 PC 兼容的基础之上, 有关 PC 方面的资源配置本节只作简要描述, 有关针对嵌入式应用的特殊功能本节将给出详细的使用说明 3.1 存贮器配置存储器映射标准模式 1024KB 992KB 976KB 960KB FLASH 占用 ISA 内存空间系统 BIOS, 及电子软盘占用扩展内存窗口显存窗口 0xFFFFF 0xFC000 0xF7FFF 0xF4000 0xF3FFF 0xF0000 第 14 页共 26 页

16 0xEFFFF SDRAM 系统占用 896KB 0xE0000 0xDFFFF SDRAM 系统占用 736KB 0xB8000 0xB7FFF SDRAM 736K DOS 系统, 及用户程序空间 0KB 0x00000 大内存模式 1024KB 992KB 976KB 960KB 832KB 0KB FLASH 占用 ISA 内存空间系统 BIOS, 及电子软盘占用扩展内存窗口显存窗口 SDRAM 系统占用 SDRAM 832K DOS 系统, 及用户程序空间 0xFFFFF 0xFC000 0xF7FFF 0xF4000 0xF3FFF 0xF0000 0xEFFFF 0xD0000 0xCFFFF 第 15 页共 26 页

17 0x00000 第 16 页共 26 页

18 3.1.2 显存和扩展内存的操作显存和扩展内存共同使用一片容量为 8MB 的 SDRAM, 占用 F0000H~F3FFFH 和 F4000H~F7FFFH 两段地址空间, 使用窗口操作寻址, 其内存模型如下图所示 : 16 KB F3FFFH 显存窗口 1 显存窗口 2 显存窗口 KB F0000H DW= 1 DW= 2 DW= 512 显示缓存 0 KB 8 MB SDRAM 扩展内存 EW= 1 EW= 2 EW= 512 F4000H 扩展内存窗口扩展内存窗口扩展内存窗口 KB F7FFFH DW: 显存窗口寄存器寄存器地址 :5F02H-- 显存窗口低 8 位寄存器地址 :5F04H-- 显存窗口高 3 位选择显存窗口 0 的汇编代码示例 : MOV DX, 5F02H MOV AX, 0 OUT DX, AX MOV DX, 5F04H MOV AX, 0 OUT DX,AX 第 17 页共 26 页

19 EW: 扩展内存窗口寄存器寄存器地址 :5F0AH-- 扩展内存窗口低 8 位寄存器地址 :5F0CH-- 扩展内存窗口高 3 位选择扩展内存窗口 0 的汇编代码示例 : MOV DX, 5F0AH MOV AX, 0 OUT DX, AX MOV DX, 5F0CH MOV AX, 0 OUT DX,AX 非易失 SRAM 的操作本主板可配备 512KB 的 SRAM, 用电池作为其后备电源, 使其内部数据在主电源掉电时依然保存非易失 SRAM 占用 F8000H~F9FFFH 空间, 使用窗口操作寻址, 其内存模型如下图所示 : 8 KB F9FFFH 显存窗口 1 显存窗口 2 显存窗口 64 0 KB F8000H NVW= 1 NVW= 2 NVW = KB SRAM NVW : 非易失 SRAM 窗口寄存器寄存器地址 :0x5D60H 第 18 页共 26 页

20 3.2 I/O 资源配置中使用的内部 IO 端口, 地址绝大部分都在高端 0xFF00-0Xffff, 用户可以不去考虑, 即使用到的端口, 也都提供了相应的接口函数, 如 Watchdog 中断函数等, 在低端 IO 空间中使用的端口也是很明确用户 IO 地址分两段 1000H-101FH,2000H-201FH 分别对应片选 PCS1 PCS2 3.3 中断资源配置中断向量 ISA 中断信号线名称优先级中断源描述 00H 0 除法错 ( 同步 ) 01H 0 单步中断 ( 同步 ) 02H 0 非屏蔽中断 ( 异步 ) 03H 0 断点中断 ( 同步 ) 04H 0 溢出中断 ( 同步 ) 05H 0 界例外 ( 同步 ) 06H 0 未定义的指令码 ( 同步 ) 07H 0 ESC 指令操作码异常 ( 同步 ) 08H 0 系统时钟每秒 18.2 次 09H 保留 0AH IRQ2( 上升沿有效 ) 2 用户可用 0BH IRQ3( 上升沿有效 ) 3 COM2 口占用, 用户不可用 0CH IRQ4( 高电平有效 ) 4 COM1 口占用, 用户不可用 0DH IRQ5( 高电平有效 ) 5 COM4 口占用, 用户不可用 0EH IRQ6( 上升沿有效 ) 6 COM3 口占用, 用户不可用 10H 由系统使用, 快速以太网中断, 并与显示软中断复用, 用户不得使用 11H Com6 口中断向量, 与取得设备表的软中断复用, 根据跳线决定是否用作虚拟显示, 当用作虚拟显示时, 用户不得使用 ( 用户有需要中断方式使用串口, 请参照例子代码 ) 12H 软中断, 取内存大小 13H 软中断, 磁盘操作 14H Com5 口中断向量, 与串口通讯软中断复用 ( 用户有需要中断方式使用串口, 请参照例子代码 ) 60H 以太网驱动占用 61H LCD 驱动占用 3.4 异步串行口包括的 6 个异步串口 COM1~COM4,COM1~COM4 是由 16C554 提供的标准串口,COM5,COM6 由 BBPC_X1610C 集成, 由于 CPU 总线宽度 16 位, 不可以动态改变, 所以与普通 16C550 相比, 寄存器地起址是偶对齐的厂家提供 BIOS 第 19 页共 26 页

21 级的兼容, 通过调用 INT14, 可以查询方式接收通信数据需要编中断处理程序的用户, 请参照厂家的例子代码接口名称信号线及电平说明说明 COM1 ( 基址 =3f8H) 3 线 TTL 平用户可用 COM2 ( 基址 =2f8H) 3 线 TTL 平用户可用 COM3 ( 基址 =3E8H) 3 线 TTL 平用户可用 COM4 ( 基址 =2E8H) 3 线 TTL 平用户可用 COM5 ( 基址 =ff80h) 3 线 TTL 平用户可用 COM6 ( 基址 =ff10h) 3 线 TTL 平可选为虚拟显示的系统功能第 20 页共 26 页

22 COM1 COM2 的寄存器列表 : 第 21 页共 26 页

23 COM3 COM4 的寄存器列表 : 第 22 页共 26 页

24 COM5 COM6 的寄存器列表 : 第 23 页共 26 页

25 第四章电气参数和机械尺寸 4.1 电气参数规格参数标号最小典型最大单位说明工作电压 VPOWER V IPOWER 260 ma 低功耗版本 IPOWER 460 ma 正常工作温度 Temp 工业级 Temp 军工级存储温度 Temp 机械尺寸第 24 页共 26 页

26 第 25 页共 26 页

PCM-3386用户手册.doc

PCM-3386用户手册.doc PCM-3386 BBPC-4x86 10/100M PC/104 (Lanry technology Co. Ltd. Zhuhai) 38 1012836 (Address: Room 1012,Linhai Building,No. 38,west of Shihua Road,Zhuhai City,Guangdong Province,China) (post code)519015 (phone)0756-3366659