EM-4510 简明手册 版本 A.3 深圳市恒晟电子技术有限公司 SHENZHEN HIGHSCI TECHNOLOGY CO., LTD.
目录 第一章硬件配置... 2 1.1 主要特性... 2 1.2 系统结构及接口定义... 3 1.2.1 PC/104 连接器 P1A, P1B, P2C,P2D... 4 1.2.2 电源连接器 J1... 7 1.2.3 多用连接器 J2... 7 1.2.4 串行口 J3, J5... 8 1.2.5 LVDS,USB 2&3 4&5,COM 3&4 接口 J6... 8 1.2.6 模拟显示器接口 J7... 9 1.2.7 IDE 硬盘接口 J8... 9 1.2.8 SATA 硬盘接口 J11... 9 1.2.9 100/1000M Ethernet 接口 J10... 10 1.2.10 USB0&1 接口 J12... 10 1.4 在板功能... 10 1.4.1 CPU... 10 1.4.2 中断控制器... 11 1.4.3 DMA 控制器... 11 i
第一章硬件配置 EM-4510 是采用 Intel Atom N450 芯片组, 充分考虑应用环境, 综合多种措施而设计的 一款能够在多种应用环境中安全稳定 高效运行的一款 PC/104 主板 1.1 主要特性 板载 Intel Atom N450 CPU 主频 1.00/1.33/1.67GHz, 内置浮点运算协处理器 高容量在板 DDR2/667 内存 :1Gbyte 1 个 SATA,1 个 IDE 接口 板贴 2-32G DOM 6 个 2.0 USB,4 个串行口及 PS/2 键盘和鼠标接口 COM1 为 RS232,COM2 可选择 RS232/RS485,COM3 4 可选择 RS485/TTL 接口标准 在板 1 个 100/1000M 自适应 Ethernet 接口 CRT 及 18bit LVDS LCD 显示, 分辨率最高可达 1600x1200 @256 色 看门狗定时器功能 实时时钟, 板上自带或外接后备电池 (3.0V-3.6V) 高度紧凑的 PC/104 结构形式 (90 96 15mm) 低功耗 :6W( 典型值 ) 电源要求 :+5V ±5%,1.2A 工作环境 : -20 ~70 C( 扩展温度 -40 ~80 C) 5~95% 相对湿度 贮存温度 :-55 ~ +85 C 重量 :<0.18Kg 图 1-1. EM-4510 外形图 2
第一章硬件设置 1.2 系统结构及接口定义 图 1-2. 连接器和跳线器的位置 板上的接口连接器 (P1,P2,J1-J12) 和配置跳线的位置, 如图 1-2 所示 表 1-1 列出板上连接器的用途 本节将给出每个连接器接口引脚的信号及定义 Connector Function Size Key Pin P1A/B PC/104 基本总线 64-Pin B10 P2C/D PC/104 扩展总线 40-Pin C19 J1 电源 10-Pin 3 J2 多用接口 / 键盘 / 鼠标 10-Pin None J3 串行口 1 10-Pin 10 J5 串行口 2 10-Pin 10 J6 LVDS 平板显示器 USB2-6 COM3-4 40-Pin None J7 CRT 显示器接口 10-Pin 10 J8 IDE 接口 44- Pin None J9 SATA 接口 34- Pin None J10 100/1000M Ethernet 接口 10-Pin None J12 USB0 1 接口 10-Pin None 表 1-1. 连接器的用途 3
EM-4510 技术手册 1.2.1 PC/104 连接器 P1A, P1B, P2C,P2D EM-4510 板上的 PC/104 总栈在板上正面是两个双列插座 (64 芯及 40 芯 ), 在板的反面是相应的插针, 该连接器称为 P1 P2, 这个可栈接的连接器使 EM-4510 可以非常方便地与扁平电缆 固定连接器或各种 PC/104 外围模块相连接 表 1-2 1-3 1-4 1-5 列出了这些连接器引脚信号和技术细节 引脚 信号名 用途 In/Out 电流 (ma) PU/PD* A1 -IOCHCK Bus NMI input IN PU A2 SD7 Data Bit 7 I/O 8 A3 SD6 Data Bit 6 I/O 8 A4 SD5 Data Bit 5 I/O 8 A5 SD4 Data Bit 4 I/O 8 A6 SD3 Data Bit 3 I/O 8 A7 SD2 Data Bit 2 I/O 8 A8 SD1 Data Bit 1 I/O 8 A9 SD0 Data Bit 0 I/O 8 A10 IOCHRDY Processor Ready Ctrl IN PU A11 AEN Address Enable I/O 12 A12 SA19 Address Bit 19 I/O 8 A13 SA18 Address Bit 18 I/O 8 A14 SA17 Address Bit 17 I/O 8 A15 SA16 Address Bit 16 I/O 8 A16 SA15 Address Bit 15 I/O 8 A17 SA14 Address Bit 14 I/O 8 A18 SA13 Address Bit 13 I/O 8 A19 SA12 Address Bit 12 I/O 8 A20 SA11 Address Bit 11 I/O 8 A21 SA10 Address Bit 10 I/O 8 A22 SA9 Address Bit 9 I/O 8 A23 SA8 Address Bit 8 I/O 8 A24 SA7 Address Bit 7 I/O 8 A25 SA6 Address Bit 6 I/O 8 A26 SA5 Address Bit 5 I/O 8 A27 SA4 Address Bit 4 I/O 8 A28 SA3 Address Bit 3 I/O 8 A29 SA2 Address Bit 2 I/O 8 A30 SA1 Address Bit 1 I/O 8 A31 SA0 Address Bit 0 I/O 8 A32 GND Ground N/A * PU = 上拉 ; PD = 下拉 ; 表 1-2. EM-4510 总线接口 (P1A) 4
第一章硬件设置 引脚 信号名 用途 In/Out 电流 (ma) PU/PD * B1 GND Ground N/A B2 RESET System Reset OUT 12 B3 +5V +5v Power N/A B4 IRQ9 Int Request 9 IN PU B5-5V -5v Power N/A B6 DRQ2 DMA Request 2 IN PD B7-12V -12v Power N/A B8 ENDXFR Zero wait state IN B9 +12V +12v Power N/A B10 N/A Key Pin N/A B11 -SMEMW Mem Wrt, Io 1M I/O 12 PU B12 -SMEMR Mem Rd, Io 1M I/O 12 PU B13 -IOW I/O Write I/O 8 PU B14 -IOR I/O read I/O 8 PU B15 -DACK3 DMA Ack 3 OUT 6 B16 DRQ3 DMA request 3 IN PD B17 -DACK1 DMA Ack 1 OUT 6 B18 DRQ1 DMA request 1 IN PD B19 -REFRESH Memory Refresh I/O 24 PU B20 SYSCLK Sys Clock OUT 12 B21 IRQ7 Int Request 7 IN PU B22 IRQ6 Int Request 6 IN PU B23 IRQ5 Int Request 5 IN PU B24 IRQ4 Int Request 4 IN PU B25 IRQ3 Int Request 3 IN PU B26 -DACK2 DMA Ack 2 OUT 6 B27 T/C Terminal Count OUT 12 B28 BALE Addrs Latch En OUT 12 B29 +5V +5v Power N/A B30 OSC 14.3MHz Clk OUT 6 B31 GND Ground N/A B32 GND Ground N/A * PU = 上拉 ; PD = 下拉 ; 表 1-3. EM-4510 总线接口 (P1B) 5
EM-4510 技术手册 引脚 信号名 用途 In/Out 电流 (ma) PU/PD * C0 GND Ground N/A C1 SBHE Bus High Enable I/O 12 C2 LA23 Address bit 23 I/O 24 C3 LA22 Address bit 22 I/O 24 C4 LA21 Address bit 21 I/O 24 C5 LA20 Address bit 20 I/O 24 C6 LA19 Address bit 19 I/O 24 C7 LA18 Address bit 18 I/O 24 C8 LA17 Address bit 17 I/O 24 C9 -MEMR Memory Read I/O 12 PU C10 -MEMW Memory Write I/O 12 PU C11 SD8 Date Bit 8 I/O 12 C12 SD9 Date Bit 9 I/O 12 C13 SD10 Date Bit 10 I/O 12 C14 SD11 Date Bit 11 I/O 12 C15 SD12 Date Bit 12 I/O 12 C16 SD13 Date Bit 13 I/O 12 C17 SD14 Date Bit 14 I/O 12 C18 SD15 Date Bit 15 I/O 12 PU C19 Key Key Pin N/A * PU = 上拉 ; PD = 下拉 ; 表 1-4. EM-4510 总线接口 (P2C) 引脚 信号名 用途 In/Out 电流 (ma) PU/PD * D0 GND Ground N/A D1 -MEMCS16 16-bit Mem Access IN PU D2 -IOCS16 16-bit I/O Access IN PU D3 IRQ10 Interrupt Request 10 IN PU D4 IRQ11 Interrupt Request 11 IN PU D5 ** D6 IRQ15 Interrupt Request 15 IN PU D7 IRQ14 Interrupt Request 14 IN PU D8 -DACK0 DMA Acknowledge 0 OUT 6 D9 DRQ0 DMA Request 0 IN PD D10 -DACK5 DMA Acknowledge 5 OUT 6 D11 DRQ5 DMA Request 5 IN PD D12 -DACK6 DMA Acknowledge 6 OUT 6 D13 DRQ6 DMA Request 6 IN PD D14 -DACK7 DMA Acknowledge 7 OUT 6 D15 DRQ7 DMA Request 7 IN PD D16 +5V +5V Power N/A D17 -MASTER Bus Master Assert IN PU D18 GND Ground N/A D19 GND Ground N/A * PU = 上拉 ;PD = 下拉 ; ** IRQ12 不在总线上 表 1-5. EM-4510 总线接口 (P2D) 6
第一章硬件设置 1.2.2 电源连接器 J1 EM-4510 正常工作仅要 +5V ±5% 电源,RS232 所要的 ±9V 电源在板产生 电源通过 J1 连接到模块上 J1 的位置见图 1-2, 引脚说明见表 1-6 EM-4510 对电源的需求取决于以下几个因素 : 板上的特性 ( 例如 : 内存数量及固态盘种类 ), 板上的 I/O 端口是否接有外围设备 ( 如键盘, 鼠标 ), 若总线栈接有其它 PC/104 模块, 它就要从 EM-4510 上的电源连接器上引用电源 为使系统可靠运行, 请将各个电源充分联结 ( 如两路 +5V 及 GND 均要联结 ) 1.2.3 多用连接器 J2 J1 引脚 信号 1,7 Ground 2,8 +5VDC 3 Key Pin 4 +12VDC 5-5VDC 6-12VDC 表 1-6. 电源接口 (J1) J2 是一个 10 针的连接器, 它连接 5 种功能 : 键盘 鼠标 复位 喇叭 后备电池和电源指示灯, 该连接口的引脚和信号定义如表 1-7 所示 J2 引脚 信号名称 功能 转接板 PS/2 座 PS/2 键盘 PS/2 鼠标 1 Speaker+ 音频输出信号 2 -BATV 后备电池 (-) 3 Reset Switch 复位控制 4 MS Data 鼠标数据 2 1 5 Kbd Data 键盘数据 1 1 6 Kbd Clock 键盘时钟 5 5 7 Kbd Ground 键盘和 LED 的地 3 3 3 8 Kbd Power 键盘和 LED 的 +5V 电源 4 4 4 9 +BATV 后备电池 (+) 10 MS Clock 鼠标时钟 6 5 表 1-7. 多用连接器 (J2) 喇叭信号以晶体管缓冲放大后向外接喇叭提供大约 0.1W 的音频信号, 可以配用直径 2 英寸或 3 英寸的 8 欧通用永磁喇叭, 连接到 J2 的 1 脚和 7 脚之间 PS/2 键盘和鼠标可以通过 J2 连接 表 1-7 列出了 J2 与 PS/2 键盘和鼠标插座的连接表, 图 1-3 为 PS/2 引脚信号排列定义 可在 J2 的 7/8 脚之间接一个 LED 作为电源指示,LED 需要串接一个限流电阻 (330Ω ) 复位按钮可以接在 J2 的 3 脚和 7 脚之间 实时时钟后备电池接在 J2 的 9 脚 ( 电池 +) 和 2 脚 ( 电池 -) 之间, 用户也可选择将电池直接加到 PC/104 板上,EM-4510 已经预留了该接口 为便于用户开发调试, 针对 EM-4510 设计的多用接口板可将该连接器转换为通用接口介面 (PS/2 键盘和鼠标, 喇叭, 复位按钮, 电源指示, 电池 ) 图 1-3. PS/2 引脚排列定义 7
EM-4510 技术手册 1.2.4 串行口 J3, J5 EM-4510 有两个 PC/AT 兼容的 RS232C 串行口 (COM2 可通过跳线设为 RS485 接口标准, 需在订货时指定 ), 每个串行口都可在 SETUP 中设定为有效或禁止 J3 作为系统的基本串口 (COM1),J5 为第二串口 COM2, 它们的引脚输出完全相同 表 1-8 列出了 J3 和 J5 两个 10 针串行口的引脚信号, 为了便于对照, 表中列出了与 PC/AT DB9 和 DB25 标准对应的串行口连接器引脚 J3, J5 引脚信号功能 In/Out DB25Pin DB9Pin RS485 1 DCD Data Carrier Detect In 8 1 2 DSR Data Set Ready In 6 6 3 RXD Receive Data In 3 2 DATA+ 4 RTS Repuest To Send Out 4 7 5 TXD Transmit Data Out 2 3 DATA- 6 CTS Clear To Send In 5 8 7 DTR Data Terminal Ready Out 20 4 8 RI Ring Indicator In 22 9 9 GND Ground 7 5 10 KEY Pin 表 1-8. 串行口连接器 (J3, J5) 1.2.5 LVDS,USB 2&3 4&5,COM 3&4 接口 J6 J6 提供 LVDS 及 USB 2&3 USB 4&5 COM 3&4(TTL 或 RS485) 接口的引脚信号, 电缆的接头必须根据不同的 LVDS 显示器定制 表 1-9 列出了 J6 的引脚信号 J6 PIN LVDS USB COM 信号 J6 PIN LVDS USB COM 信号 1 +12V 2 +12V 3 GND 4 GND 5 VCC 6 VCC 7 ENAVEE 8 NC 9 TA- 10 TA+ 11 TB- 12 TB+ 13 TC- 14 TC+ 15 TCLK- 16 TCLK+ 17 GND 18 GND 19 GND 20 GND 21 RTS3 22 RTS4 23 TXD3 / DATA3-(TTL/RS485) 24 TXD4 / DATA4-(TTL/RS485) 25 RXD3 / DATA3+(TTL/RS485) 26 RXD4 / DATA4+(TTL/RS485) 27 USBD4-28 USBD5-29 USBD4+ 30 USBD5+ 31 USBV2(+5V) 32 USBV2(+5V) 33 USBD2-34 USBD3-35 USBD2+ 36 USBD3+ 37 USBG2 38 USBG3 39 Case GND 40 Case GND 表 1-9. LVDS 及 USB 2&3 USB 4&5 COM 3&4 接口 (J6) 8
第一章硬件设置 1.2.6 模拟显示器接口 J7 模拟显示器使用 10 线的模拟 CRT 连接电缆, 电缆的接头为 15 芯 (DB15) 的孔式连接器, 通过它可以与标准 15 针 VGA 显示器信号电缆直接相连 表 1-10 给出了 J7 信号定义以及与显示器标准 DB15 信号的对应关系 J7 PIN 信号名称 DB15 J7 PIN 信号名称 DB15 1 红 (R) 1 6 地 (GND) 7 2 地 (GND) 5 7 水平同步 (HS) 13 3 绿 (G) 2 8 地 (GND) 8 4 地 (GND) 6 9 垂直同步 (VS) 14 5 蓝 (B) 3 10 KEY PIN - 表 1-10. 模拟 CRT 连接器信号定义 (J7) 1.2.7 IDE 硬盘接口 J8 EM-4510 提供了一个 IDE 接口, 可以连接一个或两个 IDE 硬盘驱动器 表 1-11 给出了 IDE 接口的引脚和信号定义 J8 Pin 信号名称 J8 Pin 信号名称 1 -HOST RESET 23 -HOST IOW 2 GND 24 GND 3 HOST D7 25 -HOST IOR 4 HOST D8 26 GND 5 HOST D6 27 RSVD 6 HOST D9 28 HOST ALE 7 HOST D5 29 RSVD 8 HOST D10 30 GND 9 HOST D4 31 HOST IRQ14 10 HOST D11 32 -HOST IO16 11 HOST D3 33 HOST A1 12 HOST D12 34 -HOST PDIAG 13 HOST D2 35 HOST AD0 14 HOST D13 36 HOST AD2 15 HOST D1 37 -HOST CS0 16 HOST D14 38 -HOST CS1 17 HOST D0 39 -HOST SLV/ACT 18 HOST D15 40 GND 19 GND 41 +5Vdc 20 KEY 42 +5Vdc 21 RSVD 43 GND 22 RSVD 44 NC 表 1-11 IDE 驱动器接口连接器 (J8) 1.2.8 SATA 硬盘接口 J11 EM-4510 提供了一个 SATA 硬盘接口, 可以连接一个 SATA 硬盘驱动器 9
EM-4510 技术手册 1.2.9 100/1000M Ethernet 接口 J10 J10 为 10-Pin 双排插针, 随 EM-4510 提供的 RJ-45 转接线可将其转换为 RJ-45 接口界面 J10 引脚信号如下表 1-12 J10 PIN 信号名称 功能 RJ-45 1 TPTX+/M0+ 网络 UTP 口发送 (+) 1 2 TPTX-/M0- 网络 UTP 口发送 (-) 2 3 TPRX+/M1+ 网络 UTP 口接收 (+) 3 4 M2+ 5 M2-6 TPRX-/M1- 网络 UTP 口接收 (-) 6 7 M3+ 8 M3-9 Case GND 外壳接地 10-1.2.10 USB0&1 接口 J12 表 1-12. 100/1000M Ethernet 接口 (J10) J12 为 10-Pin 2mm 间距双排插针, 包含两个 USB 接口, 支持即插即用 (Plug-and-Play) USB 设备 接口信号如表 1-13 所示 J12 PIN 信号名称功能 J12 PIN 信号名称功能 1.4 在板功能 1 USBV0 +5V 2 USBV1 +5V 3 USBD0- USB0 数据 - 4 USBD1- USB 数据 - 5 USBD0+ USB0 数据 + 6 USBD1+ USB 数据 + 7 USBG0 GND 8 USBG1 GND 9 Case GND 外壳接地 10 Case GND 外壳接地 表 1-13. USB 接口 (J12) 1.4.1 CPU 本模块所用的 CPU 是 Intel ATOM N450 低功耗的 CPU, EM-4510 的设计工作频率有 1.0/1.33/1.66GHz 10
第一章硬件设置 1.4.2 中断控制器 EM-4510 有一个与 8259A 等同的中断控制器 该中断控制器与 PC/AT 机兼容, 提供 16 个优先级的中断, 其中有一些与模块的在板设备接口和控制器相关, 有一些可用于 PC/AT 扩展总线, 表 1-14 列出了典型中断用途 中断用途中断用途 IRQ0 时钟 * IRQ8 实时钟报警 * IRQ1 键盘 * IRQ9 可用 IRQ2 级联 IRQ8~15* IRQ10 可用 IRQ3 COM2 IRQ11 可用 IRQ4 COM1 IRQ12 PS/2 鼠标 IRQ5 LPT2( 可选 ) IRQ13 协处理器 * IRQ6 软盘控制器 IRQ14 IDE 硬盘控制器 IRQ7 LPT1( 可选 ) IRQ15 可用 注 *: 此中断不在 PC/104 总线上 1.4.3 DMA 控制器 表 1-14. 中断使用定义 模块上提供了与 8237 兼容的 DMA 控制器, 具有 7 个 DMA 通道, 该控制器的硬件软件实现及地址生成逻辑, 都与标准 PC/AT 一致 EM-4510 模块上 DMA 通道的用途如表 1-15 所示 通道用途通道用途 0 可用作 8 位传送 4 0~3 通道级联 1 可用作 8 位传送 5 可用作 16 位传送 2 软盘控制器 6 可用作 16 位传送 3 可用作 8 位传送 7 可用作 16 位传送 表 1-15. DMA 通道分 11