IMB9121嵌入式工控核心板采用Atmel工控ARM CPU AT91SAM9G20，核心時(shí)鐘頻率400MHz，提供64MB內(nèi)存，128MB NAND FLASH，也提供NOR FLASH和SD卡接口，支持從任一非易失性存儲(chǔ)器啟動(dòng)。

IMB9121的設(shè)計(jì)目標(biāo)是工業(yè)RTU應(yīng)用控制核心板，它采用USB HOST接口外掛2G/3G模塊，用于無(wú)線通信。IMB9121也集成了10/100Base-T以太網(wǎng)接口，支持寬帶接入、ADSL MODEM等廣域網(wǎng)接入方式。此外，IMB9121外接4個(gè)RS232串口，14個(gè)GPIO接口，SPI接口，左右聲道輸出接口，用于處理應(yīng)用的各種信號(hào)。IMB9121也具有一般工業(yè)控制常用的小“零件”，如JTAG接口，便于現(xiàn)場(chǎng)編程；實(shí)時(shí)時(shí)鐘，為工控應(yīng)用提供方便的工具；看門(mén)狗，強(qiáng)化可靠性。

核心板接口及功能介紹

● 串口

包括4個(gè)RS232串口，其中1個(gè)用于CONSOLE口。全部串口均有8KV ESD保護(hù)。

● GPIO接口

共有14個(gè)GPIO接口，每個(gè)GPIO接口均可作為中斷管腳，具有斯密特觸發(fā)器，可編程為Open Drain，內(nèi)部上拉電阻，并行的輸出接口。

● SPI接口

SPI接口可用于接入各種具有此類(lèi)接口的傳感器，例如加速度傳感器。通常這些傳感器位于核心板的數(shù)據(jù)接口板/背板上。

● SD卡接口

支持8GB存儲(chǔ)。

● USB接口

2路USB 2.0 HOST接口。

● 音頻接口

雙通道音頻輸出接口。

● 電源

單電源12V DC輸入，電流3A。

● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

設(shè)備斷電后可用備用電池維持。具有萬(wàn)年歷支持。

● 看門(mén)狗

CPU片內(nèi)硬件看門(mén)狗，周期15秒。

性能指標(biāo)

● CPU核心為ARM926EJ-S，主頻400M Hz，32kB數(shù)據(jù)緩存，32kB指令緩存，兩個(gè)16KB SRAM存儲(chǔ)塊以及64KB ROM，在總線速度下可實(shí)現(xiàn)單周期訪問(wèn)；

● 標(biāo)配64MB SDRAM，32位數(shù)據(jù)總線；

● 標(biāo)配128MB NAND FLASH，也支持NOR FLASH和SD卡；

● 工作環(huán)境溫度-40oC ~ 80oC，無(wú)凝結(jié)；

● 輸入電壓12V DC，功率小于3W；

● 1個(gè)10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；

● 2個(gè)USB 2.0 HOST接口；

● 4個(gè)RS232 3線串口；

● 14路通用輸入輸出接口；

● 支持SPI，IIC接口；

● 2路音頻輸出接口；

● 支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門(mén)狗；

● Uboot 1.34版本，Linux內(nèi)核為2.6.31版本。

匹配接口板介紹

IMB9121匹配的接口板/背板按照客戶(hù)需求，可靈活定制，主要有如下用途：

● 擴(kuò)展核心板的接口，例如在接口板上安裝發(fā)光二極管/按鍵，使核心板可以通過(guò)GPIO口來(lái)建立人機(jī)接口，顯示各種狀態(tài)，獲取控制指令；或者在上面安裝3G模塊，使核心板可以通過(guò)USB進(jìn)行控制，建立無(wú)線通信；或者在上面安裝CAN總線、RS485接口轉(zhuǎn)換器，使核心板擁有CAN總線和RS485總線的通信能力；

● 為核心板提供各種傳感信號(hào)，例如在接口板上安裝加速度傳感器，使核心板可以獲知設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；或者在上面安裝GPS模塊，使核心板可以獲取設(shè)備的位置信息；

● 隔離外部環(huán)境和核心板上的信號(hào)線，保護(hù)核心板免收意外損壞。在接口板上加裝光電耦合管，可以使核心板的GPIO接口安全地?cái)U(kuò)展到設(shè)備外部，免收雷擊/靜電影響；

● 電源管理。把220V AC電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源，供給核心板使用；電池充電管理電路，電池電壓檢測(cè)等。

軟件支持

Bootloader采用Uboot 1.34版本，Linux內(nèi)核版本號(hào)為2.6.30。提供所有外設(shè)的Linux驅(qū)動(dòng)，包括音頻接口，一拖二的SPI串口轉(zhuǎn)換器，ITU-R BT. 656的圖像傳感接口等。

機(jī)箱示范

由IMB9121嵌入式工控核心板，以及接口板，電源、電池共同組成的工控設(shè)備如圖3所示。電源采用航空插座。內(nèi)部集成豐富的傳感器和有線、無(wú)線通信方式。

附錄：CPU特征及可定制接口

IMB9121是一塊定制性很強(qiáng)的核心控制板，因此外部接口有限。事實(shí)上AT91SAM9G20具有非常豐富的接口，可以隨時(shí)為你的應(yīng)用服務(wù)，請(qǐng)看下面的介紹。更多細(xì)節(jié)，可以參閱我們基于這顆CPU的其他主板介紹。

● ARM926-EJS嵌入式CPU，主頻400MHz，支持Thumb指令；

● 32KB指令Cache，32KB數(shù)據(jù)Cache；

● 64KB內(nèi)置ROM，16KB內(nèi)置SRAM，在主頻下仍然能單周期訪問(wèn)；

● 內(nèi)置MMU（內(nèi)存管理單元）；

● 內(nèi)置DSP，支持JAVA加速技術(shù)Jazelle；

● 外部總線接口（EBI），支持SDRAM、SRAM、NAND FLASH，

● USB 2.0 Device接口，2個(gè)USB 2.0 Host接口；

● 10/100Base-T以太網(wǎng)接口；

● 圖像輸入接口。ITU-R BT. 601/656接口，可編程設(shè)定幀速率；

● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘。電池或備用電源供電的慢速時(shí)鐘，可以選擇采用外部的32.768k時(shí)鐘或者內(nèi)部RC鎖相環(huán)時(shí)鐘，提供不間斷的慢速實(shí)時(shí)時(shí)鐘；

● 時(shí)鐘輸出?？梢暂敵?00M的時(shí)鐘；

● 4個(gè)帶流控信號(hào)的串口，其中串口0為支持全功能MODEM流控信號(hào)的串口。獨(dú)立波特率、串口格式，可以用于產(chǎn)生和接收IrDA調(diào)制信號(hào)，可進(jìn)行曼切斯特編碼/解碼，支持ISO7816智能卡的硬件握手，支持RS485控制；

● 2個(gè)兩線串口；

● DEBUG專(zhuān)用2線UART；

● 2個(gè)主/從SPI接口，可通過(guò)掛接SPI/串口轉(zhuǎn)換芯片，生成4個(gè)普通串口；

● 看門(mén)狗計(jì)數(shù)器；

● IEEE 1149.1 JTAG邊界掃描接口；

● 4個(gè)10bit模數(shù)轉(zhuǎn)換通道；

● 3個(gè)32位并行輸入/輸出控制器。一共96條可編程I/O線，每條線可與最多2個(gè)附屬設(shè)備接口管腳復(fù)用。每條線均可引起中斷?？删幊虨镺pen Drain，內(nèi)部上拉電阻，并行的輸出接口。所有線均具有斯密特觸發(fā)。