一、TI AM437X芯片介绍
AM437X基于ARM Cortex-A9内核,具有高性能、低功耗、多接口、低成本等特性,同时提供3D图形加速和关键外设的集成,可满足各种应用需要。支持LPDDR2/DDR2/DDR3内存,PRU子系统为器件提供附加灵活性,同时提供对EtherCAT和Profibus的可选支持来满足工业设计的需要。AM437X 处理器架构如下图所示。
二、MYC-C437X介绍
MYC-C437X是MYIR米尔科技推出的以TI AM437X为核心处理器的一款嵌入式核心板。核心板尺寸:45mm x 60 mm。通过连接器(200个管脚)引出众多信号。核心资源如图2。其中SDRAM,EMMC,Nand Flash 容量可以选配。SDRAM最大可以支持2GB。
·256/512MB DDR3 SDRAM
·4GB eMMC、16MB QSPI FLASH(DNP)、32KB EEPROM
·预留Nand Flash 封装
·集成千兆PHY芯片
·集成电源管理芯片TPS65218
·2个100pin 0.8MM间距双排插针连接器
三、MYC-C437X核心板在工业通信产品中的设计
本节将介绍如何使用MYC-C437X核心板快速设计出稳定可靠的工业通信产品。
1、MYC-C437X扩展接口
AM437X ZDN封装具有491个管脚。除去专用信号管脚如EMIF(用于连接SDRAM)、USB、ADC等管脚,可用的GPIO有163个。有限的GPIO管脚能够支持如此众多的接口,得益于这些管脚具有复用功能。
MYC-C437X核心板的扩展接口引出的信号除了电源以及4对以太网差分线,其他信号都是直接从AM473X 处理器管脚引出。涵盖了LCD、Camera、MMC、RGMII/GMII、USB、UART、I2C、SPI、McASP,McSPI,QSPI,HDQ、ADC、JTAG以及PRU-ICSS 包含eCAP、eHRPWM、EnDAT、MII、UART等信号。
2、电源
工业场合为了提高EMC电磁兼容性都会用到隔离电源。这里不讲电源的隔离设计,只说明MYC-C437X核心板的输入电源要求。核心板供电只需要两路电压输入:5V和3.3V。输入5V经电源管理芯片TPS65218变换后提供给CPU、内存,EMMC,以太网PHY等IC的供电。另外一路是电池供电应用于RTC,不是必须的。此外核心板能够提供两路电压输出:3.3V和1.8V。3.3V电压输出其电流最大可达1.6A。如果需要3.3V @1.6A的输出,应保证5V@2A输入。 +5V和VBAT(3.0V)是电源输入端。V3_3D和V1_8D是电源输出端。
3、TF接口
TF在嵌入式系统的应用主要有两个方面。在系统调试阶段,用于存放系统启动文件,目标系统镜像;其次用作大容量存储器。
MYC-C437X提供MMC0接口,可支持24MB/s(4条数据线)的传输速率。如果设计中不需要MMC0,可以将这些GPIO复用其他功能。
4、LCD接口
AM437X LCD信号与PR1_MII0 (AM437X支持2个PRU MII),Camera有复用。LCD对应的信号能够复用最多8种模式。在使用相同的管脚实现不同的接口时,需要用到多路复用器。
复用器的性能参数比如开关速度,阻抗这些都是需要重点考虑的。
5、Camera接口
MYC-C437X支持两路视频输入接口VPFE,用于连接CCD Camera或者兼容BT656视频编码器的信号。Camera对应的信号管脚同样存在复用。如果不需要Camera功能,可以用作GPIO、MMC、QSPI、SPI、eHRPWM、中断等资源。
6、以太网接口
AM437X的PRU核支持两个MII以太网接口。用于支持工业通信Ethernet/IP、PROFINET RT/IRT,AM4377和AM4379额外支持EtherCAT和POWERLINK协议。MYC-C437X提供2路工业级以太网MII接口。其中一路MII接口与LCD信号复用。
7、工业现场总线Profibus
Profibus总线标准有3个:FMS,DP,PA。适用于不同的应用领域。DP是目前欧洲乃至全球应用最广泛的总线系统。安装简单、拓扑结构多样、易于实现、通信实时可靠、功能比较完善,卓越的性能使得它适用于各种工业自动化领域。数据通讯采用标准的RS-485接口,传输速率最高可达12Mbps,传输距离可达23.8km,而且响应时间短,抗干扰能力强。通过双绞线或光缆进行数据传输,极易扩展。最多可以连接125个节点。
AM437X PRU核支持两个PRU UART接口,通信速率最高可达3Mbps。MYC-C437X提供两个PRU UART接口。在设计Profibus接口电路时,为提高系统抗干扰性,通常采用光耦实现数据信号隔离的传输。
8、USB接口
AM437X 处理器能够提供2路独立USB 2.0信号,支持USB Host或USB Device。但不能自适应Host or Device,即不支持OTG。MYC-C437X扩展接口引出了2路USB信号。
9、串口/RS232/RS485/CAN
MYC-437X支持6路UART接口和2路CAN接口。其中一路串口用于系统调试。RS232、RS485、CAN接口电路资料众多,在此不作详细说明。在工业应用场合中,为了保证信号可靠稳定传输,通常需要选用高速光耦或者磁耦合实现信号隔离传输。
10、EnDat/eQEP/eCAP/eHRPWM
eQEP属于AM437X外设资源,但不属于PRU部分。通常用于测量电机位置及转速。
EnDat2.2:其驱动电路采用标准的RS485接口。
eCAP:信号捕获单元。
eHRPWM:PWM信号输出单元。
MYC-C437X 引出了3路eQEP/eCAP/eHRPWM (PRU资源)。
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