如何用SM501+S3C2440構建超低功耗工控主板
IDTARM-2440是杭州英達特科技(http://www.industech.com.cn) 與2005年推出的一款功能強大的工業用嵌入式工控主板，采用了當前最先進的嵌入式設計技術。主CPU采用工業級主頻為533MHz超低功耗ARM9芯片。采取了2D圖形加速芯片，使得單板機支持從320×240的液晶屏到1024×768×32，場頻為80Hz的顯示器CRT或者數字液晶屏。整個主板設計采取了模塊化設計思想，通用的所有接口都采取兩個2×20的接插口安全連接出。主板的所有走線經過嚴格的阻抗控制和測試，可以在533MHz的主頻情況下，安全運行。
IDTARM-2440在－40℃～＋85℃工作范圍內無需風扇可穩定工作，可滿足工業級產品的各種應用需求，可廣泛應用于多媒體，VOD點播，醫療儀器、儀器儀表、智能產品、工業控制等各種嵌入式領域。與傳統PC104 模塊（基于X86 CPU）相比較，IDTARM-2440的數據存儲管理部分，全部采取了貼片式封裝，這樣可以保證用戶數據的安全性，同時主板集成了大電容，可以保證在斷電情況下，程序和數據的安全保存和斷點啟動。同時它還具有功耗小、體積小，成本低（在批量情況下，幾乎是50％的成本）、適應寬溫工作環境等特點，和市場上一般的采取ARM的單板機相比，我們在軟件上徹底解決了在線數據保存問題，使得在FAT文件系統下，基于FLASH的ARM WINCE系統可以安全的進行在線數據讀寫和注冊表修改，而不需要進行任何的第二次配置，同時我們還進行底層網絡驅動程序的深入修改，使得該款單板機的網絡數據傳輸率最高可達80Mbps，在1024×768分辨率情況下，完全支持MPEG1/4多媒體數據的網絡在線播放，在本地情況下，支持1024×768分辨率下的MPEG1/4解碼播放。因此該產品尤其適合多媒體視頻點播、GPS導航、車載電腦、工業控制、電子監控、通信等領域。
一、性能特點
高可靠性
產品為專用工業領域設計，在器件選用、系統設計等方面進行了嚴格論證，其運行可靠性得到了完全的保證。同時對主板在各種溫度和濕度情況下的運行情況下，進行了嚴格測試，在400MHz主頻情況下，完全能夠滿足當前工業領域的需求。
高安全性
主板存儲系統全部采取flash模式，同時數據存儲和保存可以進行加密。突然斷電情況下的數據保存采取了大電容供電模式，在1～10s時間差內，數據不會丟失，程序斷點保存。
高性能
使用工業用400MHz 以上主頻的32 位微處理器，在0’C~50’C情況下，可以在533MHz穩定運行，系統總線133MHz，每秒數據處理能力可達533MIPS，對于無須浮點運算的工業領域，完全具備各種數據處理和運算能力。同時能夠滿足高速實時處理和大容量數據傳輸的需要，具有強大的處理能力和升級空間。
高分辨率
采取數據處理和數據圖像分開原則，利用2D圖形加速芯片SM501AG來完成數據幀的存儲和播放，因此加大了主芯片的數據處理帶寬范圍，最高分辨率可達1024×768×32，場頻85Hz。圖像顯示分辨率可以在CIF情況下，無間隔播放MPEG1/4。
大存儲量
主板支持64MB～1G左右的NandFlash，默認為64MB，跳線可以打到1G Nandflash, 同時支持1G左右的SD卡，完全具備當前工業控制領域的大數據量存儲能力。
低功耗
系統的耗電量1～3W，無需外加任何的散熱裝置和措施
兼容性好
該產品采用的是ARM 平臺，向下兼容一般性的ARM9，同時由于采取了WINCE.NET操作系統，在軟件層面上，兼容X86架構，因此可最大限度的保護用戶的資源。對于用戶，使用時根本感受不到處理器的差異；對于開發人員，在X86 平臺下編寫的程序只需做一次重新編譯即可簡單移植
二、 產品結構
IDT-2440設計為采取了模塊化設計結構，外觀如圖1 所示。
整板的尺寸為：長×寬＝ 125×118mm。
三、IDTARM-2440的資料說明
IDTARM-2440工控主板的硬件配置清單：
l CPU：采用SAMSUNG S3C2440 ARM920T CPU, 集成有串口，SD卡控制器，USB Host 和USB device控制器LCD控制器, Nand Flash控制器等
l 存儲媒介：64M SDRAM ，64M Nand Flash 用于存放應用程序和用戶數據，2M Nor Flash 用于存放bootloader 及kernel，SD卡（外接），USB flash disk （閃盤）（外接）。
l SM501 2D加速顯卡：實現2D加速功能，顯著提升顯示效果，最高分辨率1280x768X32,工業應用下，最高分辨率為1024×768×32 最高刷新率85HZ。兩個VGA、一個TFT輸出接口。
l DM9000以太網控制器（10/100M）
l PS/2接口：采用C51用于keyboard及mouse的PS/2控制器，同時負責地址譯碼等功能。
l 串行接口：采用S3C2440的三個串行口，其中一個接口為RS232電平，另外兩個為TTL電平，TTL電平的接口用一個BUF和S3C2440隔離，從而使S3C2440能接收3.3V 的電平信號，其中一個RS232被和RS485/422復用，通過跳線擴展。
l 兩個USB Host V1.1接口
l 8位GPIO接口，可以用于LED等控制。
l 音頻輸入輸出接口(MIC, PHONE)。
l 電源失效信號輸入接口，提供電源失效處理功能，如電壓過低。
l JTAG調試接口
l RS485/422接口，全部通過高速光耦進行了隔離，適用于高速的工業RS485通信，同時每個節點可以掛載128個設備，通過地址協議進行擴展和尋址。
l 電源輸入5V, 功耗3W。
l 2個TFT LCD接口，其中一個直接從S3C2440A出來，支持800×600分辨率的LCD屏幕，另外一個從SM501 2D圖形加速出來，支持1024×768×32的LCD panel。
l 1個帶有背景燈光可調的LCD TFT觸摸屏接口。
l 1個1×8的小鍵盤接口，支持左移，右移，上下移動以及鼠標控制等操作。十分適合那些不能用鼠標和鍵盤的工業場合應用。
IDTARM-2440工業控制主板的軟件配置清單：
l 操作系統：Windows CE 5.0 或者Windows CE.NET 4.2 其中Windows CE 5.0是2005年微軟推出的最新一款面向于工業控制、多媒體網絡應用的功能強大的OS。
l 所有S3C2440A CPU集成的啟動程序，包含如下：
1. USB 1.1協議的主從驅動程序，包含驅動程序源代碼
2. Nand flash驅動程序源代碼
3. 串口驅動程序源代碼
4. 實時時鐘RTC驅動程序源代碼
5. 音頻驅動程序源代碼
6. IIC和IIS驅動程序源代碼
7. SD/MMC驅動程序源代碼
l 英達特科技開發的驅動程序，包含如下：
1. SM501 2D圖形加速驅動程序源代碼以及DLL。
2. 100M網絡驅動程序源代碼以及DLL（經過深度優化，網絡最高速度帶寬可達80Mbps）。
3. 1×8小鍵盤驅動程序源代碼（類似于工業場合的滑動鼠標）以及DLL。
4. PS2鍵盤和鼠標驅動程序源代碼以及DLL。
5. PS2鍵盤和鼠標 C51譯碼程序源代碼以及可執行文件。
6. RS485/422驅動程序源代碼以及DLL。
7. 注冊表可在線保存的解決方案。
l 英達特科技開發的基于Windows CE的應用程序，包含如下：
1. 面向于工業控制終端的，和下位機（PLC、MCUs）等接口（采取RS232或者RS485/422、IIC）進行數據采集和控制的應用程序源代碼以及可執行文件。開發平臺采用了Microsoft的Visual Studio 2005 和Embedded Visual C++。應用程序源代碼注釋非常清楚，并且有相關的文檔配套，非常適合工控廠商在IDTARM-2440上面進行二次開發，可以作為相關的案例分析進行學習，由于這個應用程序已經非常成熟，因此建議廠商可以直接抄襲或者拷貝到自己的程序中去，加快自己開發的流程，縮短開發周期。
2. 面向于Windows CE的多媒體網絡教室解決方案應用程序源代碼，整個程序使用Visual Studio 2005平臺編寫，注釋非常清晰，也有相應的文檔配套。功能非常強大，適合多媒體視頻系統應用的廠商使用和開發。
3. 一般的系統接口調用（RS232、RS485、IIC、GPIO、網絡等API）例子應用程序，適合那些個人學習或者廠家工程師學習IDTARM-2440工控主板上進行開發使用。
IDTARM-2440工控主板的文檔配置清單
l 英達特科技工程師編寫的Windows CE驅動程序編寫實用指導和應用程序開發實用指導多媒體教材（PPT或者PDF文檔）
本套多媒體教材適合在IDTARM-2440工控主板上進行Windows CE的驅動程序開發和應用程序開發，并且有相關的例子進行分析，面向于應用的性質十分強大也非常實際。一般的工程師如果不懂嵌入式Windows CE的開發流程，那么只要看了這個多媒體教材，也可以自己馬上學會編寫簡單的驅動程序和應用程序
l 英達特工程師編寫的IDTARM-2440 Windows CE操作指南，包括以下內容：
1. Platform Builder的安裝指南
2. Platform Builder的使用指南
3. Windows CE系統編譯指南
4. 如何下載NK.bin到IDTARM-2440
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