+ All Categories
Home > Documents > zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení...

zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení...

Date post: 26-Aug-2020
Category:
Upload: others
View: 7 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
69
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací DIPLOMOVÁ PRÁCE Univerzální řídicí modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012
Transcript
Page 1: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Univerzální řídicí modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Page 2: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Page 3: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Anotace

Práce se zabývá návrhem univerzálního řídicího modulu s ohledem na požadavky

specifikované firmou ZAT, a.s., pro kterou je tento modul vyvíjen. Základem modulu je

procesorové jádro, založené na platformě ARM Cortex M-3. Podpůrné funkce jsou zajišťo-

vány obvodem FPGA. Mikrokontrolér je vybrán tak, aby splňoval výpočetní požadavky a

hlavně aby obsahoval potřebný počet periférií včetně dostatečně velkých pamětí RAM a

Flash. Při návrhu je kladen velký důraz na celkovou odolnost modulu s ohledem na prostředí,

v němž bude systém umístěn. Celý návrh je proveden ve vývojovém prostředí PADS firmy

Mentor Graphics.

Klí čová slova

Řídící modul, ARM Cortex, Mikrokontrolér, FPGA, DPS, PADS

Page 4: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Abstract

The master thesis deal with a design of general-purpose control board with regards to

requirements of company ZAT, a.s. The board is developed for this company. The basic part

is processor core, based on the ARM Cortex M-3 platform. The support functions are done

with the circuit FPGA. The microcontroller has to match computing requirements and has to

include enough peripherals and RAM and Flash memory sizes. The design is focused on

electromagnetic compatibility with regards to environment where the board is placed. Entire

design is made by software PADS from company Mentor Graphics.

Key words

Control board, ARM Cortex, Microcontroller, FPGA, PCB, PADS

Page 5: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Prohlášení

Předkládám tímto k posouzení a obhajobě diplomovou práci, zpracovanou na závěr

studia na Fakultě elektrotechnické Západočeské univerzity v Plzni.

Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s použitím odborné

literatury a pramenů uvedených v seznamu, který je součástí této diplomové práce.

Dále prohlašuji, že veškerý software, použitý při řešení této diplomové práce, je

legální.

V Plzni dne 10.5.2012 Václav Cibulka

…………………..

Page 6: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

Poděkování

Tímto bych rád poděkoval vedoucímu diplomové práce Ing. Petru Kristovi, Ph.D. za

cenné rady při tvorbě diplomové práce a Ing. Petru Wolmutovi za poskytnuté konzultace při

návrhu desky. Dále bych rád poděkoval firmě ZAT, a.s. za možnost využití jimi vlastněných

programových prostředků.

Page 7: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

7

Obsah

OBSAH 7

SEZNAM SYMBOL Ů ...........................................................................................................................................9

1 ÚVOD…… .. .................................................................................................................................................11

1.1 CÍLE PRÁCE..............................................................................................................................................11 1.2 POSTUP ŘEŠENÍ.........................................................................................................................................11

2 VÝBĚR MIKROKONTROLÉRU .............................................................................................................13

2.1 POŽADAVKY .............................................................................................................................................13 2.2 MOŽNÁ ŘEŠENÍ.........................................................................................................................................14 2.3 M IKROKONTROLÉR STM32F207 .............................................................................................................15

2.3.1 Parametry STM32F207..................................................................................................................16 2.3.2 Jádro ARM Cortex M-3..................................................................................................................16

2.4 PŘECHOD Z STR912 NA STM32F2 ..........................................................................................................17

3 NÁVRH ŘÍDICÍ JEDNOTKY ...................................................................................................................19

3.1 POŽADAVKY NA ŘÍDICÍ MODUL ................................................................................................................19 3.2 BLOKOVÉ SCHÉMA A JEHO POPIS..............................................................................................................20 3.3 VÝVOJOVÉ PROSTŘEDÍ PADS ..................................................................................................................21

3.3.1 PADS Logic....................................................................................................................................21 3.3.2 PADS Layout..................................................................................................................................22

3.4 SCHÉMA ZAPOJENÍ A POPIS JEDNOTLIVÝCH BLOKŮ...................................................................................23 3.4.1 CPU, OSC, JTAG, RST ..................................................................................................................23 3.4.2 CAN, RS485 ...................................................................................................................................23 3.4.3 FPGA .............................................................................................................................................24 3.4.4 EXTRA_RAM .................................................................................................................................24 3.4.5 SSIO_ISOLATED...........................................................................................................................25 3.4.6 ETHERNET....................................................................................................................................25 3.4.7 POWER, TERM..............................................................................................................................25 3.4.8 LEDS..............................................................................................................................................26 3.4.9 DIN0-7 ...........................................................................................................................................26 3.4.10 DOUT0-9 .......................................................................................................................................26 3.4.11 AIN0-1 a 2......................................................................................................................................27 3.4.12 AOUT0-1 a 2..................................................................................................................................27 3.4.13 X1,X2, FRONT...............................................................................................................................27

3.5 NÁVRHOVÁ PRAVIDLA .............................................................................................................................28 3.6 PARAMETRY DPS.....................................................................................................................................28 3.7 NÁVRH DPS.............................................................................................................................................30 3.8 NÁVRH Z HLEDISKA EMK........................................................................................................................30

3.8.1 Požadavky firmy ZAT.....................................................................................................................31 3.8.2 Blokové schéma pro EMK..............................................................................................................32

4 PARAMETRY ŘÍDICÍHO MODULU......................................................................................................34

4.1 TECHNICKÉ PARAMETRY MODULU...........................................................................................................34 4.1.1 Napájení.........................................................................................................................................34 4.1.2 Digitální vstupy..............................................................................................................................34 4.1.3 Digitální výstupy ............................................................................................................................35 4.1.4 Analogové vstupy ...........................................................................................................................35 4.1.5 Analogové výstupy .........................................................................................................................36 4.1.6 Teplotní senzor...............................................................................................................................36 4.1.7 Styk s obsluhou...............................................................................................................................36

Page 8: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

8

4.1.8 Popis konektorů .............................................................................................................................37 4.2 OŽIVENÍ MODULU .....................................................................................................................................39

ZÁVĚR .…...…. ...................................................................................................................................................41

POUŽITÁ LITERATURA..................................................................................................................................43

PŘÍLOHY ……....................................................................................................................................................44

I. SCHÉMA ZAPOJENÍ: ..........................................................................................................................................44 A) CPU, OSC, JTAG, RST.................................................................................................................................44

b) CAN, RS485...............................................................................................................................................45 c) FPGA.........................................................................................................................................................46 d) EXTRA_RAM.............................................................................................................................................47 e) SSIO_ISOLATED.......................................................................................................................................48 f) ETHERNET ................................................................................................................................................49 g) POWER, TERM .........................................................................................................................................50 h) LEDS .........................................................................................................................................................51 i) DIN0-7........................................................................................................................................................52 j)DOUT0-9.....................................................................................................................................................53 k) AIN0-1 .......................................................................................................................................................54 l) AIN2 ...........................................................................................................................................................55 m) AOUT0-1 ..................................................................................................................................................56 n) AOUT2.......................................................................................................................................................57 o) X1,X2, FRONT...........................................................................................................................................58

II. POPIS KONEKTORŮ..........................................................................................................................................59 a) konektor X1........................................................................................................................................59 b) konektor X2........................................................................................................................................60

II. DPS ...............................................................................................................................................................61 a) DPS strana spojů Top ........................................................................................................................61 b) DPS vnitřní napájecí vrstva Vcc ........................................................................................................62 c) DPS vnitřní vrstva GND ........................................................................................................................63 d) DPS strana spojů Bottom...................................................................................................................64 e) DPS náhled na celek ..............................................................................................................................65 f) DPS rozmístění součástek ......................................................................................................................66

III. SEZNAM SOUČÁSTEK.....................................................................................................................................67

Page 9: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

9

Seznam symbol ů

DPS…………........ Deska plošných spojů

PCB……………... Printed circuit board

PADS Logic…….. Návrhový systém firmy Mentor graphics pro tvoru schémat

zapojení

PADS Layout…… Návrhový systém firmy Mentor graphics pro tvoru DPS

ARM…………...... Firma vyvíjející architekturu procesorů a také název samotné

architektury

ARM Cortex…….. Označení nejnovějších architektur firmy ARM

RISC…………….. Reduced Instruction Set Computer, architektura mikroprocesorů

GPIO……………. General Purpose Input/Output, piny konfigurovatelné jako vstupy i

jako výstupy

USB 2.0 OTG…... USB One-The-Go, nová specifikace USB komunikace, umožňující

přenos dat typu bod-bod

SPI……………….

Serial Peripheral Interface, sériové periferní rozhraní používané na

DPS pro komunikaci mezi mikrokontolérem a jinými

integrovanými obvody

UART…………… Universal Asynchronous Receiver Transmitter – univerzální

asynchronní sériový kanál

IIC……………….. Inter-Integrated Circuit, sériová komunikace na DPS vyvinutá

firmou Philips

MII………………. Medium Independent Interface, rozhraní nezávislé na mediu mezi

MAC vrstvou a ethernet transceiverem

RMII…………….. Reduced Media Independent Interface, rozhraní MII změnšené tak,

aby došlo ke snížení počtu signálů rozhraní MII

ETHERNET…….. Označení komunikačního standardu IEEE 802.3

RAM…………….. Random-access memory, paměť s přímým přístupem

JTAG……………. Joint Test Action Group, standardizované rohraní pro testování a

programování integrovaných obvodů

FLASH………….. Paměť, zachovávající si uložené informace a to i bez napájení

CAN……………... Controller Area Network, komunikační sběrnice využívaná

původně v automobilovém průmyslu, dnes rozšířena i v průmyslové

Page 10: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

10

automatizaci

Dhrystone 2.1…… Specifický test pro testování výkonu mikroprocesorů

DMIPS…………... Dhrystone Million Instructions executed Per Second, jednotka

reprezentující výkon procesoru při testu Dhrystone 2.1

SSIO…………….. Komunikace vyvinutá firmou ZAT a.s., využívá standardní

protokol SSI

SSI………………. Synchronous Serial Interface, synchronní sériová komunikace typu

bod-bod

Page 11: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

11

1 Úvod

1.1 Cíle práce

Hlavním cílem této práce je návrh a realizace univerzálního jednodeskového řídicího

modulu na platformě mikrokontroléru s jádrem ARM Cortex. Tento modul by měl sloužit

jako universální deska pro všeobecné nasazení v systému SandRA Z100 vyvinutém firmou

ZAT a.s. Jedná se o systém skupinového a individuálního řízení regulačních mechanismů

jaderného reaktoru. Důvodem vzniku této práce je snižující se podpora výrobce

mikrokontroléru, který je používán právě v těchto řídicích systémech. Jelikož firma ZAT a.s.

garantuje dlouhý životní cyklus svých řídicích systémů, je nutné tedy najít vhodnou

alternativu za tento mikrokontrolér a vyvinout nový řídicí modul. Vyvíjený modul by měl

tedy nahradit stávající, případně zlepšit jeho parametry a vybavit ho všemi komunikačními

rozhraními, která se používají ve stávajícím systému. Důležitým faktorem je odolnost a

spolehlivost celého systému vyplývající z prostředí, ve kterém je umístěn. Jelikož se navíc

jedná o první nasazení nového mikrokontroléru, je tedy tento modul chápán spíše jako

prototyp, na kterém se v budoucnu odladí všechny potřebné periférie. Některé části se tak

mohou stát v budoucnu nepotřebné, v tuto chvíli bylo však vhodnější přistoupit k určité

redundanci v zapojení a vyhnout se tak problémům při zprovozňování celého modulu.

1.2 Postup řešení

Návrh je možné rozdělit do několika kroků, které jsou následně popsány v této

diplomové práci:

• Výběr nového mikrokontroléru, který by splňoval všechny technické požadavky pro daný

systém a požadavky týkající se možnosti vývoje aplikace na stávajících vývojových

prostředcích firmy ZAT a.s.

• Seznámení se stávajícími moduly a hlavně pak konkrétními zapojeními jednotlivých bloků

používaných firmou ZAT a.s.

• Stanovení všech technických požadavků a potřebných periférií

• Vytvoření blokového schématu.

• Konečný výběr mikrokontroléru, závislý na počtu potřebných I/O pinů a překrývání

jednotlivých periférií na pinech procesoru.

• Seznámení s novými perifériemi procesoru a přizpůsobení zapojení stávajících bloků.

Page 12: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

12

• Přiřazení všech signálů procesoru.

• Seznámení s programem PADS Logic pro tvorbu schéma zapojení.

• Vytvoření schématu zapojení celého modulu.

• Vytvoření návrhových pravidel, která se poté přenáší do návrhu DPS.

• Návrh a výroba DPS.

Page 13: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

13

2 Výběr mikrokontroléru

Jak již bylo řečeno, důvodem proč tato práce vznikla, je snižující se podpora výrobce

mikrokontroléru používaného doposud firmou ZAT a.s. ve svých řídicích systémech. Prvním

krokem tedy bylo stanovení všech technických požadavků a následně vybrání vhodného

mikrokontroléru. Jelikož lze v této oblasti zaznamenat v poslední době značný progres, bylo

nutné vybrat rodinu mikrokontrolérů, u které lze očekávat velké rozšíření a to hlavně

v podobě podpory vývoje aplikací pro tuto rodinu a udržení stálé produkce.

2.1 Požadavky

Hlavní požadavky vyplývají již přímo ze zadání. Jádro mikrokontroléru by mělo být

založeno na platformě ARM Cortex. Procesory s jádrem ARM jsou známé pro svoji nízkou

spotřebu a vysoký výkon. Od počátku výroby těchto jader si udržují svoji 32bitovou

architekturu a řídí se architekturou RISC. Standardem pro použití v mikrokontrolérech se

stávají poslední dobou jádra typu Cortex M0 – M4.

• Jádro Cortex M0 je vyvinuto speciálně pro tzv. „low power“ aplikace, jedná se v podstatě

o náhradu stávajících levných 8bitových platforem.

• Jádro Cortex M1 je optimalizováno pro implementaci v obvodech FPGA.

• Jádro Cortex M3 je speciálně vyvinuto pro „embedded“ aplikace s vysokým výkonem

a nízkou cenou, hlavně tedy pro průmyslové mikrokontroléry.

• Jádro Cortex M4 je optimalizováno pro „signal processing“ a operace s čísly s plovoucí

řádovou čárkou, navíc disponuje značným výkonem.

Řada Cortex R je vyvinuta pro „real time“ aplikace a Cortex A jsou určeny hlavně pro

aplikace, kde je požadován velmi vysoký výkon, nasazení operačních systémů a grafického

uživatelského rozhraní. V době výběru jádra však nebylo jádro Cortex M4 dostupné a k jeho

uvedení došlo až po výběru jádra a návrhu řídicí jednotky. Z uvedného rozřazení se v době

výběru jevilo jako ideální volba jádro Cortex M3.

Následující požadavky pak vyplývají z nasazení mikrokontroléru a parametrů řídícího

modulu. Tyto požadavky byly stanoveny firmou ZAT a.s. a podrobněji jsou popsány

v kapitole 3.1. Pro výběr mikrokontroléru je pak zásadní použití operačního systému,

z kterého plynou požadavky především na výpočetní výkon a velikosti pamětí RAM a Flash.

Page 14: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

14

Požadované parametry mikrokontroléru:

• Paměť RAM minimálně 128 kB.

• Paměť Flash minimálně 512 kB, nejlépe však 1024 kB.

• Počet GPIO minimálně 25.

• Externí paměťové rozhraní.

• Komunikační rozhraní: 2 x UART, CAN, USB 2.0, Ethernet, SPI, IIC.

• JTAG.

• Napájecí napětí nižší než 3,3 V.

2.2 Možná řešení

Výroba a rozšiřování mikrokontrolérů s jádrem ARM Cortex M-3 zažívá v poslední

době velký progres. Většina velkých výrobců začala používat ve svých výkonnějších řadách

tento typ jádra. Jedněmi z nich jsou například firmy: Texas instruments, NXP, Cypress

semiconductor, Atmel, Freescale a nebo ST Microelectronics.

Jelikož je možné najít mikrokontrolér, který by splňoval všechny požadavky přibližně

ve stejných cenových relacích u většiny výrobců, přistoupilo se při výběru k dalšímu

z požadavků. Tím byla podpora mikrokontroléru ve vývojových prostředcích používaných

firmou ZAT a.s. Jelikož firma navíc již delší dobu používá mikrokontroléry od firmy ST

Microelectronics, zúžil se výběr pouze na mikrokontroléry této firmy, tak aby přechod na

nový typ byl co nejsnazší a tím i nejrychlejší.

Po zvážení všech požadavků byly stanoveny jako nejvhodnější řešení pouze typy

STM32F207 a STM32F217. Rozdíl u těchto typů je pouze v tom, že u prvního jmenovaného

je absence kryptografického akcelerátoru, který je však pro vyvíjený modul nepotřebný. Pro

oba typy nabízí výrobce několik pouzder. Jako konečné řešení byl zvolen typ STM32F207

s tím, že potřebné pouzdro bude vybráno po stanovení kompletního obvodového schématu

řídicího modulu tak, aby se jednotlivé periférie nepřekrývaly. V době výběru mikrokontroléru

se jednalo o nejvýkonnější mikrokontrolér nabízený firmou ST Microelectronics, navíc ve

fázi evaluace. Mikrokontrolér byl tedy vybrán až po příslibu od výrobce, že bude dostupný

v době, kdy bude vznikat funkční vzorek.

Page 15: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

15

2.3 Mikrokontrolér STM32F207

Jedná se o mikrokontrolér založený na platformě ARM Cortex M-3 vhodný pro

nasazení v náročných průmyslových, automobilových, bezdrátových a jim podobných

aplikacích. Mikrokontrolér je vyroben 90nm technologií a jedná se o zástupce rodiny F2. Tato

rodina je nástupcem rodiny F1. Oproti svému předchůdci vyniká rodina F2 vyšším výkonem,

možností pracovat na vyšších frekvencích a to až do 120 MHz při výkonu 150 DMIPS

(Dhrystone 2.1), větší pamětí RAM a novými perifériemi, jako je rozhraní pro připojení

digitální kamery.

V každé rodině jsou mikrokontroléry rozděleny do základních řad podle jejich

možnosti nasazení a obsahu daných periférií. STMF207 je součástí tzv.: „connectivity line“,

která je charakterizována přítomností plnohodnotných periférií Ethernet MAC, CAN a USB

2.0 OTG. Na níže uvedeném obrázku je uvedeno blokové schéma typického mikrokontroléru

F2 od firmy ST Micloelectronics.

Obr. 2. 1 Blokové schéma mikrokontrolérů rodiny F2 Zdroj: www.st.com

Page 16: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

16

2.3.1 Parametry STM32F207

Jádro:

• ARM Cortex-M3, 32-bit architektura

Paměti:

• 1024 kB Flash

• 128+4 kB SRAM, 4 kB zálohovatelné externí baterií

• Externí paměťový interface FSMC

Napájení:

• 1,65 – 3,6 V

GPIO:

• Až 140 pinů použitelné do frekvence 60 MHz

• Až 138 5 V kompatibilní

Komunikační rozhraní:

• Až 3 x IIC, 4 x USART a 2 x UART, 3 x SPI, 2 x CAN, SDIO

• USB 2.0 OTG

• 10/100 Ethernet MAC, MII/RMII

Další vlastnosti:

• SWD a JTAG, jednotka pro výpočet CRC, rozhraní pro připojení digitální kamery a další

2.3.2 Jádro ARM Cortex M-3

Jedná se o jádro architektury ARMv7 s označením M. Procesor je harvardské

architektury a obsahuje 3stupňovou „pipeline“, jedná se o instrukce „fetch“, „decode“ a

„execute“. Tento nový typ jádra je optimalizován k dosažení maximálního výkonu a

efektivity pro „embedded“ aplikace. Jedním ze způsobů jak toho bylo dosaženo je použití

nových instrukcí Thumb-2, kde se značně zefektivnila práce s bity, bitovými poli,

hardwarovým dělením a if/then instrukcemi. Díky těmto novým instrukcím je tak možné

generovat mnohem efektivnější kód a to i bez použití částí kódu v jazyce assembler. Pro

zpracování přerušení je použit NVIC („Nested vector interrupt controller“), který dovoluje až

240 fyzických přerušení s 256 úrovněmi, také došlo ke zkrácení doby zpracování na pouhých

Page 17: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

17

12 cyklů z předchozích minimálně 24 cyklů. Pro ochranu nepovolených přístupů do paměti

v RTOS je navíc implementována jednotka „Memory protection unite“, která může výrazně

přispívat ke spolehlivosti kódu a jeho kritických částí. Reálně pak pracuje tak, že každému

procesu přidělí oblast paměti, dané periférie a také přístup do společné paměťové oblasti a

společných periférií. MPU tak může spravovat až 8 takových domén s 8 sub-oblastmi. Tuto

jednotku je možno vyřadit z provozu. K redukci ceny a spotřeby pak došlo díky zmenšení

celého jádra. Oproti předchozímu jádru ARM7 vyniká jádro ARM Cortex M-3 snížením

spotřeby z 0,28 mW/MHz na 0,19 mW/MHz a zvýšením výkonu z 0,95 DMIPS/MHz na 1,25

DMIPS/MHz. V reálných průmyslových aplikacích se pak pohybuje zvýšení výkonu až o 40

% a snížení velikosti kódu až o 25 %.

Obr. 2. 2 Blokové schéma jádra procesoru ARM Cortex M-3 Zdroj: www.st.com

2.4 Přechod z STR912 na STM32F2

V řídicích systémech firmy ZAT a.s. jsou standardně používány, jak již bylo řečeno,

mikrokontroléry firmy ST Microelectronics. Konkrétně se jedná o mikrokontrolér STR912

s jádrem ARM9. Výhodou při vývoji aplikací bude možnost využití stávajících vývojových

prostředků a zkušeností získaných při vývoji aplikací se stávajícím mikrokontrolérem.

Page 18: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

18

Mikrokontrolér STM32F2 přináší několik změn a vylepšení. Kromě změny jádra,

zvýšení výkonu a větších systémových prostředků, jakými jsou např.: větší paměť Flash a

SRAM, větší počet DMA kanálů, přináší nové, popřípadě vylepšené periférie. Jednou z nich

je inovované rozhraní pro externí paměti a připojení displeje. Z původního EMI („External

memory interface“) tak vzniklo rozhraní FSMC („Flexible static memory controller“).

Novinkou je podpora pamětí PC Card/Compaq Flash a konfigurovatelné rozhraní pro většinu

řídicích obvodů pro grafické LCD. Díky těmto změnám se rozhraní zkomplikovalo a došlo

k přejmenování a změně funkcí některých signálů.

Z hlediska napájení došlo ke snížení nejnižšího možného napájecího napětí a hlavně

integraci stabilizátoru pro napájení jádra mikrokontroléru. Procesor je tedy z venku napájen

pouze jednou hladinou napětí a o napájení jádra se stará právě tento stabilizátor.

Rodina mikrokontroléru STM32 je oproti svému předchůdci nabízena ve větších

pouzdrech s větším počtem periférií, což umožňuje vytvořit větší a univerzálnější modul.

Periférie jako je rozhraní MII u komunikace Ethernet, nebo externí paměťové rozhraní totiž

pokrývají svými signály velké množství pinů mikrokontroléru. Větší pouzdra tak nabízejí

větší variabilitu v možnosti zapojení daných periférií.

Page 19: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

19

3 Návrh řídicí jednotky

Po předběžném vybrání typu mikrokontroléru bylo třeba vytvořit blokové schéma

zapojení. Stanovit již konkrétní požadavky na všechny periférie. Seznámit se s řídicími

jednotkami, jejich jednotlivými bloky a normativní dokumentací firmy ZAT a.s., které jejich

výroba podléhá. A nakonec pak vybrat potřebné pouzdro mikrokontroléru aby bylo možné

navrhnout finální schéma zapojení celého řídicího modulu.

3.1 Požadavky na řídicí modul

Základními prvky zapojení jsou mikrokontrolér a programovatelný logický obvod

FPGA. Pro komunikaci mezi jednotlivými moduly uvnitř systému Z100 je používána

komunikace SSIO, vyvinutá firmou ZAT a.s. Tato komunikace využívá rozhraní SSI, které je

standardně používáno pro jednosměrnou komunikaci. Jedná se o sériové synchronní rozhraní,

kde jeden vodič je datový a druhý vodič přenáší hodinový signál. Běžně se pak pro tuto

komunikaci využívají diferenciální signály s parametry komunikace RS422. V tomto případě

je komunikace obousměrná a využívá diferenciální linky s úrovněmi LVDS

s konfigurovatelnou přenosovou rychlostí až 8000 kb/s. Samotná komunikace je pak

tajemstvím firmy, a proto zde není nijak dále rozváděna. Požadavky stanovené zadavatelem,

tedy firmou ZAT a.s. pak byly stanoveny takto:

Připojeno k FPGA:

• 3 x analogový vstup 0 – 24 mA, galvanické oddělení

• 3 x analogový výstup 0 – 24 mA, galvanické oddělení

• 8 x digitální vstup, galvanické oddělení, každý zvlášť

• 8 x digitální výstup, galvanické oddělení, každý zvlášť

• SSIO komunikace, galvanické oddělení

• 8 x test pin, HEADER 9

• Teplotní senzor AD7814

• 4 x test LED

Připojeno k CPU:

• USB 2.0, galvanické oddělení

• UART 3,3 V, HEADER 4, přímo z CPU

Page 20: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

20

• I2C, paměť EEPROM AT24C16

• SPI, paměť Flash AT25DF321

• CAN ISO 11898 2.0A a 2.0B, galvanické oddělení, konektor DB9

• RS422/RS485, galvanické oddělení, konektor DB9

• ETHERNET IEEE 802.3i-10Base-T, IEEE 802.3u-100Base-Tx

• Externí RAM, HM62V16100LTI-5, velikost 2 MB

• 8 x LED

• RTC, zálohovací baterie

• 8 x test pin, HEADER 9

• Přepínač na čelním panelu

3.2 Blokové schéma a jeho popis

Popisované blokové schéma je uvedeno na Obr. 3.1. Hlavním prvkem řídicího modulu

je mikrokontrolér STM32F207, který zprostředkovává všechny komunikační rozhraní a

pomocí rozhraní FSMC je propojen s externí pamětí RAM a obvodem FPGA. Dále je rozšířen

o externí paměti EEPROM a Flash. Pro účely ladění jsou vyvedeny testovací piny, standardní

sériový port a rozhranní JTAG, pomocí kterého lze i nahrát program jak do mikrokontroléru,

tak do obvodu FPGA.

Samotný obvod FPGA zajišťuje podpůrné funkce. Obsluhu všech analogových a

digitálních vstupů a výstupů a dále pak komunikaci SSIO. Program lze opět do obvodu nahrát

buďto pomocí JTAG, nebo pomocí rozhraní Altera Blaster. Konfigurační informace obvodu

jsou pak uloženy v externí paměti. Pro testování jsou opět vyvedeny testovací piny a dále pak

čtyři testovací LED diody. Pro styk s obsluhou je na čelní panel vyvedeno 8 LED diod

z mikrokontroléru a 2 LED diody z obvodu FPGA. Celý modul je napájen z napětí 24 VDC.

Všechny periférie, vstupní a výstupní obvody, krom testovacích jsou galvanicky oddělené

a napájené vlastními DC/DC zdroji. Celý systém je napájen napětím 3,3 V, pouze pro jádro

obvodu FPGA je použito napájení 1,5 V.

Page 21: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

21

Obr. 3. 1 Blokové schéma řídicího modulu Zdroj: Vlastní zpracovní, 2012

3.3 Vývojové prost ředí PADS

Součástí zadání diplomové práce bylo kromě respektování požadavků na návrh

řídicího modulu také použití vývojových prostředků kompatibilních ve firmě ZAT a.s., zde se

stal standardem software firmy Mentor Graphics, PADS.

Jedná se o komplexní balík programů pro vývoj DPS na profesionální úrovni.

Umožňuje jak návrh DPS, tak simulaci analogových a digitálních systémů, analýzu přenosu,

přeslechů a vyzařování signálů, teplotní analýzy a mnohé další, kdy na sebe jednotlivé

programy navazují. Vytvoření schématu zapojení, DPS a zároveň provedení simulací se tak

stává snadnějším.

3.3.1 PADS Logic

Pro tvorbu schémat zapojení slouží program PADS Logic. Značnou výhodou při

kreslení schématu je možnost definování pravidel návrhu již ve fázi kreslení schématu. Je

možno tak definovat pravidla pro jednotlivé spoje, nebo skupiny spojů, ať už se jedná o

Page 22: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

22

nastavení izolačních vzdáleností, možností „routování“, anebo parametrů pro

vysokorychlostní signály. Nastavovat preferovaný počet a rozložení vrstev DPS a mnohé

další. Tyto informace lze pak obousměrně přenášet mezi programem Logic a Layout, který

slouží pro návrh DPS. Výhodou je také spojení těchto programů v reálném čase, kdy lze

například označovat součástky, nebo spojení ve schématu a zároveň dojde k vybrání i na DPS.

To samé lze dělat i naopak.

3.3.2 PADS Layout

Pro vytvoření DPS byl použit software Layout, který je rovněž součástí návrhového

systému PADS. Krom standardních funkcí obsahuje i mnoho vylepšení, které urychlují celý

návrh. To pak může v praxi vypadat následovně. Poté co nakreslíme hranice desky a

rozmístíme součástky s vazbou na vnější okolí, označíme v programu Logic celou skupinu

součástek, jež je součástí např. modulu CAN. Pokud jsou programy propojeny, dojde

k označení skupiny i v programu Layout. Vybraná skupina je galvanicky oddělena od vnitřní

logiky, a proto budou všechny součástky umístěny u sebe s potřebným izolačním příkopem.

Pravým kliknutím vybereme příkaz „Move Sequential“ a po umístění první součástky není

třeba označovat další, ale ta je automaticky vybrána a je s ní možno rovnou pohybovat.

Vybírání skupiny součástek také usnadňuje umísťování blokovacích kondenzátorů

k integrovaným obvodům. Víme tedy rovnou, ke kterému obvodu kondenzátor patří. Pro

snazší orientaci lze pak např. společná spojení barevně označit. Pro kreslení spojů lze použít

další z částí softwaru PADS, program Router. Při manuálním kreslením lze využít klasické

pokládání cesty, nebo využít tzv. „Dynamic Route“. Jedná se o algoritmus, který vede spoj

tou cestou, kudy vedeme kurzor. Vedení je pak ovlivněno nastavenými pravidly a izolačními

vzdálenostmi, výhodou je, že pokud není v daném prostoru místo, posunují se zároveň ostatní

spoje na desce až tak daleko, dokud jim to dovolují nastavená pravidla. Tento způsob je velmi

rychlý a navíc velmi výhodný při tažení spoje skrze oblast, která už je zaplněná spoji. Tento

typ pokládání spojů navíc respektuje všechny verifikační kontroly, spoj tak navíc vyhovuje

kontrolám pro vyrobitelnost DPS. Jedná se o kontrolu „Fabrication“, která hlídá příliš krátké

části spojů, ostré úhly a jiné, kde by případně mohlo dojít k podleptání spoje při výrobě.

Pokud se spoje modifikují, nebo se pokládají standardní cestou, je třeba vždy provést

kontrolu.

Page 23: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

23

3.4 Schéma zapojení a popis jednotlivých blok ů

Schéma zapojení je rozděleno celkem do 15 listů, na každém listu je pro větší

přehlednost uveden specifický funkční celek. Jednotlivé listy jsou pak uvedeny v přílohách

pod označením I. a) – I. o) a popsány v následující části pod stejným označením, jako jsou

označeny v přílohách a zároveň v programu PADS Logic. Tyto přílohy jsou pak také

umístěny na přiloženém CD v adresáři CD:Diplomová_práce/Schéma_zapojení/.

3.4.1 CPU, OSC, JTAG, RST

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. a). Jádro zapojení tvoří mikrokontrolér

U8 STM32F207, propojený pomocí externího paměťového rozhraní s pamětí RAM U25 a

obvodem FPGA U26. Mikrokontrolér je napájen napětím 3,3 V, které je jako u každého

integrovaného obvodu ve schématu blokováno pomocí 100nF kondenzátorů u napájecích

vstupů obvodu. Napájení jádra obstarává vnitřní stabilizátor. Napětí na jeho vstupu a výstupu

je pak vyhlazováno pomocí kondenzátorů C52 a C53 o hodnotě 2,2 µF. Procesor využívá dva

externí hodinové signály, 25MHz pro vnitřní systémové hodiny a 32,768kHz pro RTC. RTC

je spolu s částí vnitřní paměti RAM zálohován při výpadku napájení pomocí externí baterie

B1. Hodinový signál 25 MHz je rovněž použit pro obvod FPGA U26 EP1C12Q240. Pro

resetování je použito tlačítko S1, jehož signál A_NRSTIN je veden do obvodu FPGA, ten pak

resetuje signálem RST mikrokontrolér. Signály BOOT0 a BOOT1 jsou určeny pro nastavení

jednoho ze tří bootovacích módů. Oba jsou opatřeny pro možnost ladění pull-up odpory R32,

R67 a jumpery J7, J8 pro uzemnění. Pro snadnější ladění softwaru je na konektor HEADER9

J4 vyvedeno spolu s referenční zemí 8 pinů mikrokontroléru, ty jsou opět v nečinnosti

nastaveny na logickou „1“ čtyřnásobnými pull-up odpory R16 a R17. Pomocí rozhraní JTAG,

které je vyvedeno na konektor J14 je možno nahrát do mikrokontroléru a obvodu FPGA

software. Pro uložení konfiguračních dat a dat „registru provozních informací“ je určena

sériová paměť U14 AT24C2566 typu EEPROM o velikosti 32 kB, komunikující pomocí

rozraní I2C. Pro ukládání uživatelských dat je pak k dispozici paměť U18 AT25DF321 typu

Flash o velikosti 32 Mb, připojená pomocí vysokorychlostního rozhranní SPI.

3.4.2 CAN, RS485

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. b). Pro komunikaci modulu

s průmyslovým okolím lze využít několik komunikačních linek. Jedněmi z nich jsou linky

CAN a RS485. Obě linky jsou galvanicky oddělené od jádra modulu. Linka CAN je oddělena

Page 24: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

24

pomocí DC/DC měniče U10 TES 2N-2410 s výstupním napětím 3,3 V a pomocí dvojitého,

obousměrného oddělovače U6 HCPL-0931. Jako budič je pak použit obvod U2

SN65HVD230. Jednotlivé signály jsou vyvedeny na konektor X5 DB9, jehož kostra je

galvanicky spojena s čelním panelem modulu. Pomocí jumperu J3 lze pak připojit

zakončovací odpor sběrnice R21.

Linka RS485 je galvanicky oddělena pomocí DC/DC měniče U10 TES 2N-2411

s výstupním napětím 5 V a čtyřnásobného, obousměrného oddělovače U7 HCPL-092J. Pro

vyvedení komunikaci je opět použit konektor X4 DB9. Výstupní budič U3 MAX13089E však

dovoluje konfigurovat několik nastavení linky, které se provádí pomocí jumperů J1, J2, J5, J6,

J9, J11 a J12. Lze měnit typ komunikace z RS485 na RS422, připojit zakončení, měnit

polaritu přijímaných signálů, nebo nastavením strmosti hran.

3.4.3 FPGA

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. c). Pro obsluhu jednotlivých periférií

řídicího modulu slouží ovladače naprogramované v obvodu FPGA U26 EP1C12Q240.

Mikrokontrolér pak k těmto perifériím, které nejsou jeho součástí, přistupuje pomocí

externího paměťového rozhraní jako k registrům, namapovaným v externím adresovém

prostoru. Jedná se o řadič komunikace SSIO, digitální vstupy a výstupy, analogové vstupy a

výstupy, měření teploty na desce a indikaci napájecího napětí v napájecích větvích. Obvod lze

naprogramovat pomocí rozhraní „JTAG“, nebo pomocí konektoru J15 přes rozhraní „Altera

Blaster“ přímo z IDE QUARTUS. Konfigurační nastavení je pak uloženo v pomocné paměti

U27 EPCS4, díky které se obvod obnoví po náběhu napájení. Obvod využívá společný

hodinový zdroj 25 MHz. Pro komunikaci SSIO je však použit navíc oscilátor Y2 o frekvenci

16 MHz. Pro indikaci činnosti SSIO komunikace se starají dvě dvoubarevné LED D21, D22

„TEST LEDS“. Ty pak indikují činnost jednoho ze dvou kanálů komunikace. Zeleným

světlem správný příjem a červeným pak CRC error, nebo příjem neúplného paketu. Výstupní

obvody FPGA jsou napájeny napětím 3,3 V, vnitřní pak pomocí napětí 1,5 V, které je

stabilizováno obvodem U31 TPS73615. Vnitřní obsah obvodu je tajemstvím firmy ZAT, a.s.,

a proto není uveden v této práci.

3.4.4 EXTRA_RAM

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. d). Pro dočasné ukládání většího množství

uživatelských dat, je možno využít externí statickou paměť SRAM U25 o velikosti 2MB. Tato

paměť není zálohovaná v případě výpadku napájecího napětí. Do této paměti přistupuje

Page 25: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

25

mikrokontrolér stejně jako do obvodu FPGA. Komunikace mikrokontroléru s pamětí je řízena

pomocí ovladače v obvodu FPGA, který generuje adresu a řídicí signály paměti.

Mikrokontrolér totiž využívá externí paměťové rozhraní (FSMC) v multiplexovaném režimu,

kdy nejprve použije vodiče AD00-AD15 jako výstupní pro zadání adresy a poté jako vstupní

pro získání dat.

3.4.5 SSIO_ISOLATED

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. e). Jelikož každý modul v systému Z100

obsahuje operační systém, chovají se všechny moduly jako autonomní jednotky. Pro

komunikaci mezi sebou pak používají komunikaci SSIO. Komunikace samotná je

obsluhována obvodem FPGA a stejně jako ostatní komunikace je galvanicky oddělena. Pro

oddělení napájení je použit DC/DC měnič U47 TES 2N-2410 s výstupním napětím 3,3 V.

Jednotlivé signály jsou pak odděleny pomocí izolátorů U43, U45 a U46 HCPL-092. Jako

budiče sběrnice jsou pak použity obvody U48, U49, U50 a U51 DSC91C176 s diferenciálním

výstupem standardu M-LVDS. Signály jsou vyvedeny na zadní 40pinový konektor X2 a na

pomocný testovací konektor J16 HEADER 2X5. Budiče jsou pak navíc chráněny proti přepětí

pomocí zenerových diod D32-D39 BZV55 C2V7 se zenerovým napětím 2,7 V. Pro větší

spolehlivost je komunikace zdvojena.

3.4.6 ETHERNET

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. f). Dalším rozhraním pro komunikaci

s okolím je Ethernet specifikace IEEE 802.3i 10Base- T a IEEE 802.3u – 100Base-TX. Pro

komunikaci s „transceiverem“ U9 STE100P firmy ST Microelectronics je použito rozhraní

MII („Media independent interface“). Pro signalizaci stavu přenosu jsou použity tři LED

diody, dvě jsou umístěny přímo v konektoru X3, jehož součástí jsou i oddělovací

transformátory, dvoubarevná LED dioda D11 je umístěna mimo něj, tato slouží pro především

pro potřeby ladění, jelikož není umístěna na čelním panelu, na rozdíl od konektoru

komunikace.

3.4.7 POWER, TERM

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. g). Řídicí modul je napájen pomocí dvou

napájecích větví napětím 24 VDC. Napětí v obou větvích je indikováno pomocí dvojtého

optočlenu U39 PC3Q64Q. Napájecí vstup je chráněn několika ochranami. Proti přepólování

chrání diody D43 a D42, proti proudovému přetížení pojistky F1 a F2, proti napěťovým

Page 26: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

26

špičkám transil D52 a proudový špičkový odběr při náběhu je omezen tranzistorem Q2

s připojeným zpožďovacím obvodem. Napětí 3,3 V pro napájení všech vnitřních obvodů je

pak vytvořeno pomocí DC/DC měniče U36 TES T-2410WI. Pro napájení ostatních DC/DC je

použito také napětí 24 V. Pro zálohování RTC a RAM mikrokontroléru je použita lithiová

baterie B1 CR2430H s nominálním napětím 3 V. Samotná baterie je připojena přes propojku

J13, která umožňuje její deaktivaci. Pro účely diagnostiky je použita opět galvanicky

oddělená komunikace USB 2.0. Oddělení komunikace včetně napájení je provedeno pomocí

vysokorychlostního izolátoru U5 ADUM4160. Ochranu proti elektrostatickému výboji

zajišťuje obvod U1 USBLC6-2. Komunikace je pak pomocí konektoru X6 vyvedena na čelní

panel. Pro potřeby ladění, případně servisní komunikaci lze použít sériový port vyvedený na

konektor J10 s úrovněmi 3,3 V.

3.4.8 LEDS

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. h). Pro styk s obsluhou je použito 8

indikačních LED diod D3-D10 napájených přes odpor přímo mikrokontrolérem. Další dvě

LED diody D1 a D2 jsou opět řízeny přímo obvodem FPGA. Všechny jsou pak vyvedeny na

čelní panel. Přítomnost napájecího napětí 24 V je indikována pomocí LED „PWR“. Ta svítí

zeleně, při přítomnosti obou napájecích napětí a žlutě při přítomnosti jen jednoho napájecího

napětí. Stav programu je indikován pomocí LED „RUN“. Ta svítí zeleně, pokud je program

v režimu RUN. Pokud je program zastaven, svítí červeně. Pro účely měření teploty je použit

teplotní senzor U32 AD7814 komunikující s obvodem FPGA po rozhraní SPI.

3.4.9 DIN0-7

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. i). Řídicí modul obsahuje celkem 8

digitálních vstupů, Každý vstup je galvanicky oddělený pomocí optočlenu PC3Q64Q,

konkrétně dva čtyřnásobné optočleny U37 a U39. Vstupy jsou navrženy pro napětí 24 VDC

s rozhodovací úrovní nastavenou mezi 5 V a 15 V.

3.4.10 DOUT0-9

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. j). Digitální výstupy reprezentují spínače,

které lze využít jak k přivedení napětí na zátěž, tak k připojení k nulovému potenciálu.

Celkově modul obsahuje 8 výstupů galvanicky oddělených pomocí polovodičových relé U52-

U57, U60 a U61 AQY210KS, které navíc obsahují ochranu proti zkratu ve spínaném obvodu,

aktivující se po překročení proudu 160 mA. Výstupy DOUT6 a DOUT7 jsou připojeny na

Page 27: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

27

watchdog v obvodu FPGA, pomocí nich je pak indikován funkční stav řídicího modulu. Další

2 výstupy s obvody U58 a U59 SZD24CC jsou navíc vybaveny indikací spuštění

nadproudové ochrany na svém výstupu. Výstup každého relé je chráněn proti přepětí pomocí

transilů D40, D41, D44-D51 SMBJ85CA.

3.4.11 AIN0-1 a 2

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. k) a I. l). Pro zpracování analogových

signálů je modul vybaven třemi analogovými vstupy. Konkrétně se jedná o proudové smyčky

s měření stejnosměrného proudu v rozsahu 0-24 mA. Při neosazení odporů R95-97 je možné

měřit místo proudu proudovou smyčkou napětí. Vstupní obvod je chráněn proti přepětí

pomocí schottkyho diod D15-D20. Signál je nejprve impedančně přizpůsoben pomocí

operačních zesilovačů U22, U23, U24 LT18884 a poté převeden na digitální signál pomocí

diferenciálních AD převodníků U19, U20, U21 AD7450. Jedná se o 12bitové převodníky

s postupnou aproximací. Převodník pak komunikuje s obvodem FPGA pomocí rozhraní SPI.

Pro vytvoření referenčních napětí pro převodníky jsou použity precizní napěťové reference

D12, D13, D14 LM 4040CIM3-2.5 s napětím 2,5 V. Při výběru odporů pro děliče napětí pak

bylo dbáno hlavně na jejich teplotní stabilitu. Velikost odporů se kompenzuje až programově

po převodu na digitální signál. Jednotlivé kanály jsou pak opět galvanicky oddělené pomocí

izolátorů U15-U17 HCPL-091J. Potřebné napájecí napětí je pak vytvářeno pomocí DC/DC

měničů U11-U13 TES 2N-2411.

3.4.12 AOUT0-1 a 2

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. m) a I. n). Dalšími analogovými prvky

modulu jsou proudové výstupy s rozsahem 0-24 mA. Zpětně diagnostikováno je pak

rozpojení proudových smyček signálem FAULT z 16bitových DA převodníků U40-U42

AD5422. Komunikace s obvodem FPGA je opět pomocí rozhraní SPI a je galvanicky

oddělena izolátory U33-U35 tentokrát HCPL-092J. Napájení pro převodníky a izolátory

obstarávají DC/DC měniče U28-U30 TES 2N-2422. Převodníky umožňují jak řízení

proudové smyčky, tak napěťový výstup, oba jsou pak vyvedeny na konektor X2. Pro ochranu

výstupních signálů opět použity schottkyho diody D26-D31 BAR 435.

3.4.13 X1,X2, FRONT

Následující zapojení je uvedeno v příloze I. o). Standardem systému Z100 je použití

dvou 64pinových konektorů Hartig na zadní straně desky. Konektor X1 slouží pro připojení

Page 28: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

28

všech digitálních vstupů a výstupů. Konektor X2 pak pro analogové vstupy a výstupy,

komunikaci SSIO a vstup napájení modulu. Pro kontrolu, zda je modul správně zapojen do

vany, v níž je uchycen, slouží signály FRONT_SW a /FRONT_SW, připojené na piny 41 a 42

mikrokontroléru U8 přes konektor X7, ty jsou pak připojeny k spínači, umístěném uvnitř

mechanické záklopky pro zaaretování desky uvnitř vany. Popis signálů připojených ke

konektorům je pak uvedem v příloze II. a) a b), dále pak na přiloženém CD v adresáři

CD:Diplomová_práce/Popis_konektorů/.

3.5 Návrhová pravidla

Jelikož jsou vstupní, výstupní signály a komunikace odděleny galvanicky, je třeba

dodržet při návrhu vytvoření potřebných izolačních bariér. Aby nebylo třeba tyto bariéry

hlídat manuálně, byly vytvořeny samostatné skupiny spojů, pro které jsou pak definovány

minimální izolační vzdálenosti mezi nimi samými. Nastavená pravidla pak hlídá automaticky

program a není třeba se o ně starat ani při rozlévání mědi. Dále pak byly definovány všechny

základní izolační vzdálenosti a tloušťky spojů. Minimální šířka mezery byla nastavena na 6

milů, jež je menší než u konstrukční třídy VI, ale výrobce DPS umožňuje její výrobu a

minimální tloušťka spojů je pak 8 milů odpovídající konstrukční třídě V.

Před začátkem návrhu DPS také bylo nastaveno v programu Logic rozložení vrstev

plošného spoje a napájecím vrstvám přiřazeny vodiče, které k nim mají být připojeny.

Rozložení vrstev a rozměry DPS jsou uvedeny v následující kapitole 3.6.

3.6 Parametry DPS

Moduly systému Z100 jsou vyráběny standardně v provedení na DIN lištu, nebo jako

zásuvné moduly do van, ty jsou pak umístěné v rozvaděčových skříních. Výška modulu je pak

233 mm a hloubka 220 mm. K modulu je vždy připojen adaptér, který slouží pouze pro

vyvedení signálů z konektorů X1 a X2, nebo může obsahovat další elektroniku. Na Obr. 3.2 je

zobrazeno propojení řídicího modulu ze stávajícího systému Z100 s adaptérem, který je určen

pouze pro vyvedení signálů z modulu.

Page 29: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

29

Obr. 3. 2 Rozměry modulu s připojeným adaptérem, umístěnými ve vaně Zdroj: ZAT, a.s.

Z obrázku je patrné, že závazné je dodržení rozměrů desky a poté umístění konektorů

X1 a X2. Jelikož jsou na řídicí modul kladeny velké nároky z hlediska elektromagnetické

kompatibility, byl zvolen čtyřvrstvý plošný spoj. Vnitřní vrstvy pak slouží jako napájecí, tzv.

„plane“ vrstvy. Jejich povrch je celistvý a připojení součástek na straně spojů je pak

provedeno pomocí prokovených otvorů. Druhým důvodem pro tuto volbu byla poměrně velká

složitost zapojení, zvýšila se tak výsledná propojitelnost celého modulu. Konkrétní rozložení

vrstev je pak zobrazeno na Obr. 3.3. Vrstva „Bottom“ pak není použita pro rozmístění

součástek z důvodu omezeného prostoru při zasunutí do vany. Součástky jsou tedy pouze na

vrstvě TOP a z hlediska snazší vyrobitelnosti jsou používány kromě konektorů a LED diod na

čelním panelu součástky pro povrchovou montáž. Modul je pak možné s výjimkou těchto

součástek osadit strojově na osazovacích automatech. Z hlediska vyšší mechanické odolnosti

je pak zvolena větší tloušťka laminátu, celková tooušťka DPS je pak 1,5 mm.

TOP

VCC

GND

BOTTOM Obr. 3. 3 Rozložení vrstev DPS Zdroj: Vlastní zpracování, 2012

Page 30: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

30

3.7 Návrh DPS

Po nakreslení obrysu DPS tedy byly importovány pravidla návrhu a „Netlist“

z programu logic. Rozmístění součástek dále pak podléhalo požadavkům z hlediska dodržení

izolačních vzdáleností a také návaznosti na vnější systémy. Výstupní konektory

komunikačních kanálů X3-X6 byly vyvedeny na přední panel spolu se signalizačními LED

diodami D1-D10. Naopak všechny vstupní a výstupní signály a komunikace SSIO byly

vyvedeny na zadní konektory X1 a X2. Části jednotlivých modulů byly umístěny tak, aby

bylo možné vytvořit potřebné izolační bariéry. Z pravidla těsně za konektory. Modul se tak

rozčlenil na výpočetní jádro a jím obklopení periferní obvody. Mikrokontrolér s obvodem

FPGA, byly umístěny tak, aby se minimalizovala délka signálů k jednotlivým perifériím.

Zvláště pak bylo dbáno na signály o vysokých frekvencích. Jádrem modulu tak je blízké

umístění obvodů FPGA, mikrokontroléru, paměti SRAM, které komunikují po externím

paměťovém rozhraní a dále pak komunikace Ethernet, která je rovněž v blízkosti

mikrokontroléru tak, aby se zkrátila délka propojovacích vodičů. Vnitřní napájecí vrstva je

pak rozlita pouze na nezbytných místech, tak aby byly vytvořeny potřebné izolační bariéry a

aby nezasahovala např. pod analogové části, což by mohlo způsobovat rušení těchto signálů.

Důležitým prvkem je také rozlití mědi na vrstvách TOP a BOTTOM u D/A převodníků a to

především kvůli stínění a pak také kůvli chlazení samotných převodníků. Pro propojení koster

konektorů na čelní straně s kostrou vany jsou na modulu rozlity plošky v levém horním a

spodním rohu a to jak na vrstvě TOP, tak na vrstvě BOTTOM. Po zasunutí do vany je tak

modul odstíněn od vnějšího prostředí.

3.8 Návrh z hlediska EMK

Systémy nasazené v jaderných elektrárnách musejí splňovat řadu předpisů a norem,

tak aby systém splňoval požadavek nejvyšší spolehlivost. Při návrhu se tedy postupuje

s maximální pečlivostí a systémy se z pravidla zdvojují, tak aby při případné poruše nedošlo

k vyřazení celého systému. Z tohoto důvodu jsou například pro napájení v řídicím modulu

použity dva vstupy pro napájení, nebo je zdvojena komunikace SSIO.

Z hlediska normativní dokumentace, kterou je nezbytné dodržet pro dodávku systému

na území České republiky, se jedná například o normy pro systémy kontroly a řízení důležité

pro bezpečnost v jaderných elektrárnách, normy pro programové prostředky počítačů

bezpečnostních systémů v jaderných elektrárnách, doporučené způsoby ověření seizmické

Page 31: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

31

způsobilosti elektrického zařízení bezpečnostního systému jaderných elektráren a mnohé

další.

Z hlediska návrhu řídicího modulu se pak jednalo především o dodržení souboru

norem pro elektromagnetickou kompatibilitu a normy ČSN EN 61131-2, Programovatelné

řídicí jednotky, Část 2: Požadavky na zařízení a zkoušky.

3.8.1 Požadavky firmy ZAT

Technické zadání specifikované interními dokumenty firmy ZAT a.s. pro řídicí

systémy určené do průmyslového prostředí zaměřené na EMK, elektrickou bezpečnost pak

vypadá takto.

ELEKTROMAGNETICKÁ KOMPATIBILITA

a) ČSN EN 61326-1 Elektrická měřicí, řídicí a laboratorní zařízení - Požadavky na EMC -

Část 1: Všeobecné požadavky.

b) ČSN EN 61000-6-2 ed.3 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 6-2: Kmenové

normy - Odolnost pro průmyslové prostředí.

c) ČSN EN 61000-6-4 ed.2. Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 6-4: Kmenové

normy - Emise - Průmyslové prostředí.

d) IEC/TS 61000-6-5 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-5: Generic standards -

Immunity for power station and substation environments.

POŽADAVKY NA ELEKTRICKOU BEZPE ČNOST

a) ČSN 33 2000-4-41 ed.2 Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4-41 : Ochranná opat-

ření pro zajištění bezpečnosti - Ochrana před úrazem elektrickým proudem.

b) ČSN EN 61010-1 Bezpečnostní požadavky na elektrická měřicí, řídicí a laboratorní zaří-

zení Část 1: Všeobecné požadavky.

c) ČSN EN 60950-1 ed.2 Zařízení informační technologie - Bezpečnost - Část 1: Všeobecné

požadavky.

PRACOVNÍ ROZSAH TEPLOTY

• Přípustný pracovní rozsah teploty okolí systému -5 ÷ 45 °C.

• Přípustný pracovní rozsah teploty okolí desek -5 ÷70 °C.

Page 32: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

32

TOLERANCE NAPÁJECÍHO NAP ĚTÍ

• 24VDC (±25%)

CHARAKTERISTIKY VSTUPNÍCH A VÝSTUPNÍCH SIGNÁL Ů

• Charakteristiky vstupů systému jsou v souladu s normou ČSN EN 61131- 2 ed.2

(Programovatelné řídicí jednotky – Část 2 : Požadavky na zařízení a zkoušky) s respekto-

váním speciálních požadavků aplikací v energetice.

3.8.2 Blokové schéma pro EMK

Na Obr. 3.4 jsou uvedeny vazby systému na vnější prostředí včetně norem a napětí pro

izolační bariéry stanoveném předpisy firmy ZAT a.s.

Navrhovaný řídicí modul se konkrétně týká bloku interních obvodů, které zahrnuje

jádro desky s mikrokontrolérem a obvodem FPGA, I/O bloky a bloky komunikací.

Obr. 3. 4 Vazby řídicího systému na průmyslové prostředí Zdroj: ZAT, a.s.

Page 33: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

33

Z obrázku je patrné, že pracovní izolace mezi vnitřními obvody a obvody I/O,

napájení a komunikace musí být minimálně 500 V efektivních pro střídavé napětí a 700 V pro

stejnosměrné napětí. Izolační bariéry byly pak nastaveny maximální možné, a pokud je

nebylo možné vytvořit, byly postupně snižovány. Tento problém se objevil především u

výstupního konektoru X2, kde jsou zároveň vyvedeny jak signály pro vnitřní obvody, tak pro

I/O, nebo komunikaci SSIO. Zde tedy nebylo možné zvětšit izolační vzdálenosti nad rozteč

pinů konektoru. Tato rozteč byla již u stávajících modulů firmy ZAT a.s. testována a

vyhodnocena jako dostačující.

Page 34: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

34

4 Parametry řídicího modulu

Následující část shrnuje důležité parametry pro nasazení univerzálního řídicího

modulu z hlediska všech vstupně výstupních signálů, popisu konektorů jednotlivých

komunikací, a dále pak potřebné kroky před oživováním modulu.

4.1 Technické parametry modulu

Tabulka 4. 1 – Technické parametry modulu

Rozměry: 220 x 233 mm

Klimatická odolnost: dle ČSN EN60721-3-3 třída 3K3,3Z3,3B1,3C1,3S2,3M3

Rozsah teplot: 0 °C - 70 °C

Relativní vlhkost: 5% - 85% při 20 °C

Tlak vzduchu: 76 - 106 kPa

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.1 Napájení

Tabulka 4. 2 – Napájení modulu

Povolený rozsah napájecího napětí:

24 V DC (±25%), dva přívody

Napájecí proud: < 800 mA (soft start)

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.2 Digitální vstupy

Tabulka 4. 3 – Parametry digitálních vstupů modulu

Úroveň +24V:

Počet vstupních signálů: 8

Separace: každý jednotlivě, galvanicky oddělené vzájemně i od vnitřní sběrnice

Charakter: napěťový signál +24 V, nebo 0 V, obousměrně

Vstupní napětí pro log. 0 : UMIN = -3 V

UMAX = 5 V

Oblast přechodu: UMIN = 5 V

UMAX = 15 V

Vstupní napětí pro log. 1: UMIN = 15 V

Page 35: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

35

UMAX = 30 V

Vstupní proud @UIN=24V : Typicky 8 mA max. 30 mA (ČSN EN 61131-2 ed.2)

Mezní hod. vstupního nap. : 33 V

Izolační pevnost (60sec) : 500 V mezi vstupem a vnitřními obvody bloku

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.3 Digitální výstupy

Tabulka 4. 4 – Parametry digitálních výstupů modulu

Počet výstupních signálů: 10 (8 x bez indikace poruchy, 2 x s indikací poruchy)

Separace: každý jednotlivě, galvanicky oddělené vzájemně a také od vnitřní sběrnice

Charakter: polovodičový spínač, každý může být použit pro přivedení napětí na zátěž nebo připojení zátěže na potenciál 0V (volný spínací kontakt)

Maximální spínané napětí: UN = 60 V (peek AC), 60 VDC

Maximální trvalý proud: 6 x 100 mA (IN = 0,06 A), 2x 100 mA (pro výstupy se zpětnou indikací poruchy)

Zbytkový proud ve vypnutém stavu @U=350V:

<2,5mA

Izolační pevnost (60sec) 500V mezi výstupem a vnitřními obvody bloku

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.4 Analogové vstupy

Tabulka 4. 5 – Parametry analogových vstupů modulu

Počet vstupních signálů: 3

Separace: galvanicky oddělený

Charakter: proudový signál v rozsahu 0÷24 mA

Rozlišení D/A převodníku: 13 bitů, přesnost do 0,2 % z rozsahu při +25 °C

Maximální zatěžovací odpor:

500 Ω

Izolační pevnost (60sec): 500 V mezi výstupem a vnitřními obvody bloku

Zdroj: ZAT, a.s.

Page 36: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

36

4.1.5 Analogové výstupy

Tabulka 4. 6 – Parametry analogových výstupů

Počet výstupních signálů: 3

Separace: galvanicky oddělené

Charakter: proudový signál v rozsahu 0÷24 mA

Diagnostika: zpětná diagnostika otevřené proudové smyčky

Rozlišení D/A převodníku: 15 bitů přesnost do 0,1% z rozsahu při +25 °C

Maximální zatěžovací odpor:

500 Ω

Izolační pevnost (60sec): 500 V mezi výstupem a vnitřními obvody bloku

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.6 Teplotní senzor

Tabulka 4. 7 – Parametry teplotního senzoru

Rozlišení senzoru: 10 bitů

Rozsah měření: -55°C ÷ +125°C

Přesnost v rozsahu měření: ±2°C

Zdroj: ZAT, a.s.

4.1.7 Styk s obsluhou

Pro styk s obsluhou je použit standardní počet signalizačních diod používaných na

řídicích modulech ve stávajícím systému Z100. Dále je modul vybaven na čelním panelu

konektory komunikačních linek a ladícího kanálu.

Indikace provozu:

• PWR (zelená/žlutá), žlutá = výstraha (výpadek jedné z větví)

• RUN (zelená/červená), červená = chyba

Uživatelská indikace 8x LED:

• D1, D2, D3, D4 – uživatelsky ovládané (zelené)

• ERR1, ERR2 - uživatelsky ovládané (červené)

• TEST, INF - uživatelsky ovládané (žluté)

Page 37: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

37

Obr. 4. 1 Indikační LED diody Zdroj: ZAT, a.s.

Komunikační linky:

• 1 x RS485

• 1 x CAN

• 1 x Ethernet IEEE 802.3i – 10Base-T, IEEE 802.3u – 100Base-TX

Ladící kanál:

• 1 x USB konektor, typ B

4.1.8 Popis konektor ů

Komunikace Ethernet:

Tabulka 4. 8 - Tabulka připojení pinů konektoru komunikace Ethernet

RJ45 Pin Signál 1 Tx+ 2 Tx- 3 Rx+ 4 Rx- 5 6 7 8

Zdroj: ZAT, a.s.

Page 38: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

38

Komunikace CAN:

Tabulka 4. 9 - Tabulka připojení pinů konektoru komunikace CAN

Canon 9M Pin Signál 1 GND_CAN 2 CANL 3 GND_CAN 4 5 6 GND_CAN 7 CANH 8 Termination 9 CAN_V+

Zdroj: ZAT, a.s.

Aby nebylo nutné modul při změně zapojení sběrnice CAN vysunovat z vany a

zapojovat jumper pro připojení zakončovacího odporu, je vyveden na konektor komunikace

signál „Termination“, pomocí kterého lze při propojení pinů 7 a 8 konektoru X5 tento odpor

připojit. Výhodou pak je, že na konec sběrnice se umístí kabel s konektorem, kde jsou tyto

dva piny propojené a při změně zapojení není třeba kontrolovat, zda nezůstal na předchozím

modulu zapojený jumper.

Tabulka 4. 10 - Jumper komunikace CAN

Jumper Význam (při zapojení) J3 Termination

Zdroj: ZAT, a.s.

Komunikace RS485:

Tabulka 4. 11 - Tabulka připojení pinů konektoru komunikace RS485/RS422

Canon 9M Pin Signál 1 Rx_Term 2 Power 3 Rx- 4 Rx+ 5 Tx-/D- 6 Tx+/D+ 7 Tx/D-Term 8 RTS 9 GROUND

Zdroj: ZAT, a.s.

Page 39: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

39

Signály Rx_Term a Tx/D-Term mají stejný význam jako u komunikace CAN signál

„Termination“.

Tabulka 4. 12 - Tabulka jumperů RS485/RS422

Jumper Signál Význam (při zapojení) J1 Term_Tx/D Tx - termination J2 Term_Rx Rx - termination J5 RS485 RS482/RS422 J6 Rxp- Rx - polarity reverse J9 500kbps SR=500kbps J11 16Mbps SR=16Mbps J12 Txp- Tx - polarity reverse

Zdroj: ZAT, a.s.

Ladící kanál USB:

Tabulka 4. 13 - Tabulka připojení pinů ladícího kanálu USB

zásuvka USB 292304-2 (6 pinů) Pin Signál Funkce 1 VBUS napájení 2 D- data 3 D+ data 4 GND signálová zem 5 EARS zem zařízení 6 EARS zem zařízení

Zdroj: ZAT, a.s.

Popis konektorů X1 a X2 je uvedeny v přílohách.

4.2 Oživení modulu

Jelikož se jedná o první prototyp řídicího modulu s procesorem STM32F207 je modul

vybaven jumpery pro výběr bootovacího módu. Pro nastavení signálu Boot0 slouží jumper J8

a pro signál Boot1 jumper J9. Význam jednotlivých kombinací je pak uveden v Tab. 4.14.

Page 40: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

40

Tabulka 4. 14 – Výběr bootovacího modu mikrokontroléru STM32F207

Boot mode selection pins

Boot1 Boot0 Boot mode

x 0 Main Flash memory

0 1 Systém memory

1 1 Embedded SRAM

Zdroj: www.st.com

Před oživením modulu je navíc třeba zapájet pouze jeden z rezistorů R66 a R68,

případně žádný, jelikož resetovací vstup mikrokontroléru obsahuje vnitřní pull-up rezistor.

Rezistory jsou tedy preventivně použity proto, aby nebylo třeba modul po vyrobení prototypu

předělávat. Jedná se o pull-up a pull-down rezistory, tak aby na resetovacím signálu byl

definovaný stav logické „0“, nebo „1“. Aktivní resetovací úroveň mikrokontroléru je

v logické „0“, ale v době návrhu ještě nebylo stanoveno, zda bude po náběhu požadováno,

aby byl mikrokontrolér v resetu a teprve po náběhu obvodu FPGA došlo k jeho spuštění, nebo

aby došlo k jeho spuštění rovnou po náběhu napájení.

Jak již bylo uvedeno v popisu schématu zapojení, pro snazší a rychlejší oživení a

diagnostiku během ladění je modul vybaven několika ladícími rozhraními. Jedná se o

vyvedení pinů mikrokontroléru, vyvedení sériového portu se signály o úrovni 3,3 V, rozhraní

JTAG a pro servisní ladění komunikace USB.

Postup při oživování by pak mohl vypadat takto:

1. Osazení řídícího modulu součástkami.

2. Osazení jednoho z rezistorů R66 a R68, případně žádného.

3. Optická kontrola osazení a zapájení součástek.

4. Kontrola napájení modulu, test funkčnosti jednotlivých DC/DC měničů.

5. Kontrola EMC, izolačních bariér.

6. Nastavení bootovacích jumperů.

7. Funkčnost hodinových signálů.

8. Vytvoření jednoduchého programu pro obsluhu GPIO, ověření funkčnosti

mikrokontroléru a jeho programování.

9. Obsluha sériového portu.

10. Naprogramování obsluh jednotlivých periférií.

11. Naprogramování obvodu FPGA a odladění vzájemné komunikace.

12. Testování řídícího modulu.

Page 41: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

41

Závěr

Hlavním cílem této práce byl návrh univerzálního řídícího modulu založeného na

platformě ARM Cortex. Modul byl navržen podle technických požadavků firmy ZAT a.s. a

byl vybaven všemi požadovanými perifériemi. Při návrhu blokového schématu bylo počítáno

s možným odstoupením od některých požadavků a to především počtu analogových vstupů a

výstupů s ohledem na rozměry desky a požadavkem, aby součástky byly rozmístěny pouze na

jedné straně. Předpoklad nedostatku místa, tak aby bylo možné propojit všechny komponenty,

se nepotvrdil a výsledný modul tedy vyhovuje původnímu zadání. Co se týče požadavku na

vytvoření izolačních bariér, však nebylo možné kvůli velké hustotě součástek docílit

požadovaných bariér. Jedná se především o vedení signálů analogových vstupů. S ohledem na

rozměry konektorů X1 a X2 a rozměr zadní hrany desky není možné vytvořit potřebné

izolační bariéry a bylo tedy nutné porušit tyto zásady. Uvedený problém se však již vyskytl u

předchozích modulů firmy ZAT a.s. a byl úspěšně otestován a schválen. Jediným možným

řešením by byla minimalizace počtu vstupních a výstupních analogových, případně

digitálních signálů, tak aby vznikl větší prostor pro vytvoření požadovaných bariér na zadní

straně desky.

Jelikož se navíc jedná o prototyp zařízení, který bude sloužit při vývoji aplikací pro

nový mikorkontrolér, očekává se, že v budoucnu dojde po odladění všech detailů k úpravám

zapojení a to především u rozraní FSMC, kde není ještě přesně známo použití všech signálů, a

proto se přistoupilo k určité redundanci. Dále pravděpodobně půjde o odstranění bootovacích

jumperů J8 a J9 a rezistorů R66 a R68 pro stanovení úrovně na resetovacím vstupu

mikrokontroléru.

Možné vylepšení by se mohlo týkat změny mikrokontroléru. V kapitole 2.1 popsané

jádro Cortex M-4 se během tvorby této diplomové práce objevilo v portfoliu firmy ST

Microelectronics jako nová řada mikrokontrolérů s dalším navýšením výkonu a zvětšením

systémových prostředků. Velkou výhodou pak je, že firma vyvinula nové mikrokontroléry

s totožnými perifériemi a navíc stejným rozloženími pinů u pouzder. Náhrada vybraného

mikrokontroléru STM32F207ZG by tedy měla proběhnout bez jakýchkoliv úprav schématu

zapojení. U nového mikrokontroléru STM32F407ZG se shodují jak zapojení perfiérií, tak

zapojení napájecích pinů. Je tedy patrné, že výrobce pouze vyměnil jádro a zvětšil paměti.

Zásadním faktem pro zajištění aktivní fáze životního cyklu systému je životní cyklus

jednotlivých součástek. Z důvodu snižující se podpory mikrokontroléru STR912 od firmy ST

Microelectronics používaného v systému Z100 vznikla tato práce. Současné dění v oblasti

Page 42: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

42

vývoje mikrokontrolérů však naznačuje, že jádra Cortex firmy ARM se stávají čím dál více

populárnější. Tato situace je pozorovatelná i u firmy ST Microelectronics, která v poslední

době přešla již od jader Cortex M-0 a Cortex M-3 také k používání jádra Cortex M-4 u svých

32bitových mikrokontrolérů. Tento progres tak naznačuje perspektivitu těchto

mikrokontrolérů.

V době dokončování této práce již postoupil návrh do výroby, a proto by se po

vyrobení modulu mohl stát námětem další práce oživení modulu a vytvoření základního

softwaru tak, aby bylo postupně možné začlenit modul do systému firmy ZAT a. s.

Page 43: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

43

Použitá literatura

Altera: Katalogové listy obvodů FPGA. Dostupné z: http://www.altera.com

ARM. Oficiální internetová prezentace firmy [online]. ARM - The Architecture For The Digital Word [cit. 2012-03-20]. Dostupné z: http://www.arm.com/

Ďaďo, Stanislav., a kolektiv. Senzory a převodníky. Praha: ČVUT, 2005, 137 s., ISBN 80-01-03123-3

FURBER, Steve. ARM System-on-Chip Architecture, 2 edition. Edison-Wesley Professional, 2000, 432 p., ISBN 0-2016-7519-6

MONTROSE, Mark, I. Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance: A Handbook for Designem, 2 edition. Wiley-Ieee Press, 2000, 336 p., ISBN 0-7803-5376-5

NOVÁK, Petr. SSI – komunikace pro průmyslové senzory. [online elektronický časopis] AUTOMA, 2001, 10 [cit. 2012-04-15] Dostupné z: http://www.odbornecasopisy.cz/download/au100138.pdf

PINKER, Jiří. Mikroprocesory a mikropočítače. Praha: BEN – technická literatura, 2008, 160 s., ISBN 978-80-7300-110-0

PINKER, Jiří., POUPA, Martin. Číslicové systémy a jazyk VHDL. Praha: BEN – technická literatura, 2006, 352 s., ISBN 80-7300-198-5

ST-Microelectronics: Katalogové listy mikrokontrolérů. Dostupné z: http://www.st.com

STMicroelectronics. Oficiální internetová prezentace firmy [online]. STMicroelectronics [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://www.st.com/internet/com/home/home.jsp

ŠANDERA, Josef. Návrh plošných spojů pro povrchovou montáž SMT a SMD. 1. české vydání. Praha: BEN – technická literatura, 2006, 272 s., ISBN 80-7300-181-0

Úvod do architektury Cortex-M3 - díl. 1. [online elektronický časopis] Pandatron.cz – Elektronický magazín, 2010, ISSN 1803-6007 [cit. 2012-04-09] Dostupné z: http://pandatron.cz/?1252&uvod_do_architektury_cortex-m3_-_dil._1

ZÁHLAVA, Vít. Návrh a konstrukce DPS. 1. české vydání. Praha: BEN – technická literatura, 2010, 128 s., ISBN 978-80-7300-266-4

Page 44: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

44

Přílohy

I. schéma zapojení:

a) CPU, OSC, JTAG, RST

3 D 0 1 3 4

V á c l a v C i b u l k a

3 D 0 1 3 5

B A 0 0 0 4 C 1

< P o z n á m k a : >

L i s t :

Č . S E S T A V Y :

T Y P D O K U M . :

L i s t ů :

P O Z N Á M K A :

N Á Z E V : V Y H O T O V I L :

v ý h r a d n í m v l a s t n i c t v í m

Z A T a . s .

O b s a h t o h o t o

d o k u m e n t u j e

E F S 1

1 5

J T A G

C P U o s c i l a t o r 2 5 M H z

S e r i a l E E P R O M

C P U u s e r h e a d e r

R E S E T

S P I D a t a F l a s h 3 2 M b

T a k e p r o F P G A , m i s t o 3 2 M h z

B O O T 0

B O O T 1

1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

J 1 4

1 8 R 7 2 B A

1 0 k

2 7 R 7 2 B B

1 0 k

3 6 R 7 2 B C

1 0 k

4 5 R 7 2 B D

1 0 k

1 8 R 6 9 B A

1 0 k

2 7 R 6 9 B B

1 0 k

3 6 R 6 9 B C

1 0 k

4 5 R 6 9 B D

1 0 k

C 1 3 0 1 0 0 n

1 O E

3 O U T

Y 3 2 5 M H z

O s c i l á t o r V X 3 M H 2 5 M H z S M D J a u c h

1 2 R 7 5 1 0 k

C 1 3 1 1 0 0 n C 5 1 1 0 0 n C 2 3 1 0 0 n

C 2 2 1 0 0 n C 4 3 1 0 0 n C 6 9 2 2 0 n

F

C 1 8 2 2 p

C 1 5 2 2 p

1 2 3 4

8 7 6 5

U 1 4

I O A T 2 4 C 2 5 6 B N B 1 0 S U B 1 . 8

1

2 R 7 1

2 k 2

1

2 R 7 0

2 k 2

1 8 R 1 7 B A

2 2 k 2 7

R 1 7 B B 2 2 k

3 6 R 1 7 B C

2 2 k 4 5

R 1 7 B D 2 2 k

1 8 R 1 6 B A

2 2 k 2 7

R 1 6 B B 2 2 k

3 6 R 1 6 B C

2 2 k 4 5

R 1 6 B D 2 2 k

S 1 C 4 6 1 0 0 n

1 2 3 4 5 6 7 8 9

J 4 H E A D E R 1 X 9

1 C S

2 S O

3 W P

4 G N D

5 S I 6

S C K 7 H O L D

8 V C C

U 1 8 A T 2 5 D F 3 2 1

C 9 6 1 0 0 n

1

2 R 7 3 1 0 k

1 2 R 6 4 1 0 k 1 2

R 5 3 1 0 k

Y 1

K r y s t a l J a u c h S M Q 3 2 S L 3 2 , 7 6 8 k H z S M D . . .

R 6 7 2 k 2

1 P E 2 2 P E 3 3 P E 4 4 P E 5 5 P E 6

6 V B A T

7 P C 1 3

8

O S C 3 2 _ I N 9

O S C 3 2 _ O U T

1 0 P F 0 1 1 P F 1 1 2 P F 2 1 3 P F 3 1 4 P F 4 1 5 P F 5

1 6 V S S _ 5

1 7 V D D _ 5

1 8 P F 6 1 9 P F 7

2 0 P F 8 2 1 P F 9 2 2 P F 1 0

2 3

O S C _ I N 2 4

O S C _ O U T 2 5 N R S T

2 6 P C 0 2 7 P C 1 2 8 P C 2 2 9 P C 3

3 0 V D D _ 1 2

3 1 V S S A 3 2

V R E F + 3 3 V D D A

3 4 P A 0 3 5 P A 1 3 6 P A 2 3 7 P A 3

3 8 V S S _ 4

3 9 V D D _ 4

4 0 P A 4 4 1 P A 5 4 2 P A 6 4 3 P A 7

4 4 P C 4 4 5 P C 5

4 6 P B 0 4 7 P B 1 4 8 P B 2

4 9 P F 1 1 5 0 P F 1 2

5 1 V S S _ 6

5 2 V D D _ 6

5 3 P F 1 3 5 4 P F 1 4 5 5 P F 1 5

5 6 P G 0 5 7 P G 1

5 8 P E 7

5 9 P E 8 6 0 P E 9

6 1 V S S _ 7

6 2 V D D _ 7

6 3 P E 1 0 6 4 P E 1 1 6 5 P E 1 2 6 6 P E 1 3 6 7 P E 1 4 6 8 P E 1 5

6 9 P B 1 0 7 0 P B 1 1

7 1 V C A P _ 1

7 2 V D D _ 1

7 3 P B 1 2 7 4 P B 1 3 7 5 P B 1 4 7 6 P B 1 5

7 7 P D 8 7 8 P D 9 7 9 P D 1 0 8 0 P D 1 1 8 1 P D 1 2 8 2 P D 1 3

8 3 V S S _ 8

8 4 V D D _ 8

8 5 P D 1 4 8 6 P D 1 5

8 7 P G 2 8 8 P G 3 8 9 P G 4 9 0 P G 5 9 1 P G 6 9 2 P G 7 9 3

P G 8

9 4 V S S _ 9

9 5 V D D _ 9

9 6 P C 6 9 7 P C 7

9 8 P C 8 9 9 P C 9

1 0 0 P A 8 1 0 1 P A 9 1 0 2 P A 1 0 1 0 3 P A 1 1 1 0 4 P A 1 2 1 0 5 P A 1 3

1 0 6 V C A P _ 2

1 0 7 V S S _ 2

1 0 8 V D D _ 2

1 0 9 P A 1 4 1 1 0 P A 1 5

1 1 1 P C 1 0 1 1 2 P C 1 1 1 1 3 P C 1 2

1 1 4 P D 0 1 1 5 P D 1 1 1 6 P D 2 1 1 7 P D 3 1 1 8 P D 4 1 1 9 P D 5

1 2 0 V S S _ 1 0

1 2 1 V D D _ 1 0

1 2 2 P D 6 1 2 3 P D 7

1 2 4 P G 9 1 2 5 P G 1 0 1 2 6 P G 1 1 1 2 7 P G 1 2 1 2 8 P G 1 3 1 2 9 P G 1 4

1 3 0 V S S _ 1 1

1 3 1 V D D _ 1 1

1 3 2 P G 1 5

1 3 3 P B 3 1 3 4 P B 4 1 3 5 P B 5 1 3 6 P B 6 1 3 7 P B 7

1 3 8

B O O T 0

1 3 9 P B 8 1 4 0 P B 9

1 4 1 P E 0 1 4 2 P E 1

1 4 3 R F U

1 4 4 V D D _ 3

U 8

S T M 3 2 F 2 0 7 Z G

1 2 R 3 2 1 0 k

1 2 R 4 1 1 0 k 1 2

J 8

1 2 J 7

C 3 2 2 u 2

C 5 2 2 u 2

A _ N R S T I N J T D O _ A R M

J T C K J T M S

J T D I _ A L T J T R S T N

V C C

R S T

C L K 2 5 M A I N

V C C

V B A T

V C C

C L K 2 5 M A I N

F P G A _ C R C _ E R R

A D 0 2 A D 0 3

U S R 0 U S R 7

U S R 1 U S R 2

U S R 3 U S R 4

U S R 5 U S R 6

V C C

G N D

I 2 C _ D A T A I 2 C _ C L K

L E D S [ 0 : 7 ]

L E D S 7 L E D S 6

L E D S 5 L E D S 4

L E D S 3 L E D S 2

L E D S 1 L E D S 0

V C C

U S R 7 U S R 6

U S R 5 U S R 4

U S R 3 U S R 2

U S R 1 U S R 0

A _ N R S T I N

V C C

A _ N R S T I N

V C C

G N D

S S P _ S C L K S S P _ N S S

S S P _ M I S O S S P _ M O S I

V C C G N D

E T H _ C R S

E T H _ R X _ C L K

E T H _ M I I _ M D I O

E T H _ C O L

E T H _ R X _ D V

R S 4 2 2 _ T X

R S 4 2 2 _ R X

U S B _ D N U S B _ D P

J T M S

J T C K J T D O _ A L T

E T H _ R X D 2 E T H _ R X D 3

J T D O _ A R M

J T R S T N

F S M C _ N A D V B _ C A N _ R X

B _ C A N _ T X

E T H _ R X _ E R R / R X D 4

E T H _ T X _ E N S S P _ N S S

S S P _ S C L K S S P _ M I S O

S S P _ M O S I

V C C

E T H _ M D C E T H _ T X D 2

E T H _ T X _ C L K E T H _ R X D 0

E T H _ R X D 1 T E R M _ T X

T E R M _ R X

E T H _ P H Y C L K F S M C _ C L K

F S M C _ N O E

F S M C _ N W E

F S M C _ N W A I T F S M C _ N E 1

A D 1 3 A D 1 4

A D 1 5 A 1 6 A 1 7 A 1 8 A D 0 0

A D 0 1

F S M C _ N B L 1

F S M C _ N B L 0 E T H _ T X D 3

A 1 9 A D 0 4

A D 0 5 A D 0 6

A D 0 7 A D 0 8

A D 0 9 A D 1 0

A D 1 1 A D 1 2

I 2 C _ C L K I 2 C _ D A T A

F S M C _ N E 2 F S M C _ N E 3

F S M C _ N E 4

E T H _ T X D 0 E T H _ T X D 1

E T H _ M D I N T

E T H _ N R S T

E T H _ P W R D W N

U S B _ P W R

R S 4 2 2 _ N R E

R S 4 2 2 _ D E

F R O N T _ S W

/ F R O N T _ S W

V C C

G N D

R S 4 2 2 _ N R E

R S 4 2 2 _ D E

V C C G N D

V C C

G N D G N D

G N D

Page 45: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

45

b) CAN, RS485

15

2

EFS

Obsah tohoto dokumentu jevýhradním vlastnictvím ZAT a.s.

VYH

OTO

VIL

:

ZEV

:

POZN

ÁM

KA:

List

ů:

TYP

DO

KU

M.:

Č.S

ESTAVY:

List

:

<Po

znám

ka:>

BA0004C

13D

0135

Vác

lav

Cib

ulk

a3D

0134

CAN

, is

olat

ed

Ter

min

atio

n

RSB485/4

22 iso

late

d

RXPB

RS

485

RXPB

TX

PB

500kbp

s

16M

bps

POW

ER

RxB

Ter

m

Rx+ RxB

TxB

/DB

Tx+

/D+

Tx/

DBTer

m

GRO

UN

D

RTS

Ter

m R

x

Ter

m T

x/D

5V R

SB422 P

OW

ER

3,3

V C

AN

PO

WER

8R

S

4R

1D

7C

AN

H

5VR

EF

6C

AN

L

2

GND

3

VCC

U2

SN

65H

VD

230

C10

100n

12

R21

120R 1

2R

22

10k

12

J3

8VC

C2

1VC

C1

5G

ND

24

GN

D1

U6B

C

1 2

R28

10kC

5100n

C136

100

n1 2

R57

10k

36

U6B

B

HC

PLB0931

72

U6B

A

HC

PLB

0931

14

3

U7BA

HC

PLB

092J

13

4

U7BB

HC

PLB

092J

12

5

U7BC

HC

PLB

092J

611

U7BD

HC

PLB

092

J

1 2

R62

10k

1 2

R56

10k

1 2

R50

10k

1 2

R39

10k

16

VC

C2

1VC

C1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U7BE

HC

PLB

092J

C143

100n

C21

220nF

2R

O3

RE

13

RXP

1H

/F5

DI

4D

E8

TXP

6SR

L

7

GND

9Y

10

Z

11

B

12

A

14

VCC

U3

MA

X1308

9E

12

R18

120R

12

J2

12

J6

12

J5

12

J12

12

J9

12

R20

120R

12

J1

12

J11

12

R24

10k

12

R58

10k

12

R38

10k

12

R43

330R

1 2

R23

100k

1 2

R19

100k

12

R27

100k

12

R26

100k

16

+V

IN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BVO

UT

U10

IO T

ES 2

NB2411

/

TRA

CO

/

C36

100n

+C

31

4u7/1

0V

16

+V

IN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BV

OU

T

U4

IO T

ES 2

NB

2410

Tra

co

C28

100n

+C

13

4u7/1

0V

C30

100n

C14

220nF

X4B1

X4B2

X4B3

X4B4

X4B5

X4B

6

X4B7

X4B8

X4B9

CO

NB

DB9H

M

X4B

10

X4B

11

X5B

1

X5B

2

X5B

3

X5B

4

X5B

5

X5B

6

X5B

7

X5B

8

X5B

9

CO

NBD

B9H

M

X5B

10

X5B

11

C35

1u

C29

1u

GN

D_C

AN

VC

C

B_C

AN

_TX

B_C

AN

_RX

GN

D

VC

C

RS422_D

E

RS422_N

RE

RS422_TX

RS422_R

X

GN

D

GN

D

VCC

_3.3

_C

AN

GN

D_C

AN

GN

D_5_422

GN

D_5_422

VC

C_5_422

VC

C_5_422

VC

C_5_422

+24V

M

VC

C_5_422

GN

D_5_422

+24V

M

VC

C_3.3

_C

AN

GN

D_C

AN

FRO

NT_PA

NEL

FRO

NT_PA

NEL

FRO

NT_PA

NEL

FRO

NT_PA

NEL

Page 46: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

46

c) FPGA

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

315

Altera

Bla

ster

Tes

t LE

Ds

SSIO

addre

ss p

ullB

ups

osadit R

50,

neb

o R53

1IO

2IO

3IO

4IO

5IO

6IO

7IO

8IO

12

IO11

IO13

IO14

IO234

IO16

IO17

IO18

IO19

IO20

IO21

IO23

IO235

IO15

IO38

IO39

IO41

IO42

IO43

IO44

IO45

IO46

IO47

IO48

IO49

IO50

IO53

IO54

IO55

IO56

IO57

IO58

IO59

IO60

IO

61IO

62IO

63IO

64IO

65IO

66IO

67IO

68IO

73IO

74IO

75IO

76IO

77IO

78IO

79IO

82IO

83IO

84IO

85IO

86IO

87IO

88IO

93IO

94IO

95IO

98IO

99IO

100IO

101IO

104IO

105IO

106IO

107IO

108IO

113IO

114IO

115IO

116IO

117IO

118IO

119IO

120IO

180

IO

179

IO

178

IO

177

IO

176

IO

175

IO

174

IO

173

IO

170

IO

169

IO

168

IO

167

IO

166

IO

165

IO

164

IO

163

IO

162

IO

161

IO

160

IO

159

IO

158

IO

156

IO

144

IO

143

IO

141

IO

140

IO

139

IO

138

IO

137

IO

136

IO

135

IO

134

IO

133

IO

132

IO

131

IO

128

IO

127

IO

126

IO

125

IO

124

IO

123

IO

122

IO

121

IO

181IO

182IO

183IO

184IO

185IO

186IO

187IO

188IO

193IO

194IO

195IO

196IO

197IO

200IO

201IO

202IO

203IO

206IO

207IO

208IO

213IO

214IO

215IO

216IO

217IO

218IO

219IO

222IO

223IO

224IO

225IO

226IO

227IO

228IO

233IO

37IO/ADSO

24IO/NCSO

236IO

237IO

238IO

239IO

240IO

U26BA

EP1C

12Q

240

25

DA

TA0

26

NC

ON

FIG

28

CLK

029

CLK

132

NC

EO

33

NC

E34

MS

EL0

35

MS

EL1

36

DC

LK

155

TD

I

152

CLK

3

153

CLK

2

149

TD

O

148

TM

S

147

TC

K

146

NS

TA

TU

S

145

CO

NF_

DO

NE

U26BB

EP1

C12Q

240

9V

CC

IO1

22

VC

CIO

151

VC

CIO

1189

VC

CIO

2209

VC

CIO

2231

VC

CIO

2130

VC

CIO

3157

VC

CIO

3172

VC

CIO

370

VC

CIO

492

VC

CIO

4112

VC

CIO

4

27

VC

CA

_PL

L1154

VC

CA

_PL

L2

72

VC

CIN

T81

VC

CIN

T90

VC

CIN

T97

VC

CIN

T103

VC

CIN

T110

VC

CIN

T191

VC

CIN

T198

VC

CIN

T204

VC

CIN

T211

VC

CIN

T220

VC

CIN

T229

VC

CIN

T232

GN

D

230

GN

D

221

GN

D

212

GN

D

210

GN

D

205

GN

D

199

GN

D

192

GN

D

190

GN

D

171

GN

D

142

GN

D

129

GN

D

111

GN

D

109

GN

D

102

GN

D

96

GN

D

91

GN

D

89

GN

D

80

GN

D

71

GN

D

69

GN

D

52

GN

D

40

GN

D

10

GN

D

150

GN

DG

_PL

L2

151

GN

DA

_PL

L2

31

GN

DG

_PL

L1

30

GN

DA

_PL

L1

U26BC

EP1

C12Q

240

1N

CS

2D

ATA

3VC

C

4G

ND

5A

SD

I

6D

CLK

7V

CC

8V

CC

U27

EPC

S4

1 3 5 7 910

8642J1

5

R106

10k

R104

10k

R107

10k

R105

10k

1IN

5EN

3

GN

D

4N

R

2O

UT

U31

TPS73615

C141

100

nC112

10n

C106

100n

+C

108

4u7/1

0V

C111

100

nC

89

100n

C95

100n

C97

100n

C105

100

nC

107

100n

C109

100n

C114

100n

C142

100

nC

19

100n

C25

100n

C33

100n

12

R111

120R

12

R110

120R

12

R109

120R

12

R108

120R

G

R/Y

/O

1 2

3 4

D22

HS

MFB

C157

G

R/Y

/O

1 2

3 4

D21

HS

MFB

C157

R91

2k2

18R170BA

22k

27R170BB

22k

36R170BC

22k

45R170BD

22k

18R171BA

22k

27R171BB

22k

36R171BC

22k

45R171BD

22k

18R172BA

22k

27R172BB

22k

36R172BC

22k

45R172BD

22k

1O

E3

OU

T

Y2

VX3M

H

16M

Hz

12

R74

10k

1 2

R66

10k1 2

R68

10k

VC

C

VC

C_1.5

NC

S

ASD

I

VC

C

VC

CVC

C_1.5

VC

C_1

.5

VC

C

NRUN_LED

VC

C

A16A17A18A19

AD

04

AD

05

AD

06

AD

07

AD

08

AD

09

AD

10

AD

11

AD

00

AD

01

AD

02

AD

03

AD

12

ASDINCS

A_N

RS

TIN

RS

T

FSM

C_N

E1

FSM

C_N

E2

FSM

C_N

E3

FSM

C_N

E4

DRIVER_ENA_0

DRIVER_ENA_1

/REC_ENA_0

/REC

_EN

A_1

LED

0

LED

0

LED

1

LED

1

LED

2

LED

2

LED

3

LED

3

REC_CLK_0

REC

_C

LK_1

REC_DATA_0

REC

_D

ATA

_1

TX_CLK_0

TX_CLK_1

TX_DATA_0

TX

_D

ATA_1

AD

13

AD

14

AD

15

SSIO_A0SSIO_A1SSIO_A2SSIO_A3SSIO_A4RACK_N0RACK_N1RACK_N2

RAM_A0RAM_A1RAM_A2RAM_A3RAM_A4RAM_A5RAM_A6RAM_A7RAM_A8RAM_A9RAM_A10RAM_A11RAM_A12RAM_A13RAM_A14RAM_A15RAM_A16RAM_A17RAM_A18RAM_A19

RAM_CS

RAM_/WERAM_/OERAM_/UBRAM_/LB

RAM_/BYTE

SSIO_A_PRACK_N_P

RUN_LED

PWR_LEDNPWR_LED

PWR_B_OKPWR_A_OK

TEM

P_SC

LK

TEM

P_01

TEM

P_/C

S

FPG

A_C

RC

_ER

R

GN

D

JTD

I_A

LT

JTD

O_A

LT

JTC

KJT

MS

DIN

0D

IN1

DIN

2D

IN3

DIN

4D

IN5

DIN

6D

IN7

DO

UT0

DO

UT1

DO

UT2

DO

UT3

DO

UT4

DO

UT5

DO

UT6

DO

UT7

DO

OU

T_O

KD

OU

T_06

_D

IAG

DO

UT_07

_D

IAG

A_O

UT_C

LKA

_O

UT_L

ATC

HA

_O

UT_0

_/F

AU

LTA

_O

UT_1

_/F

AU

LTA

_O

UT_2

_/F

AU

LTA

_O

UT_0

_D

ATA

A_O

UT_1

_D

ATA

A_O

UT_2

_D

ATA

AI_

0_D

ATA

AI_

1_D

ATA

AI_

2_D

ATA

AI_

CLK

AI_

CS

VC

C

SSIO

_A

0S

SIO

_A

1S

SIO

_A

2S

SIO

_A

3S

SIO

_A

4R

AC

K_N

0R

AC

K_N

1R

AC

K_N

2RA

CK

_N

_P

SS

IO_A

_P

CLK

25M

AIN

FSM

C_N

WAIT

FSM

C_N

BL0

FSM

C_N

BL1

FSM

C_N

AD

VFS

MC

_C

LKFS

MC

_N

OE

FSM

C_N

WE

VC

C

GN

D

Page 47: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

47

d) EXTRA_RAM

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

415

Ext

ended R

AM

2M

B

25

A0

24

A1

23

A2

22

A3

21

A4

20

A5

19

A6

18

A7

8A8

7A9

6A10

5A11

4A12

3A13

2A14

1A15

48

A16

17

A17

16

A18

9A19

26

CS1

12

CS2

11

WE

28

OE

14

UB

15

LB47

BYTE

29

D0

31

D1

33

D2

35

D3

38

D4

40

D5

42

D6

44

D7

30

D8

32

D9

34

D10

36

D11

39

D12

41

D13

43

D14

45

D15

10

NC

13

NU

37

VC

C

46

GN

D27

GN

D

U25

HM

62V16100

C59

100n

RA

M_A0

RA

M_A1

RA

M_A2

RA

M_A3

RA

M_A4

RA

M_A5

RA

M_A6

RA

M_A7

RA

M_A8

RA

M_A9

RA

M_A10

RA

M_A11

RA

M_A12

RA

M_A13

RA

M_A14

RA

M_A15

RA

M_A16

RA

M_A17

RA

M_A18

RA

M_A19

RAM

_C

SR

AM

_/W

ER

AM

_/O

ER

AM

_/U

BRA

M_/L

BR

AM

_/B

YTE

GN

D

VC

C

VC

C

AD

00

AD

01

AD

02

AD

03

AD

04

AD

05

AD

06

AD

07

AD

08

AD

09

AD

10

AD

11

AD

12

AD

13

AD

14

AD

15

Page 48: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

48

e) SSIO_ISOLATED

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

515

Dig

ital

3,3

V P

OW

ER

SSIO

2BLV

DS iso

lation

par

t

1R

2RE

3D

E

4D

8V

CC

7B

6A

5G

ND

U51

DS

91C

176

1R

2RE

3D

E

4D

8V

CC

7B

6A

5G

ND

U50

DS

91C

176

1R

2RE

3D

E

4D

8V

CC

7B

6A

5G

ND

U49

DS

91C

176

1R

2RE

3D

E

4D

8V

CC

7B

6A

5G

ND

U48

DS

91C

176

12

R124

2k2

12

R123

2k2

+C

163

4u7/1

0V

C167

100n

14

3

U46B

A

HC

PLB092J

13

4

U46B

B

HC

PLB092J

12

5

U46B

C

HC

PLB092J

611

U46BD

HC

PLB

092J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U46BE

HC

PLB

092J

14

3

U43BA

HC

PLB

092J

13

4

U43BB

HC

PLB

092J

12

5

U43BC

HC

PLB

092J

611

U43BD

HC

PLB092J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U43BE

HC

PLB

092J

C34

100n

C50

100n

C53

100n

C162

100n

C164

100n

C165

100n

C166

100n

C169

100n

1357910

8642

J16

HEADER2X5

D392.7V

D372.7V

D352.7V

D332.7V

D382.7V

D362.7V

D342.7V

D322.7V

C168

100n

8VC

C2

1VC

C1

5G

ND

24

GN

D1

U45B

C

36

U45B

B

HC

PLB

0931

72

U45BA

HC

PLB

0931

8VC

C2

1VC

C1

5G

ND

24

GN

D1

U44BC

36

U44B

B

HC

PLB

0931

72

U44BA

HC

PLB

0931

16

+VIN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BV

OU

T

U47

IO T

ES 2

NB

2410

Tra

co

C40

100n

C37

1u

GN

D_S

SIO

VC

C_SSIO

CLK

_0_B

CLK

_0_A

DA

TA_0_B

DA

TA_0_A

CLK

_1_B

CLK

_1_A

DA

TA_1_B

DA

TA_1_A

VC

C_SSIO

+24V

MG

ND

_SSIO

/REC

_EN

A_0

DRIV

ER_EN

A_0

REC

_C

LK_0

TX_C

LK_0

REC

_D

ATA

_0

TX_D

ATA

_0

REC

_C

LK_1

/REC

_EN

A_1

DR

IVER_EN

A_1

TX

_C

LK_1

REC

_D

ATA

_1

TX_D

ATA

_1

GN

D_SS

IO

VC

C_SS

IOVC

C GN

D

VC

CV

CC

_SS

IO

GN

D_S

SIO

GN

D

GN

D

GN

D_S

SIO

CLK

_0_A

CLK

_0_B

DATA

_0_A

DATA

_0_B

CLK

_1_A

CLK

_1_B

DATA

_1_A

DATA

_1_B

Page 49: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

49

f) ETHERNET

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

615

100M

LED

RX/T

X L

ED

LIN

K L

ED

FD/C

OL

LED

1 2 3 4 5 6 7 8

TX+

TX

B

RX

+

RX

B

75R

75R

75R

75R

0.0

01uF

G Y

SH

IELD

SH

IELD

1 4 2 3 5 6 8 9 10

12

11

13

14

X3

J00B

0065

R34

49R

9 1

%

R25

49R9 1

%

R33

49R9 1

%

R37

49R9 1

%

R/Y

/O

G1 2

3 4

D11

HS

MFB

C157

L2L1

+C

11

10uF

C42

220nF

C45

100n

R54

10k

C9 100n

C12

10p

C17

10p

C6 100n

C4 100n

C104

100n

12

R1

120R

12

R3

120R

R4

10k

R2

10k

1M

F4

2M

F3

3M

F2

4M

F1

5M

F0

6FD

E

7GNDA

8N

C

9VCCA

10GNDA

11

X2

12

X1

13VCCA

14GNDA

15

IREF

16VCCA 17VCCA

18

RXN

19

RXP

20GNDA

21

TXP

22VCCA

23

TXN

24GNDA

25GNDE

26

TEST

27

PWR

DW

N

28

RESET

29

RIP

30

NC

31

NC

32

NC

33

TEST_S

E

34

LED

S

35

LED

C

36

LED

L

37

LED

TR

38

LED

R10

39VCCE/I

40GNDE/I

41

MD

IO

42

MD

C

43

RD

X3

44

RD

X2

45VCCE/I

46

RD

X1

47

RD

X0

48

RX

_D

V49

RX_C

LK

50GNDE/I

51

RX

D4/R

X_ER

52

TXD

4/T

X_ER

53

TX_C

LK

54

TX_EN

55

TXD

056

TXD

157

TXD

258

TXD

3

59

CO

L60

CR

S

61

MD

INT

62VCCE/I

63

CFG

1

64

CFG

0

U9

STE100P

12

R49

120R

12

R55

120R

R63

10k

R65

10k

R48

10k

R45

10k

R42

10k

C110

100n

C129

100n

C16

100n

C20

100n

C26

100n

12

R46

10k

12

R47

10k

FRO

NT_PA

NEL

VC

C33R

VC

C33A

VC

C

VCC

33R

VC

C

VC

C

ETH

_PW

RD

WN

ETH

_N

RST

VC

C

ETH

_M

DIN

T

ETH

_TXD

0ETH

_TXD

1ETH

_TXD

2ETH

_TXD

3

ETH

_TX_EN

ETH

_TX_C

LK

ETH

_R

XD

0ETH

_R

XD

1ETH

_R

XD

2ETH

_R

XD

3ETH

_R

X_ER

R/R

XD

4

ETH

_R

X_D

VETH

_R

X_C

LK

ETH

_C

OL

ETH

_C

RS

ETH

_M

DC

ETH

_M

II_M

DIO

VC

C

VC

CVC

C33A

VC

CVC

C33A

ETH

_PH

YC

LK

Page 50: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

50

g) POWER, TERM

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

715

24V input

POW

ER

Dig

ital

3,3

V P

OW

ER

GN

D

TxD

RxD

Ter

min

al RS232

Ter

min

al U

SB

Bat

tery

back

up

VC

C

D43

S3M

D42

S3M

12

F2 2,5

A

12

R16

5

100k

C171

220nF

D53

Dio

da

BZV

55 C

8V

2 S

MD

12R164

100k

12

F1 2,5

A

+C

137

4u7/

10V

C57

100n

1IO

1

2G

ND

3IO

2

6IO

1

5V

BU

S

4IO

2

U1

USB

LC6B

2

123 4

56

X6 292304B

TYC

O

C2

4n7

1 2

R61

1k5

1 2

R13

1M

12

R60

22R

12

R59

22R

+B1

CR243

0H

C55

100n

S

S

G

G

D

D

Q2

IRL5

40N

S

1 2

16

15

U39BA

PC3Q

64Q

18R119BA

5k6

3 4

14

13

U39BB

PC3Q

64Q

27R119BB

5k6

1VB

US1

2G

ND

1

3V

DD

1

4PD

EN

5SPU

6U

DB

7U

D+

8G

ND

19

GN

D2

10

DD

+

11

DD

B

12

PIN

13

SPD

14

VD

D2

15

GN

D2

16

VB

US2

U5

AD

UM

4160

C76

100

nC

24

100n

12

R30

22R

12

R31

22R

C7

100n

C8 100n

12

R51

2k7

12

R52

27k

2

1

3

Q1

BC807

12

R44

10R

12

R40

100

R

12

R36

100

R

1234

J10

12

J13

12R163

4k7

C170

1u/6

3V

22

+V

IN

23

+V

IN

2BVIN

3BVIN

14

+VO

UT

16

BVO

UT

1O

N/O

FF

U36

TES

5B2410W

I

IO T

ES

5B2410W

I

Tra

co

1 2

D52

Tra

nsi

l SM

CJ2

8A

SM

D

12

R125

27k

12

R12

6

27k

C147

1u/6

3V

C44

100n

+24V

M

VC

C+

24V

M

USB

_D

P

USB

_D

N

VB

AT

+24V_A

+24V_B

GN

D_A

B

VC

C

PWR

_B_O

K

PWR

_A_O

K

GN

D

USB

_PW

R

VC

C

VC

C

VC

C

GN

D

TER

M_TX

TER

M_RX

VC

C

FRO

NT_PA

NEL

Page 51: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

51

h) LEDS

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

815

RU

N (

r/g)

PWR (

y/g)

Sys

tem

LED

s

Use

r LE

Ds

Tem

p.

senso

rs

G_D

1

G_D

2

G_D

3

G_D

4

Y_TEST

R_ERR1

R_ERR2

Y_IN

F

KA

D2

LED

09B0014B

60 c

erven

á/ze

lená

20m

A E

lma

KA

D1

LED

09B0018B

64 ž

lutá

/zel

ená 2

0m

A E

lma

12

R6

120R

12

R5

120R

1G

ND

2D

IN

3VD

D

4S

CLK

5C

S

6D

OU

T

U32

AD

7814

KA

D10

LED

09H

0012B62 ž

lutá

3m

m 2

MA

12

R7

330R

12

R8

330R

12

R9

330R

12

R10

330R

12

R11

330R

12

R12

330R

12

R14

330R

12

R15

330R

KA

D3

LED

09H

0011B62 z

elená

3m

m 2

MA

KA

D4

LED

09H

0011B62 z

elená

3m

m 2

MA

KA

D5

LED

09H

0011B62 z

elená

3m

m 2

MA

KA

D8

LED

pol

e 09H

0010B

62 r

udé

ELM

A

KA

D9

LED

pol

e 09H

0010B

62 r

udé

ELM

A

KA

D6

LED

09H

0011B

62 z

ele

3m

m 2

MA

KA

D7

LED

09H

0012B62 ž

lutá

3m

m 2

MA

NRU

N_LE

D

LED

S[0

:7]

LED

S0

LED

S1

LED

S2

LED

S3

LED

S4

LED

S5

LED

S6

LED

S7

NPW

R_LE

D

RU

N_LE

D

PW

R_LE

D

GN

D

VC

C

TEM

P_/C

S

TEM

P_SC

LK

TEM

P_01

GN

D

Page 52: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

52

i) DIN0-7

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

ZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

915

Dig

ital

Inputs

12

R166

2k7

12

R153

2k7

12

R167

2k7

12

R154

2k7

12

R168

2k7

12

R155

2k7

12

R169

2k7

12

R156

2k7

7 8

10

9

U37B

D

PC3Q

64Q

18R115BA

5k6

5 6

12

11

U37BC

PC3Q

64Q

27R115BB

5k6

3 4

14

13

U37BB

PC3Q

64Q

36R115BC

5k6

1 2

16

15

U37BA

PC3Q

64Q

45R115BD

5k6

18

R116BA

22k

27

R116BB

22k

36

R116BC

22k

45

R116BD

22k

7 8

10

9

U38B

D

PC3Q

64Q

18R117BA

5k6

5 6

12

11

U38BC

PC3Q

64Q

27R117BB

5k6

3 4

14

13

U38BB

PC3Q

64Q

36R117BC

5k6

1 2

16

15

U38BA

PC3Q

64Q

45R117BD

5k6

18

R118BA

22k

27

R118BB

22k

36

R118BC

22k

45

R118BD

22k

C124

100n

C123

100n

C122

100n

C121

100n

C128

100n

C127

100n

C126

100n

C125

100n

1 2R127330R

1 2R128330R

1 2R129330R

1 2R130330R

1 2R131330R

1 2R132330R

1 2R133330R

1 2R134330R

VC

C

VC

C

D_+

IN0

D_BIN

0

D_+

IN1

D_BIN

1

D_+

IN2

D_BIN

2

D_+

IN3

D_BIN

3

D_+

IN4

D_BIN

4

D_+

IN5

D_BIN

5

D_+

IN6

D_BIN

6

D_+

IN7

DIN

7D

IN6

DIN

5D

IN4

DIN

3D

IN2

DIN

1D

IN0

D_B

IN7

GN

D

Page 53: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

53

j)DOUT0-9

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

10

15

6+

2+

1+

1 L

ogic

outp

uts

60V

/100m

A

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U57

AQ

Y210KS

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U55

AQ

Y210K

S

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U54

AQ

Y210K

S

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U53

AQ

Y210K

S

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U52

AQ

Y210K

S

12

R146

330R

12

R147

330R

12

R13

8

330R

12

R14

0

330R

12

R145

330

R

12

R144

330

R

12

R143

330

R

12

R142

330

R

12

D47

SMBJ85CABTR

12

D46

SMBJ85CABTR

12

D45

SMBJ85CABTR

12

D44

SMBJ85CABTR

12

D48

SMBJ85CABTR

12

D49

SMBJ85CABTR

12

D40

SMBJ85CABTR

12

D41

SMBJ85CABTR

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U56

AQ

Y210KS

1+

IN2

STAT

3BIN

4B

6+

U59

SZ

D24C

C

1+

IN2

STAT

3BIN

4B

6+

U58

SZ

D24C

C

R141

2k2

R139

2k2

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U60

AQ

Y210KS

12

R148

330R

12

D50

SMBJ85CABTR

1IN

+

2IN

B

4O

UT

3O

UT

U61

AQ

Y410S

12

D51

SMBJ85CABTR

12

R149

330R

18R135BA

5k6

27R135BB

5k6

36R135BC

5k6

45R135BD

5k6

18R136BA

5k6

27R136BB

5k6

36R136BC

5k6

45R136BD

5k6

18R137BA

5k6

27R137BB

5k6

36R137BC

5k6

45R137BD

5k6

GN

D

GN

D

D_BO

UT3

D_B

OU

T2

D_B

OU

T1

D_BO

UT7

D_BO

UT5

D_BO

UT6

D_+

OU

T0

D_B

OU

T0

D_+

OU

T4

D_BO

UT4

D_+

OU

T3

D_+

OU

T2

D_+

OU

T1

D_+

OU

T7

D_+

OU

T6

D_+

OU

T5

DO

UT_07_D

IAG

DO

UT_06_D

IAG

DO

UT0

DO

UT1

DO

UT2

DO

UT3

DO

UT4

DO

UT5

DO

UT6

DO

UT7

VC

C

D_+

OU

T_O

K

D_B

OU

T_O

K

DO

OU

T_O

K

D_+

OU

T_N

OK

D_B

OU

T_N

OK

Page 54: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

54

k) AIN0-1

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C1

<Poz

nám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZ

NÁM

KA:

NÁZ

EV:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

11

15

Analo

g input

±10V

Analo

g inputs

0,1

1,5

2V

1,4

5V

Anal

og input

±24m

A

Analo

g input

±10V

1,5

2V

1,4

5V

Anal

og input

±24m

A

Pro

U r

ozs

ah B

neo

sazo

vat

R90

Pro U

rozs

ah B

neos

azo

vat

R102

1V

REF

2+

IN

3B

IN

4G

ND

5C

S

6SD

ATA

7S

CLK

8V

DD

U19

AD

7450A

C135

100n

C70

100n

C77

100n

14

3

U15BA

HC

PLB

091J

13

4

U15BB

HC

PLB

091J

512

U15BC

HC

PLB091J

611

U15BD

HC

PLB091J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U15B

E

HC

PLB

091J

+C

63

10u

/25V

K A

D12

2,5

V

D16

Dio

da

schott

kyh

o B

AR

43S S

MD

SO

TB23

1 2R85

5k6

C78

100n

D15

Dio

da s

chot

tkyh

o B

AR

43S

SM

D S

OTB23

C83

22n

C27

100n

2B

3+

1

U22B

A

6B

5+

7

U22B

B

12

R86

100R

C91

5n6

C47 100n

12

R82

3k6

12R92

5k6

1 2R76

10R

C64

100n

C60

100n

+C

86

4u7/1

0V

+C

54

4u7/1

0V

+C

73

4u7/1

0V

12

R79

1k5

12

R98

100R

12

R95

3k6

12

R99

33k

1V

REF

2+

IN

3B

IN

4G

ND

5C

S

6SD

ATA

7S

CLK

8V

DD

U20

AD

7450A

C98

100n

C71

100n

C79

100n

14

3

U16BA

HC

PLB

091J

13

4

U16B

B

HC

PLB091J

512

U16B

C

HC

PLB091J

611

U16BD

HC

PLB091J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U16B

E

HC

PLB

091J

+C

65

10u

/25V

K A

D13

2,5

V

D18

Dio

da s

chot

tkyho

BA

R 4

3S S

MD

SO

TB23

1 2R87

5k6

C80

100n

D17

Dio

da s

chot

tkyh

o B

AR

43S S

MD

SO

TB23

C84

22n

+C

1

10uF

2B

3+

1

U23B

A

6B

5+

7

U23B

B

12

R88

100R

C92

5n6

C48 100n

12

R83

3k6

12R93

5k6

1 2R77

10R

C61

100n

C66

100n

+C

87

4u7/1

0V

+C

56

4u7/1

0V

+C

74

4u7/1

0V

12

R80

1k5

12

R100

100R

12

R96

3k6

12

R101

33k

16

+VIN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BVO

UT

U11

IO T

ES 2

NB2411

/

TR

AC

O/

16+

VIN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BV

OU

T

U12

IO T

ES

2N

B2411

/T

RA

CO

/

C101

1u

C41

1u

AI_

CLK

VC

C

+24V

AI_

CS

AI_

0_D

ATA

AI_

0+

IN_U

AI_

0BIN

_C

GN

DM

AI_

0+

IN_I

AI_

CLK

VC

C

+24V

AI_

CS

AI_

1_D

ATA

AI_

1+

IN_U

AI_

1BIN

_C

GN

DM

AI_

1+

IN_I

Page 55: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

55

l) AIN2

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

NÁZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

12

15

Analo

g input

±10V

Analo

g input

2

1,5

2V

1,4

5V

Pro

U r

ozsa

h B

neos

azovat

R119

Anal

og input

±24m

A

1V

REF

2+

IN

3B

IN

4G

ND

5C

S

6S

DATA

7SC

LK

8V

DD

U21

AD

7450A

C102

100n

C49

100n

C81

100n

14

3

U17BA

HC

PLB

091J

13

4

U17BB

HC

PLB

091J

512

U17

BC

HC

PLB091J

611

U17B

D

HC

PLB091J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U17BE

HC

PLB

091J

+C

67

10u/2

5V

K A

D14

2,5

V

D20

Dio

da

schot

tkyh

o B

AR

43S S

MD

SO

TB

23

1 2R89

5k6

C82

100n

D19

Dio

da

schott

kyh

o B

AR

43S S

MD

SO

TB

23C

85

22n

+C

3

10uF

2B

3+

1

U24B

A

6B

5+

7

U24B

B

12

R90

100R

C93

5n6

C72

100n

12

R84

3k6

12R94

5k6

1 2R78

10R

C62

100n

C68

100n

+C

88

4u7/

10V

+C

58

4u7/1

0V

+C

75

4u7/1

0V

12

R81

1k5

12

R102

100R

12

R97

3k6

12

R10

3

33k

16

+V

IN

1BV

IN

9+

VO

UT

10

BV

OU

T

U13

IO T

ES

2N

B2411

/T

RAC

O/

C151

1u

AI_

CLK

VC

C

+24V

AI_

CS

AI_

2_D

ATA

AI_

2+

IN_U

AI_

2BIN

_C

GN

DM

AI_

2+

IN_I

Page 56: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

56

m) AOUT0-1

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

ZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

13

15

Curr

ent

outp

uts

Anal

og o

utp

ut

0B24m

A

Anal

og o

utp

ut

0B24m

A

+C

115

22u/3

5V

12

L3

47 u

H

5C

LS6

CLE

AR

7LA

TC

H8

SC

LK9

SD

IN3

FAU

LT10

SD

O

4GND

11GND12

GND1

AVSS25

AVSS14

REFOUT15

REFIN

19

IOU

T

20

BO

OS

T

23

BV

SEN

SE

21

VO

UT

22

+V

SEN

SE

18NC

13RSET

24AVDD

17CCOMP

2DVCC

16 DVCCSEL U40

AD

542

2

C152

4n7

14

3

U33BA

HC

PLB

092J

13

4

U33BB

HC

PLB

092J

12

5

U33BC

HC

PLB

092J

611

U33BD

HC

PLB092J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U33B

E

HC

PLB

092J

C132

100

n

C113

100n

12

R112

4k7

12R120

10k

12

R15

7

100R

D27

Dio

da

schot

tkyho

BAR

43S S

MD

SO

TB

23

12

R16

1

100R

D26

Dio

da

schott

kyho

BA

R 4

3S S

MD

SO

TB23

+

C144

10u

/50V

12

R150

4k7

C148

22n

+C

116

22u/3

5V

12

L4

47 u

H

5C

LS6

CLE

AR

7LA

TC

H8

SC

LK9

SD

IN3

FAU

LT10

SD

O

4GND

11GND12

GND1

AVSS25

AVSS14

REFOUT15

REFIN

19

IOU

T

20

BO

OS

T

23

BV

SEN

SE

21

VO

UT

22

+V

SEN

SE

18NC

13RSET

24AVDD

17CCOMP

2DVCC

16 DVCCSEL U41

AD

542

2

C154

4n7

14

3

U34BA

HC

PLB

092J

13

4

U34BB

HC

PLB

092J

12

5

U34BC

HC

PLB

092J

611

U34B

D

HC

PLB

092J

16

VC

C2

1V

CC

1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U34B

E

HC

PLB

092J

C139

100

n

C90

100

n

12

R114

4k7

12R121

10k

12

R159

100R

D29

Dio

da

schott

kyho

BAR

43S S

MD

SO

TB

23

12

R162

100R

D28

Dio

da

schott

kyho

BAR

43S S

MD

SO

TB23

+

C145

10u/5

0V

12

R158

4k7

C149

22n

D23

Dioda Schottky BAT46ZFILM SOD123 SMD

D24

Dioda Schottky BAT46ZFILM SOD123 SMD

16

+V

IN

1BV

IN10

BV

OU

T

8C

OM

MO

N

9+

VO

UT

U28

TES

2N

B2422

16

+V

IN

1BV

IN10

BVO

UT

8C

OM

MO

N

9+

VO

UT

U29

TES

2NB2422

C161

100n

C119

100n

C155

100n

C159

100n

C133

100n

C100

100n

C118

100n

C153

100n

C158

100n

C138

100n

C103

1u

C39

1u

A_0B

OU

T_C

+24V

M

GN

D

A_O

UT_LA

TC

H

A_O

UT_

CLK

A_O

UT_0_D

ATA

VC

C

A_O

UT_0_/F

AU

LT

A_0+

OU

T_I

A_0+

OU

T_U

A_1B

OU

T_C

+24V

M

GN

D

A_O

UT_LA

TC

H

A_O

UT_C

LK

A_O

UT_1_D

ATA

VC

C

A_O

UT_1_/F

AU

LT

A_1+

OU

T_I

A_1+

OU

T_U

Page 57: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

57

n) AOUT2

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

ZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

14

15

Curr

ent

outp

ut

Anal

og o

utp

ut

0B

24m

A

+C

117

22u/3

5V

12

L5

47

uH

5C

LS6

CLE

AR

7LA

TC

H8

SC

LK9

SD

IN3

FAU

LT10

SD

O

4GND

11GND

12GND

1AVSS

25AVSS

14REFOUT

15REFIN

19

IOU

T

20

BO

OST

23

BVS

EN

SE

21

VO

UT

22

+VS

EN

SE

18NC

13RSET

24AVDD

17CCOMP

2DVCC

16DVCCSEL U

42

AD

5422

C156

4n7

14

3

U35BA

HC

PLB092J

13

4

U35BB

HC

PLB092J

12

5

U35BC

HC

PLB092J

611

U35BD

HC

PLB092J

16

VC

C2

1VC

C1

15

GN

D2

2G

ND

18

GN

D1

9G

ND

2

U35BE

HC

PLB092J

C14

0100n

C94

100n

12

R113

4k7

12R122

10k

12

R151

100R

D31

Dio

da

schot

tkyho

BA

R 4

3S S

MD

SO

TB23

12

R160

100R

D30

Dio

da

schot

tkyh

o B

AR 4

3S S

MD

SO

TB23

+

C146

10u/5

0V

12

R152

4k7

C150

22n

D25

Dioda Schottky BAT46ZFILM SOD123 SMD

16

+V

IN

1BV

IN10

BV

OU

T

8C

OM

MO

N

9+

VO

UT

U30

TES

2N

B2422

C38

100n

C120

100n

C157

100n

C160

100n

C13

4100

n

C99

1u

A_2BO

UT_C

+24V

M

GN

D

A_O

UT_LA

TC

H

A_O

UT_C

LK

A_O

UT_2

_D

ATA

VC

C

A_O

UT_2

_/F

AU

LT

A_2+

OU

T_I

A_2+

OU

T_U

Page 58: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

58

o) X1,X2, FRONT

3D

0134

Vác

lav

Cib

ulk

a

3D

0135

BA0004C

1

<Po

znám

ka:>

List

:

Č.S

ESTAVY:

TYP

DO

KU

M.:

List

ů:

POZN

ÁM

KA:

ZEV

:

VYH

OTO

VIL

:

výhradním vlastnictvím ZAT a.s.Obsah tohoto dokumentu je

EFS

15

15

X1BA

1

X1B

A2

X1BA

3

X1BA

4

X1BA

5

X1BA

6

X1BA

7

X1BA

8

X1BA

9

X1B

A10

X1B

A11

X1B

A12

X1B

A13

X1B

A14

X1B

A15

X1B

A16

X1B

A17

X1B

A18

X1B

A19

X1B

A20

X1B

A21

X1B

A22

X1B

A23

X1B

A24

X1B

A25

X1B

A26

X1B

A27

X1B

A28

X1B

A29

X1B

A30

X1B

A31

X1B

A32

X1BC

1

X1BC

2

X1BC

3

X1BC

4

X1BC

5

X1BC

6

X1BC

7

X1BC

8

X1BC

9

X1B

C10

X1B

C11

X1B

C12

X1B

C13

X1B

C14

X1B

C15

X1B

C16

X1B

C17

X1B

C18

X1B

C19

X1B

C20

X1B

C21

X1B

C22

X1B

C23

X1B

C24

X1B

C25

X1B

C26

X1B

C27

X1B

C28

X1B

C29

X1B

C30

X1B

C31

X1B

C32

X2BA

1

X2BA

2

X2BA

3

X2BA

4

X2B

C1

X2B

C2

X2B

C3

X2B

C4

X7B1

X7B

2

X7B

3

12R29

4k7

X8B1

X9B1

X2BA

5

X2BA

6

X2BA

7

X2BA

8

X2BA

9

X2B

A10

X2B

A11

X2B

A12

X2B

A13

X2B

A14

X2B

A15

X2B

A16

X2B

A17

X2B

A18

X2B

A19

X2B

A20

X2B

A21

X2B

A22

X2B

A23

X2B

A24

X2B

A25

X2B

A26

X2B

A27

X2B

A28

X2B

A29

X2B

A30

X2B

A31

X2B

A32

X2B

C5

X2B

C6

X2B

C7

X2B

C8

X2B

C9

X2B

C10

X2B

C11

X2B

C12

X2B

C13

X2B

C14

X2B

C15

X2B

C16

X2BC

17

X2BC

18

X2BC

19

X2BC

20

X2BC

21

X2BC

22

X2BC

23

X2BC

24

X2BC

25

X2BC

26

X2BC

27

X2BC

28

X2BC

29

X2BC

30

X2BC

31

X2BC

32

12R35

4k7

+24V_A

+24V_B

GN

D_AB

+24V_A

+24V_B

GN

D_AB

GN

D

FRO

NT_S

W

VC

C

FRO

NT_PA

NEL

GN

D_SS

IOG

ND

_SSIO DATA

_1_A

DA

TA_1_B

CLK

_1_A

CLK

_1_

B

DA

TA_0_B

DATA

_0_A

CLK

_0_

BC

LK_0_A

GN

DS

SIO

_A0

SSIO

_A2

SSIO

_A

1

SSIO

_A

3

SSIO

_A4

RAC

K_N

0

RAC

K_N

1R

AC

K_N

2

SSIO

_A

_P

RAC

K_N

_P

/FRO

NT_S

W

GN

D

D_BIN

0

D_BIN

1

D_BIN

2

D_B

IN3

D_B

IN4

D_B

IN5

D_B

IN6

D_B

IN7

D_+

IN0

D_+

IN1

D_+

IN2

D_+

IN3

D_+

IN4

D_+

IN5

D_+

IN6

D_+

IN7

D_B

OU

T0

D_B

OU

T1

D_BO

UT2

D_B

OU

T3

D_BO

UT4

D_B

OU

T5

D_B

OU

T6

D_BO

UT7

D_BO

UT_O

K

D_+

OU

T0

D_+

OU

T1

D_+

OU

T2

D_+

OU

T3

D_+

OU

T4

D_+

OU

T5

D_+

OU

T6

D_+

OU

T7

D_+

OU

T_O

K

AI_

0B

IN_C

AI_

0B

IN_C

AI_

0+

IN_I

AI_

0+

IN_U

AI_

1B

IN_C

AI_

1BIN

_C

AI_

2BIN

_C

AI_

2B

IN_C

AI_

1+

IN_I

AI_

1+

IN_U

AI_

2+

IN_I

AI_

2+

IN_U

A_0BO

UT_C

A_0BO

UT_C

A_1BO

UT_

C

A_1BO

UT_C

A_2BO

UT_

C

A_2BO

UT_C

A_0+

OU

T_I

A_0+

OU

T_U

A_1+

OU

T_I

A_1+

OU

T_U

A_2+

OU

T_I

A_2+

OU

T_U

D_BO

UT_N

OK

D_+

OU

T_N

OK

Page 59: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

59

II. popis konektorů

a) konektor X1

X1

Pin Signál Funkce Pin Signál Funkce

A1 D_-IN0 Digitální vstup

C1 D_+IN0 Digitální vstup

A2 D_-IN1 Digitální vstup C2 D_+IN1 Digitální

vstup

A3 D_-IN2 Digitální vstup

C3 D_+IN2 Digitální vstup

A4 D_-IN3 Digitální vstup C4 D_+IN3 Digitální

zem

A5 D_-IN4 Digitální vstup

C5 D_+IN4 Digitální vstup

A6 D_-IN5 Digitální vstup

C6 D_+IN5 Digitální vstup

A7 D_-IN6 Digitální vstup

C7 D_+IN6 Digitální vstup

A8 D_-IN7 Digitální vstup

C8 D_+IN7 Digitální vstup

A9 NC Nepřipojeno C9 NC Nepřipojeno

A10 NC Nepřipojeno C10 NC Nepřipojeno

A11 NC Nepřipojeno C11 NC Nepřipojeno

A12 NC Nepřipojeno C12 NC Nepřipojeno

A13 NC Nepřipojeno C13 NC Nepřipojeno

A14 NC Nepřipojeno C14 NC Nepřipojeno

A15 NC Nepřipojeno C15 NC Nepřipojeno

A16 NC Nepřipojeno C16 NC Nepřipojeno

A17 D_-OUT0 Digitální výstup

C17 D_+OUT0 Digitální výstup

A18 D_-OUT1 Digitální výstup

C18 D_+OUT1 Digitální výstup

A19 D_-OUT2 Digitální výstup C19 D_+OUT2 Digitální

výstup

A20 D_-OUT3 Digitální výstup

C20 D_+OUT3 Digitální výstup

A21 D_-OUT4 Digitální výstup

C21 D_+OUT4 Digitální výstup

A22 D_-OUT5 Digitální výstup

C22 D_+OUT5 Digitální výstup

A23 D_-OUT6 Digitální výstup

C23 D_+OUT6 Digitální výstup

A24 D_-OUT7 Digitální výstup C24 D_+OUT7 Digitální

výstup

A25 D_-OUT_OK Digitální výstup

C25 D_+OUT_OK Digitální výstup

A26 D_-OUT_NOK Digitální výstup C26 D_+OUT_NOK Digitální

výstup

A27 NC Nepřipojeno C27 NC Nepřipojeno

A28 NC Nepřipojeno C28 NC Nepřipojeno

A29 NC Nepřipojeno C29 NC Nepřipojeno

A30 NC Nepřipojeno C30 NC Nepřipojeno

A31 NC Nepřipojeno C31 NC Nepřipojeno

A32 NC Nepřipojeno C32 NC Nepřipojeno

Page 60: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

60

b) konektor X2

X2

Pin Signál Funkce Pin Signál Funkce

A1 +24V_A Napájení – linka A C1 +24V_A Napájení – linka A

A2 +24V_B Napájení – linka B C2 +24V_B Napájení – linka B

A3 GND_AB Zem napájení C3 GND_AB Zem napájení

A4 GND_AB Zem napájení C4 GND_AB Zem napájení

A5 SSIO_GND Zem komunikace SSIO2

C5 SSIO_GND Zem komunikace SSIO2

A6 SSIO_GND Zem komunikace SSIO2 C6 SSIO_GND Zem komunikace

SSIO2

A7 NC Nepřipojeno C7 NC Nepřipojeno

A8 SSIO_-DATA_1 Komunikace SSIO2 C8 SSIO_+DATA_1 Komunikace SSIO2

A9 SSIO_-CLK_1 Komunikace SSIO2 C9 SSIO_+CLK_1 Komunikace SSIO2

A10 SSIO_-DATA_0 Komunikace SSIO2 C10 SSIO_+DATA_0 Komunikace SSIO2

A11 SSIO_-CLK_0 Komunikace SSIO2 C11 SSIO_+CLK_0 Komunikace SSIO2

A12 GND Digitální zem C12 GND Digitální zem

A13 SSIO_A0 Adresace komunikace SSIO2

C13 SSIO_A1 Adresace komunikace SSIO2

A14 SSIO_A2 Adresace komunikace SSIO2 C14 SSIO_A3 Adresace komunikace

SSIO2

A15 SSIO_A4 Adresace komunikace SSIO2

C15 RACK_N0 Adresace RACK

A16 RACK_N1 Adresace RACK C16 RACK_N2 Adresace RACK

A17 SSIO_A_P SSIO2 parita C17 RACK_N_P Rack parita

A18 NC Nepřipojeno C18 NC Nepřipojeno

A19 A_0-IN_C Analogový vstup 0 zem

C19 A_0+IN_I Analogový vstup 0 proud

A20 A_0-IN_C Analogový vstup 0 zem

C20 A_0+IN_U Analogový vstup 0 napětí

A21 A_1-IN_C Analogový vstup 1 zem C21 A_1+IN_I Analogový

vstup 1 proud

A22 A_1-IN_C Analogový vstup 1 zem

C22 A_1+IN_U Analogový vstup 1 napětí

A23 A_2-IN_C Analogový vstup 2 zem C23 A_2+IN_I Analogový

vstup 2 proud

A24 A_2-IN_C Analogový vstup 2 zem

C24 A_2+IN_U Analogový vstup 2 napětí

A25 NC Nepřipojeno C25 NC Nepřipojeno

A26 A_0-OUT_C Analogový výstup 0 zem

C26 A_0+OUT_I Analogový výstup 0 proud

A27 A_0-OUT_C Analogový výstup 0 zem

C27 A_0+OUT_U Analogový výstup 0 napětí

A28 A_1-OUT_C Analogový výstup 1 zem

C28 A_1+OUT_I Analogový výstup 1 proud

A29 A_1-OUT_C Analogový výstup 1 zem

C29 A_1+OUT_U Analogový výstup 1 napětí

A30 A_2-OUT_C Analogový výstup 2 zem C30 A_2+OUT_I Analogový

výstup 2 proud

A31 A_2-OUT_C Analogový výstup 2 zem

C31 A_2+OUT_U Analogový výstup 2 napětí

A32 NC Nepřipojeno C32 NC Nepřipojeno

Page 61: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

61

II. DPS

a) DPS strana spojů Top

Page 62: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

62

b) DPS vnitřní napájecí vrstva Vcc

Page 63: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

63

c) DPS vnitřní vrstva GND

Page 64: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

64

d) DPS strana spojů Bottom

Page 65: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

65

e) DPS náhled na celek

1

23

4

5

6

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

A26

A27

A28

A29

A30

A31

A32

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

C31

C32

65

66

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

A26

A27

A28

A29

A30

A31

A32

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

C31

C32

65

661

2

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

1

2

3

1 2

3 4

11

1 11

1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1234

K

A

1

2

1 2

1 2

1

2 1

21

2

1

2

1

2

K

A

12

34

56

78

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

23

4

5

6

1 2 3456

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

A26

A27

A28

A29

A30

A31

A32

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

C31

C32

65

66

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

A26

A27

A28

A29

A30

A31

A32

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

C31

C32

65

66

1

2 3

4

1

2 3

4

1

2 3

4

1

2 3

4

1

2 3

4

1

2 3

4

1

2

3

45

6

7

8

1 2

3

1 2

3

K

A1 2

12

12

12

1 2

12

12

12

12

1 2

12

12

12

12

1 2

12

12

12

1 2

12

12

12

12

12

1 2

1 2

12

12

12

12

1 2

12

121 2

1 2

12

1

2

3

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

45

6

7

8

1 2 3 45678

1 2 3 45678

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

12345 6 7 8

12345 6 7 8

12345 6 7 8

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

18

1

18

2

18

3

18

4

18

5

18

6

18

7

18

8

18

9

19

0

19

1

19

2

19

3

19

4

19

5

19

6

19

7

19

8

19

9

20

0

20

1

20

2

20

3

20

4

20

5

20

6

20

7

20

8

20

9

21

0

211

21

2

21

3

21

4

21

5

21

6

21

7

21

8

21

9

22

0

22

1

22

2

22

3

22

4

22

5

22

6

22

7

22

8

22

9

23

0

23

1

23

2

23

3

23

4

23

5

23

6

23

7

23

8

23

9

24

0

12345 6 7 8

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

1

2

3

4

1

2

3

4

G S

D

12

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

K

A

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

12 12

12 12

12 12

12 12

12

12

1 2

1 2

12

12

1 2

12

12

12

12

12

1 2

12

12

12

1 2

12

12

1 2

1 2

1 2

1 2

12

1 2

12

1 2

1 21 2

1 2

1

2

1

2

1 2

1 2

123 4

1 2

3 4

12

1 2 3 4 5

6

1

2

3 4

5

6

1 2

34

KA

KA

KA

KA

KA

KA

KA

KA

1

1 1

11

1 11

1

12

1

2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

25

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

1 2

12

1 2

3

1 2

3

12

12

12

3

1

2

12

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

25

1

2

3

4 5

6

7

8

1

23

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1234

K

A

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

12

1 2

12

1 2

1 2

12

12

12

12

12

12345 6 7 8

12

12

1 2

1

2

1

2

3

45

6

7

8

12

12

1 2

12

123456789 10 11 12 13 14 15 16

12

1212

12

12

12

1 2 3 4 5 6 7891011121314

12

1 2

1 2

1

2 1

21

2

12

1

2

1

2

12

12

12

12

12

12

12

12

1

2

1

2

3

4 5

6

7

8

1

2

3

4 5

6

7

8

12

12

1 2

1

2 3

4

1 2

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

45

6

7

8

1 2 3 45678

161

9107 8

12

1 2

12

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

12K

A3

1 2

12

12

12

1 2 3 45678

12

12

12

12 1

2

12

12

12

12

12

12

12

12

1 2

12

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

12

12

12

12

1 2 3 45678

12

121

2

12

12

12

12

1 2 3 45678

161

9107 8

12

1 2

12

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

12

12

12

12

1 2 3 45678

12

121

2

12

12

12

12

1

2

1 2

1

2

12

12

12

12

1 2

12

12

K

A

1 2

12

1 2

12

12

12

12

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

12

12

12

1 2

12

1 2 3 45678

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

25

161

9107 8

1

2 3

4

12

3

12

3

1 2

3

1 2

3

12

3

12

3

1 2

1 2

12

1 2

12

1 2

12

12

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

15

16

K

A3

K

A

3

1 2

1 2

1 2

1

2

12

1 2

12

12

1 2

12

1 2

12

12

12

12

1 2

12

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

12

12

1 2

12

1 2

12

12 1

2

12

12

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2425

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

12

12

12

12

12

1 2

1 2

12

1 2

1 2

12345678910111213141516

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

12

12

12 1

2

1 2

1 2

1212

12

12

12

12

12

1 2

3 4

12

34

56

78

9

10

11

12

13

14

15

16

1 2

34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

737475767778798081828384858687888990919293949596979899100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

1

2

1

2

1

2

12

12

1 2

1 2

12

1 2

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

1 2

1 2

12

1 2

1 2

1 2

12

1 2

12

1 2

1 2

1

21

2

12

12

12

12

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

12

1212

12

12

12

121

2

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

1 2

161

9 1078

12

16

1

910

7 8

161

9107 8

161

9107 8

1

2

3

9

10

11

12 13

14

15

16

22

23

24

161

9

107

8

12

1 2

12

1 2

16 1

9

10 7

8

12

12

12

12

12

12

12

12

12

Page 66: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

66

f) DPS rozmístění součástek

Page 67: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

67

III. seznam součástek

REFERENCE TYP HODNOTA B1 Baterie CR 2430 HORIZ GM542-012 C1, C3, C11 Kondenzátor CTS 10U/6V3 3528 vel. B SMD 10uF C112 Kondenzátor C0805 0,01UF(10nF) X7R 50V SMD 10nF C115-C117 Kondenzátor CTS 22U/35V 7343 vel.D SMD 22uF/35V C12, C17 Kondenzátor C0805 10PF COG 50V SMD 10pF C13, C31, C108, C137, C163 Kondenzátor CTS 4U7/10V 3528 vel. B SMD 4u7/10V C14, C21, C42, C69, C171 Kondenzátor C0805 220NF X7R 50V SMD 220nF C144-C146 Kondenzátor CTS 10u/50V 7343 vel.D SMD 10u/50V C147, C170 Kondenzátor CF LDEDE 1U/63V 2824 10% SMD... 1u/63V C15, C18 Kondenzátor C0805 22PF NPO 50V SMD 22pF C152, C154, C156 Kondenzátor C0805 X7R 4N7/10% 50V SMD 4n7 C2 Kondenzátor C0805 X7R 4N7/10% 50V SMD 4n7 C29, C35, C37, C39, C41, C99, C101, C103, C151

Kondenzátor CK 1U/50V 1206 X7R SMD 1uF

C32, C52 Kondenzátor C0805 2u2 X7R 10%?16V SMD... 2u2 C4-C10, C16, C19, C20, C22-C28, C30, C33, C34, C36, C38, C40, C43, C44-C50, C51, C53, C55, C57, C59-C62, C64, C66, C68, C70-C72, C76- C82, C89, C90, C94-C98, C100, C102-C107, C109-C111, C113, C114, C118-C136, C138-C143, C153, C155, C157-C162, C164-C169

Kondenzátor C0805 100NF X7R 50V SMD

100nF C54, C56, C58, C73-C75, C86, C87, C88

Kondenzátor CTS 4U7/10V 3216 vel. A SMD 4u7/10V

C63, C65, C67 Kondenzátor CTS 10U/25V 6032 vel.C SMD 10u/F25V C83-C85, C148-C150 Kondenzátor C0805 22NF X7R 50V SMD 22nF C91-C93 Kondenzátor C0805 5N6 X7R 50V SMD 5n6 D1 LED 09-0018-64 žlutá/zelená 20mA Elma žlutá/zelená D11, D21, D22 LED HSMF-C157 SMD Zelená-oranžová D12, D13, D14 IO LM 4040CIM3-2.5 SMD SOT23 2,5V D15-D20, D26, D27-D31 Dioda schottkyho BAR 43S SMD SOT-23 D2 LED 09-0014-60 cervená/zelená 20mA Elma zelená/cervená D23-D25 Dioda Schottky BAT46ZFILM SOD123 SMD D3-D6 LED 09H0011-62 zelená 3mm 2MA zelená D32-D39 Dioda BZV55 C2V7 SMD 2.7V D40, D41, D44-D51 Transil SMBJ85CA SMD D42, D43 Dioda S3M DO-214AB SMD D52 Transil SMCJ28A SMD D53 Dioda BZV55 C8V2 SMD D7, D10 LED 09H0012-62 žlutá 3mm 2MA žlutá D8, D9 LED pole 09H0010-62 rudé ELMA cervená F1, F2 Pojistka NANO SMF SLO-BLO 2,5A R45202.5 SMD 2,5A J1-J9, J11, J12 Lišta kontaktní SL11/124/2G 2 x 1 pin J10 Lišta kontaktní SL11/124/36G /PIN/ 4 x 1 pin J13 2 x 1 pin J14 Konektor SL 22/124/30G 2x10 pin

Page 68: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

68

J15, J16 Konektor SL 22/124/30G 5 x 2 piny J4 Lišta kontaktní SL11/124/36G /PIN/ 9 x 1 pin L1, L2 Perla feritová smd 0805 74279205 L3, L4, L5 Tlumivka B82432A1473K 47uH SMD 1812-A 47 uH Q1 Tranzistor BC 807-40 SMD ESDS BC807 Q2 Tranzistor IRL 540NS (D2Pak) SMD R1, R3, R5, R6, R18, R20, R21, R49, R55, R108-R111

Rezistor 0805 120R/1% SMD 120R

R115, R117, R119, R135-R137

Rezistor CRA06S0803562G 4x5k6 SMD 5k6

R13 Rezistor 0805 1M/1% SMD 1M R153-R156, R166-R169 Rezistor CR 2512 2K7/5% SMD 2k7 R16, R17, R116, R118, R170-R172

Rezistor CRA06S0803223G 4X22K SMD 22k

R19, R23, R26, R27, R164, R165

Rezistor 0805 100K/1% SMD 100k

R2, R4, R22, R24, R28, R32, R38, R39, R41, R42, R45-R48, R50, R53-R58, R62-R66, R68, R73-R75, R104-R107, R120-R122

Rezistor 0805 10K/1% SMD

10k R25, R33, R34, R37 Rezistor R 0805 49R9 1% 100ppm SMD 49R9 1% R29, R35, R112-R114, R150, R152, R158, R163

Rezistor 0805 4K7/1% SMD 4k7

R30, R31, R59, R60 Rezistor 0805 22R/1% SMD 22R R36, R40, R151, R157, R159 Rezistor 0805 100R/1% SMD 100R R44, R76-R78 Rezistor 0805 10R/1% SMD 10R R51 Rezistor 0805 2K7/1% SMD 2k7 R52, R125, R126 Rezistor 0805 27K 1% SMD 27k R61, R79-R81 Rezistor 0805 1K5 1% SMD 1k5 R67, R91 Rezistor 0805 10K/1% SMD 2k2 R69, R72 Rezistor CRA06S0803103G 4X10K 1% SMD 10k R7-R12, R14, R15, R43, R127-R134, R138, R140, R142-R149

Rezistor 0805 330R 1% SMD 330R

R70, R71, R123, R124, R139, R141

Rezistor 0805 2K2 1% SMD 2k2

R82-R84, R95-R97 Rezistor 0805 3K6/1% SMD 3k6 R85, R87, R89, R92-R94 Rezistor 0805 5k6 1% 100ppm SMD... 5k6 R86, R88, R90 Rezistor 0805 100R/0,1% SMD 100R R98, R100, R102, R160-R162 Rezistor CR 2512 100R/5% SMD 100R R99, R101, R103 Rezistor 0805 33K 1% SMD 33k S1 Vypínac B 6810 U1 IO USBLC6-2SC6 /SOT23/ SMD U10-U13 IO TES 2N-2411 /TRACO/ U14 IO AT 24C256BN-10SU-1.8 U15-U17 IO HCPL 091J SMD U18 IO AT 25DF321-SU, 8S2, SMD U19-U21 IO AD7450ABRM MSOP8 SMD U2 IO SN 65HVD230 SMD U22-U24 IO LT 1884CS8 SMD Linear U25 IO HM62V 16100LTI-5 TFP-48DA SMD... U26 IO EP1C12Q240C8 SMD U27 IO EPCS4SI8N SMD U28-U30 IO TES 2N-2422 Traco

Page 69: zcu.cz...Univerzální řídící modul na platform ě ARM Cortex Václav Cibulka 2012 Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě diplomovou práci, zpracovanou na

Univerzální řídící modul na platformě ARM Cortex Václav Cibulka 2012

69

U3 IO MAX 13089ECSD U31 IO TPS73615DCQ SMD TI U32 IO AD 7814ART-500RL7 SMD /SOT23-6/ U36 IO TES 5-2410WI Traco U37-U39 Optoclen TCMT 4600 SMD U4, U47 IO TES 2N-2410 Traco U40-U42 IO AD 5422AREZ 24 Lead TSSOP_EP SMD U48-U51 IO DS91C176TMA SMD U5 IO ADuM4160BRWZ SO16WB SMD U52-U57, U60 Optoclen AQY210KS SMD U58, U59 Relé SZD24CC SO6M1 SMD U6, U44, U45 IO HCPL 0931 SMD U61 Optoclen AQY410S SMD U7, U33, U34, U35, U43, U46 IO HCPL 092J SMD U8 IO STM32F207ZGT6 LQFP144 SMD U9 IO STE100P SMD X1, X2 Konektor 09 03 164 6921 X3 Konektor RJ45 J00-0065 (10/100BASE-TX)... X4, X5 Konektor 09 65 162 6811 X6 Konektor USB 292304-2 AMP X7 Konektor 53047-0310 MOLEX X8, X9 Y1 Krystal Jauch SMQ32SL 32,768kHz SMD... 32.768kHz Y2 Oscilátor VX3J 16MHz SMD 16MHz Y3 Oscilátor VX3MH 25MHz SMD Jauch 25 MHz


Recommended