Jste zde

Ethernetový modul Digi Connect ME® 9210

d.podesvovamesp..., 30. Červenec 2008 - 0:00

Digi Connect ME® 9210 je ethernetový embedded modul založený na procesoru NS9210 s ARM9 jádrem taktovaným na 75MHz. Digi Connect ME® 9210 může nalézt uplatnění v široké škále aplikací od průmyslové automatizace, přes telekomunikace, energetické systémy, telematiku až po bezpečnostní systémy. Předností modulu jsou především malé rozměry a podpora velkého počtu rozhraní pro komunikaci s dalšími systémy.

Digi Connect ME® 9210 je nástupcem staršího modelu Digi Connect ME, oproti kterému má ale lepší parametry; kromě rychlejšího procesoru je to také vylepšená podpora periferií. Např. sériový port umožňuje přenos až rychlostí 921kbps.

Procesor

Základem procesoru NS9210 je jádro ARM926EJ-S doplněné o i/o moduly a procesorová jádra. Jádro ARM926EJ-S podporuje:

základní 32bitovou instrukční sadou ARM
16bitovou instrukční sadou Thumb pro psaní paměťově optimalizovaného software
8bitový instrukční soubor ARM Jazelle® speciálně určený pro běh javovského bytecodu.
rozšířené DSP instrukce (naleznou uplatnění např. při implementaci GSM protokolů, FFT, apod.)

Na čipu je rovněž přítomen šifrovací akcelerátor podporující až 256bitové AES využívající DMA pro rychlý přístup do paměti. NS9210 je vybaven těmito periferiemi:

10/100Mbit ethernetovým rozhraním s full/half duplex a automatickou konfigurací rozhraní. Má vestavěnou pamět pro filtrování až 8 multicastových adres.
4 × UART s plnou podporou hardwarového řízení toku (pro modul Digi Connect ME® 9210 jsou dostupné pouze dva z nich). Za zmínku přitom stojí některé pokročilé funkce jako hardwarová implementace softwarového řízení toku (XON/XOFF), synchronní režim, podpora řízení RS485 sběrnice nebo WAKE-UP po přijetí specifikovaného znaku.
I²C rozhraním s podporou 7 a 10bitové adresace.
SPI sběrnici umožňující přenosy rychlostí až 33.3Mbps v master módu a 7.5Mbps jako slave.
externí IRQ, PWM a výstup časovače
GPIO linky (až 10 přístupných pro modul Digi Connect ME® 9210)

Flexible interface modules

NS9210 obsahuje vedle ARM9 jádra též dva osmibitové koprocesory založené na soft-core DRPIC1655X, které je plně kompatibilní s procesory PIC16C554 and PIC16C558. Oproti nim je ovšem čtyřikrát rychlejší, takže většina instrukcí trvá pouze jeden takt. V NS9210 toto jádro běží na frekvenci 300MHz a má k dispozici 2kiB paměti RAM pro program a 192 bytů pro data.

To umožňuje dodatečně implementovat další rozhraní, pro která neposkytuje procesor NS9210 hardwarovou podporu. Pro modul Digi Connect ME® 9210 jsou dostupné čtyři GPIO linky koprocesoru (sdílené s ostatními hardwarovými funkcemi) jako tzv. „Flexible interface modules“ (FIM) rozhraní.

V současné době jsou pro FIM dostupné tyto moduly:

1-wire
CAN 2.0
USB (device)
UART
I²S
rozhraní Wiegand pro připojení čteček magnetických karet

Modul

Vlastní modul o rozměrech 19.05 × 36.7 × 18.67 mm obsahuje na jedné straně RJ45 konektor pro připojení ethernetového rozhraní, na spodní straně má pak vyvedenou 20pinovou lištu pro zapojení do uživatelské aplikace. Speciální vývojářská varianta modulu, která je součástí vývojové desky, má ještě zvlášť vyvedený kontektor pro JTAG rozhraní.

Digi Connect ME® 9210 je vybaven 8MiB SDRAM paměti a 2, nebo 4 MiB NOR paměti flash.

Modul se do ethernetové sítě připojuje klasickým RJ45 konektorem opatřeným magnetem a dvěma indikačními LED, z níž jednu lze též ovládat softwarově jako GPIO. Modul podporuje power-over-ethernet (PoE), takže je možné napájet aplikaci skrze ethernetové připojení, nebo naopak využít modul jako injektor k napájení ostatních zařízení.

Připravuje se pinově kompatibilní verze pro WiFi připojení standardu 802.11b/g, která má nahradit starší model Digi Connect Wi-ME. Tato varianta by měla být dostupná do konce roku 2008.

Pro zapojení modulu do aplikace slouží 20-pinová lišta umístěná na spodní straně modulu. Jednotlivé piny jsou sdílené několika rozhraními procesoru, jak je zřejmé z následující tabulky:

Pin	UART	GPIO	Ext IRQ	12C	SPI	FIM	jiné
1							VETH+
2							VETH-
3-6	pozice odstraněna
7	RxD	GPIO[3]			IN	PIC[3]
8	TxD	GPIO[7]			OUT		Timer Out 7 Timer In 8
9	RTS	GPIO[5]	3		CLK		Timer Out 6
10	DTR	GPIO[6]					Timer In 7
11	CTS	GPIO[1]	0			PIC[1]
12	DSR	GPIO[2]	1			PIC[2]
13	DCD	GPIO[0]			EN	PIC[0]
14							/RST
15							3.3V
16							GND
17		GPIO[12]		SDA	CLK		RESET_DONE
18		GPIO[9]	0	SCL
19	rezervováno
20	GPIO[13]			CLK			INIT Timer Out 9

Modul obsahuje pokročilé řízení spotřeby, umožňuje snížit pracovní frekvenci až na 1/16, nebo aktivovat různé režimy spánku. Typická spotřeba modulu je 1.1W (při 3.3V napájení), spotřeba při snížené frekvenci až 600mW, v režimu spánku 110mW.

Vývojová deska

Pro vývoj aplikací s modulem Digi Connect ME® 9210 je určena vývojová deska obsahující:

konektor pro připojení modulu Digi Connect ME® 9210
JTAG konektor
dva RS-232 porty
vyvedené GPIO linky
indikační LED
patice pro logický analyzér a testovací body
napájecí konektory

Deska je dodávána v rámci vývojového kitu „Digi JumpStart Kit“ společně s jedním modulem Digi Connect ME® 9210, JTAG adaptérem s rozhraním USB 2.0, doprovodným CD s vývojovým prostředím, napájecím adaptérem, ethernetovým a sériovým kabelem.

Varianty software

Pro modul Digi Connect ME® 9210 je připraveno několik variant software:

přednahraný firmware
NET+OS
Linux s jádrem řady 2.6.26 (připravuje se)
.NET MicroFramework (připravuje se)

NET+OS

Firma Digi nabízí pro použití s modulem specializovaný realtimový operační systém NET+OS založený na jádře ThreadX®. NET+OS implementuje protokol TCP/IP (ipv4 i ipv6), poskytuje vlastní odlehčený webserver Allegro. Mezi podporované síťové protokoly dále patří IPSec, SNMP, LDAP, SSL/TLS, POP3, (E)SMTP, LDAPv3, ADDP, SNMP, SNTP, SLP, DNS, DHCP, BOOTP, PPP, FTP, Telnet a vlastní rozhraní RealPort® pro vzdálený přístup k sériovým portům. Nechybí moduly pro šifrování: SSL/TLS, IPsec, HTTPS, MD5, SSHv2 server, WPA/WPA2/802.11i.

NET+OS obsahuje podporu pro USB; ze souborových systémů implementuje FAT16/32 a specializovaný vlastní filesystém vhodný pro nasazení na paměti flash.

Pro NET+OS jsou samozřejmě dostupné též ovladače jednotlivých, výše zmíněných, periferií procesoru NS9210.

Integrované vývojové prostředí Digi ESP

Pro vývoj aplikací s moduly Digi Connect nabízí společnost Digi integrované vývojové prostředí. Jeho výhodou je především skutečnost, že je postaveno na ověřených otevřených řešeních jakými jsou překladač gcc, či prostředí Eclipse. To mimo jiné umožňuje využívat rozšíření třetích stran. Součastí IDE je i integrace se systémem CVS pro správu verzí.

IDE je nabízeno ve dvou variantách podle cílového operačního systému: Pro systém NET+OS je připravena instalace vývojového prostředí pro OS Microsoft Windows NT® 4/2000/2003/XP/Vista. Pro vývoj aplikací založených na OS Linux je připravena linuxová verze vývojového prostředí. Tu je možné spouštět jako bootovatelné DVD („Live-DVD“).