Cette carte a permet le dialogue entre MyBot et un utilisateur, à l’aide de :

• Boutons poussoirs
• 4 LEDs
• Un afficheur Alphanumérique WH2402A  de chez Winstar Display

La Face Avant – Description générale

C’est une carte que j’ai récupéré sur un modem satellite. Elle est composée principalement d’un CPLD qui interprète les commandes reçues par le port SPI venant de la carte CPU. Ce CPLD récupère aussi les appuis touches des 6 boutons poussoirs et commande les 4 LEDs.

Carte Face Avant.sch

Voici la carte dans son état actuel, telle que est intégrée dans MyBot.

La Face Avant – Les connecteurs

{{Broche}}	{{Nom}}	{{Fonction}}	{{Affectation}}	{{Broche}}
1	Gnd	Gnd
2..9
10	Gnd	Gnd
11	Gnd	Gnd
12	+6V	+6V
13..24
25	Gnd	Gnd
26

Face avant - Liste des broches du connecteur J10

 

Broche	Nom	Fonction
1	TCK	TCK
2	Gnd	Gnd
3	TDO	TDO
4	+3.3V	+3.3V
5	TMS	TMS
6
7
8
9	TDI	TDI
10	Gnd	Gnd

Face avant - Liste des broches du connecteur Jtag J2

 

{{Broche}}	{{Nom}}	{{Fonction}}	{{Affectation}}	{{Broche}}
1..12
13	SPICLK	SPICLK	Carte CPU	DIO 14
14	Gnd	Gnd
15	SPIIN	SPIIN	Carte CPU	DIO 10
16	Gnd	Gnd
17	CS_CPLD	CS_CPLD	Carte CPU	DIO 11
18	Gnd	Gnd
19	SPIOUT	SPIOUT	Carte CPU	DIO 12
20	Gnd	Gnd
21..26

Face avant - Liste des broches du connecteur J3

 

{{Broche}}	{{Nom}}	{{Fonction}}
1	Gnd	Vss
2	+5V	Vdd
3	+4.5V	Contrast Adjust
4	RS	RS
5	R/W	R/W
6	EN_LCD	EN_LCD
7	DB0	DB0
8	DB1	DB1
9	DB2	DB2
10	DB3	DB3
11	DB4	DB4
12	DB5	DB5
13	DB6	DB6
14	DB7	DB7
15	+6V	A/Vee
16	LED5	K

Face avant - Liste des broches du connecteur LCD J1

 

L’afficheur Alphanumérique 24×2

Aparté sur le logiciel de CAO – Kicad

J’ai réalisé les schémas de cette carte à l’aide de KiCad, c’est est une suite logicielle sous licence GPL de CAO électronique ({Conception Assistée par Ordinateur}). Elle regroupe un ensemble de quatre logiciels et un gestionnaire de projets destinés à la réalisation de cartes électroniques: :

• kicad – Gestionnaire de projets.

• eeschema – Editeur de schéma. Il existe un grand nombre de composants déjà inclus mais on peut aussi utiliser l’éditeur de composant intégré Libedit. On peut aussi récupérer les composants mis à disposition par la communauté, par exemple ici.

• cvpcb – Utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants électroniques utilisés dans le schéma.
• pcbnew – Logiciel de réalisation de circuits imprimés.
• gerbview – Visualisation des documents générés au format GERBER.

Les connecteurs

Alimentation

La carte TS-7800  a besoin d’une alimentation continue 5VDC à 1A quand la fréquence du CPU est à  500 MHz. Le connecteur à vis ({{CN3}}) a 2 bornes + et -.

Ethernet

Une interface Ethernet (10/100/1000) est disponible sur un connecteur RJ45 (T1). Ce connecteur possède aussi 2 LEDs (LINK/ACTIVITY et 10/100/1000 SPEED) intégrées.

La LED verte LINK (côté droit du connecteur) est active quand un lien Ethernet valide est détecté. Elle est allumée lorsque le TS-7800 est alimenté et correctement connecté à un réseau Ethernet 10/100/1000. La même LED ACTIVITY indique aussi l’activité pour indiquer l’émission ou la réception de données. La LED SPEED (côté gauche du connecteur) est allumée quand le lien est à 1000M et éteinte sur un lien 10/100. Ces deux LEDs sont contrôlées directement par le switch Marvell 88E1118 et ne charge pas le processeur.

USB

Le connecteur USB ({{J6}}) sur la carte TS-7800 offrent deux interfaces USB haute vitesse. Elles sont directement reliées au processeur {{MV88F5182}}, qui intègre un double port USB Open Host Controller Interface (OHCI), offrant des ports de communication série d’une vitesse de transmission de 480 Mbits/s. Jusqu’à 127 périphériques USB (imprimante, souris, appareil photo, clavier, etc) et de concentrateurs USB peuvent être connectés à l’hôte USB. Cela inclut les caractéristiques suivantes:

• USB 2.0 compatible OHCI Rev 1.0 Low Speed (1,5 Mbps), Full Speed (12 Mbps)  Hi Speed (480 Mbps)
• Hub intégré avec 2 ports USB avec Transceiver intégrés
• Protection contre les surintensit et prise en charge de la gestion d’énergie en tant que maître du bus.

SATA

Il y a deux connecteurs SATA 2.0 (CN6 et CN12) PHY intégrés et connectés directement au processeur MV88F5182. Ces connecteurs sont compatibles SATA 2.0 Phase 1 et ce sont 2 connecteurs verticaux standards SATA. La carte TS-7800 n’a pas de connecteurs d’alimentation SATA.

SD Card

La carte est équipée de 2 connecteurs SD. Le premier SD (CN4) de type ALPS est à l’arrière de la carte et le second Micro-SD (CN7) sur le dessus de la carte. La partie principale d’accès aux SD est implémenté par le FPGA embarqué. Systems Technologic a écrit un driver Linux (tssdcard.ko). Par contre, pour l’instant seuls des sources pour un kernel 2.6.21 sont disponibles. Les deux prises sont SD bootable et sont compatibles avec des cartes SDHC.

PC 104

Le connecteur PC 104, composé de CN5 et CN11, permet d’avoir soit un port ISA, soit des Entrées/Sorties numériques. Pour l’instant, je ne vais utiliser que les Entrées/Sorties. Sur les 2 connecteurs, elles sont affectées de la manière suivante.

PC104 – Liste des broches des connecteurs A et B

Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche	Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche
A1	A[0]				B1	GND	GND
A2	A[1]				B2	B[1]
A3	A[2]				B3	+5V	+5V
A4	A[3]				B4	B[3]
A5	A[4]				B5	3.3V	3.3V
A6	A[5]				B6	B[5]
A7	A[6]				B7	B[6]
A8	A[7]				B8	B[7]
A9	A[8]				B9	8V_30V
A10	A[9]				B10	GND	GND
A11	A[10]				B11	B[10]
A12	A[11]				B12	B[11]
A13	A[12]				B13	B[12]
A14	A[13]				B14	B[13]
A15	A[14]				B15	B[14]
A16	A[15]				B16	B[15]
A17	A[16]				B17	B[16]
A18	A[17]				B18	B[17]
A19	A[18]				B19	B[18]
A20	A[19]				B20	B[19]
A21	A[20]				B21	B[20]
A22	A[21]				B22	B[21]
A23	A[22]				B23	B[22]
A24	A[23]				B24	B[23]
A25	A[24]				B25	B[24]
A26	A[25]				B26	B[25]
A27	A[26]				B27	B[26]
A28	A[27]				B28	B[27]
A29	A[28]				B29	+5V	+5V
A30	A[29]				B30	B[29]
A31	A[30]				B31	GND	GND
A32	GND	GND			B32	B[31]

PC104 – Liste des broches des connecteurs C et D

Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche	Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche
C0	GND	GND			D0	GND
C1	C[1]				D1	D[1]
C2	C[2]				D2	D[2]
C3	C[3]				D3	D[3]
C4	C[4]				D4	D[4]
C5	C[5]				D5	D[5]
C6	C[6]				D6	D[6]
C7	C[7]				D7	D[7]
C8	C[8]				D8	3.3V	3.3V
C9	C[9]				D9	D[9]
C10	C[10]				D10	D[10]
C11	C[11]				D11	D[11]
C12	C[12]				D12	D[12]
C13	C[13]				D13	D[13]
C14	C[14]	Tx Uart 9 (TTL)			D14	D[14]
C15	C[15]	Rx Uart 9 (TTL)			D15	D[15]
C16	C[16]				D16	+5V	+5V
C17	C[17]	Tx Uart 8 (TTL)	Tx - Carte CMUCam2	TTL - 2	D17	D[17]
C18	C[18]	Rx Uart 8 (TTL)	Rx - Carte CMUCam2	TTL - 4	D18	GND	GND
C19	GND	GND		D19	GND	GND

DIO

Ce connecteur (DN9) fournit plusieurs entrées/sorties numériques. Ces broches peuvent mises à l’état bas, sinon elles sont entrées avec résistances pull-up. Le pull-ups sont par 2.2k Ohms sur les broches impaires 1-15. Pin 10 a une 4.7K pull-up. Le reste est tiré vers le haut par le CPLD par la résistance nominale 20k-150k.

DIO – Liste des broches du connecteur DB9

Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche
1	DIO_1	Command/Data Read/Write	Carte Afficheur graphique	K1-4
2	Gnd	Gnd
3	DIO_3
4	DIO_4
5	DIO_5
6	SPI_FRAME
7	DIO_7
8	DIO_8
9	DIO_9
10	SPI_MISO	SPI_MISO	IHM Face Avant	J3 - 15
11	DIO_11	CS_CPLD	IHM Face Avant	J3 - 17
12	SPI_MOSI	SPI_MOSI	IHM Face Avant	J3 - 19
13	DIO_13	Tx Uart 6 (TTL)	Contrôle moteurs	JP8 - 2
14	SPI_CLK	SPI_CLK	IHM Face Avant	J3 - 13
15	DIO_15	Rx Uart 6 (TTL)	Contrôle moteurs	JP8 - 3
16	3.3V	3.3V

LCD

Ce connecteur ({{CN8}}) permet de brancher un écran LCD. Comme sur le connecteur DIO, les broches 7-14 peuvent être mises à l’état bas, sinon ils sont en tri-état avec une résistance de 2.2k en pull-up. Les broches 4 et 5 sont connectées en série avec, respectivement, des résistances de 470 Ohm et 51 Ohm.

Sur MyBot, j’utilise un écran LCD WINSTAR WG240128B.

LCD – Liste des broches du connecteur CN8

Broche	Nom	Fonction	Affectation	Broche
1	5V	5V
2	Gnd	Gnd
3	BIAS
4	RS	Data read	Carte Afficheur graphique	K1-5
5	RW	Data write	Carte Afficheur graphique	K1-6
6	EN	Chip Enable	Carte Afficheur graphique	K1-15
7	DB0	Data bus line 0	Carte Afficheur graphique	K1-7
8	DB1	Data bus line 1	Carte Afficheur graphique	K1-8
9	DB2	Data bus line 2	Carte Afficheur graphique	K1-9
10	DB3	Data bus line 3	Carte Afficheur graphique	K1-10
11	DB4	Data bus line 4	Carte Afficheur graphique	K1-11
12	DB5	Data bus line 5	Carte Afficheur graphique	K1-12
13	DB6	Data bus line 6	Carte Afficheur graphique	K1-13
14	DB7	Data bus line 7	Carte Afficheur graphique	K1-14

DB9

Le connecteur DB9 ({{J1}})permet d’accéder au port COM1 (/dev/ttyS0, par défaut, la console Linux).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232.

DB9 – Liste des broches du connecteur DB9

Broche	Fonction	Affectation	Broche
1	DCD
2	RD
3	TD
4	DTR
5	Gnd
6	DSR
7	RTS
8	CTS
9	RI

COM2

Le connecteur COM2 (CN1)permet d’accéder au port COM2 (/dev/ttyS1).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232. Avec l’option RS-422 et les composants MAX485 U18 et U17 (non soudés sur ma carte) on peut avoir des signaux au niveau RS-422.

COM2 – Liste des broches du connecteur CN1

Broche	Fonction	Affectation	Broche
1	NC
2	RxD
3	TxD
4	NC
5	Gnd
6	NC
7	NC
8	NC
9	NC
10	NC

COM3

Le connecteur COM3 ({{CN10}})permet d’accéder au port COM3 (/dev/ttyS2).  Tous les signaux sont au niveaux RS-232.

COM3 – Liste des broches du connecteur CN10

Broche	Fonction	Affectation	Broche
1	NC
2	RxD
3	TxD
4	NC
5	Gnd
6	NC
7	RTS
8	CTS
9	NC
10	NC

A/D

Au moyen d’un microcontroler AVR, on dispose de 6 canaux de conversion Analogique/Numérique 10bits. Les entrées doivent être comprises entre  0 et 3.3V et sont échantillonnées à 2 kHz. Cinq de ces six canaux sont connectés au connecteur {{HD7}}.

A/D – Liste des broches du connecteur HD7

Broche	Fonction	Affectation	Broche
1	Canal 0
2	Gnd
3	Canal 1
4	Gnd
5	Canal 3
6	Gnd
7	Canal 2
8	Gnd
9	Canal 7
10	Gnd

Le canal restant (canal 6) est relié à Vcc de l’option régulateur de tension (8-30V). Un diviseur de tension est utilisé pour diviser Vcc / 9 afin de s’assurer que la tension ne dépassera pas 3,3V.

Jtag

Ce connecteur JTAG (J2) est utilisé en usine pour la programmation du FPGA et du CPLD. Il n’est pas disponible pour le débogage JTAG sur le CPU. L’utilisation du JTAG (broches 1-10) n’est pas recommandée.

Les broches 11-16 de ce connecteur sont utilisées pour les signaux COM du connecteur DB9 (COM1).

Jtag – Liste des broches du connecteur J2

Broche	Fonction	Affectation	Broche
1	Jtag DINCanal 0
2	NC
3	Jtag_TMS_CPU
4	3.3V
5	Jtag_Clk
6	CPU_Reset #
7	Jtag_CPU_DOUT
8	Gnd
9	Jtag_TMS
10	Jtag_DOUT
11	COM1 CTS
12	COM1 RTS
13	COM1 RxD
14	COM1 TxD
15	COM1_DCD
16	COM1_DTR