La carte Face Avant – Description

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

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.

Schema - Carte face avant

Carte Face Avant.sch

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

FaceAvant-DessusFaceAvant-Dessous

La Face Avant – Les connecteurs

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

Face avant - Liste des broches du connecteur J10

 

BrocheNomFonction
1TCKTCK
2GndGnd
3TDOTDO
4+3.3V+3.3V
5TMSTMS
6
7
8
9TDITDI
10GndGnd

Face avant - Liste des broches du connecteur Jtag J2

 

{{Broche}}{{Nom}}{{Fonction}}{{Affectation}}{{Broche}}
1..12
13SPICLKSPICLKCarte CPUDIO 14
14GndGnd
15SPIINSPIINCarte CPUDIO 10
16GndGnd
17CS_CPLDCS_CPLDCarte CPUDIO 11
18GndGnd
19SPIOUTSPIOUTCarte CPUDIO 12
20GndGnd
21..26

Face avant - Liste des broches du connecteur J3

 

{{Broche}}{{Nom}}{{Fonction}}
1GndVss
2+5VVdd
3+4.5VContrast Adjust
4RSRS
5R/WR/W
6EN_LCDEN_LCD
7DB0DB0
8DB1DB1
9DB2DB2
10DB3DB3
11DB4DB4
12DB5DB5
13DB6DB6
14DB7DB7
15+6VA/Vee
16LED5K

Face avant - Liste des broches du connecteur LCD J1

 

L’afficheur Alphanumérique 24×2

AfficheurAlpha-Dessus

AfficheurAlpha-Dessous

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.

Kicad-Projet

  • 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.

Kicad-eeschema

Kicad-libedit

  • 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.

La carte CPU – TS7800 – Les connecteurs

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

BrocheNomFonctionAffectationBrocheBrocheNomFonctionAffectationBroche
A1A[0]B1GNDGND
A2A[1]B2B[1]
A3A[2]B3+5V+5V
A4A[3]B4B[3]
A5A[4]B53.3V3.3V
A6A[5]B6B[5]
A7A[6]B7B[6]
A8A[7]B8B[7]
A9A[8]B98V_30V
A10A[9]B10GNDGND
A11A[10]B11B[10]
A12A[11]B12B[11]
A13A[12]B13B[12]
A14A[13]B14B[13]
A15A[14]B15B[14]
A16A[15]B16B[15]
A17A[16]B17B[16]
A18A[17]B18B[17]
A19A[18]B19B[18]
A20A[19]B20B[19]
A21A[20]B21B[20]
A22A[21]B22B[21]
A23A[22]B23B[22]
A24A[23]B24B[23]
A25A[24]B25B[24]
A26A[25]B26B[25]
A27A[26]B27B[26]
A28A[27]B28B[27]
A29A[28]B29+5V+5V
A30A[29]B30B[29]
A31A[30]B31GNDGND
A32GNDGNDB32B[31]

PC104 – Liste des broches des connecteurs C et D

BrocheNomFonctionAffectationBrocheBrocheNomFonctionAffectationBroche
C0GNDGNDD0GND
C1C[1]D1D[1]
C2C[2]D2D[2]
C3C[3]D3D[3]
C4C[4]D4D[4]
C5C[5]D5D[5]
C6C[6]D6D[6]
C7C[7]D7D[7]
C8C[8]D83.3V3.3V
C9C[9]D9D[9]
C10C[10]D10D[10]
C11C[11]D11D[11]
C12C[12]D12D[12]
C13C[13]D13D[13]
C14C[14]Tx Uart 9 (TTL)D14D[14]
C15C[15]Rx Uart 9 (TTL)D15D[15]
C16C[16]D16+5V+5V
C17C[17]Tx Uart 8 (TTL)Tx - Carte CMUCam2TTL - 2D17D[17]
C18C[18]Rx Uart 8 (TTL)Rx - Carte CMUCam2TTL - 4D18GNDGND
C19GNDGNDD19GNDGND

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

BrocheNomFonctionAffectationBroche
1DIO_1Command/Data Read/WriteCarte Afficheur graphiqueK1-4
2GndGnd
3DIO_3
4DIO_4
5DIO_5
6SPI_FRAME
7DIO_7
8DIO_8
9DIO_9
10SPI_MISOSPI_MISOIHM Face AvantJ3 - 15
11DIO_11CS_CPLDIHM Face AvantJ3 - 17
12SPI_MOSISPI_MOSIIHM Face AvantJ3 - 19
13DIO_13Tx Uart 6 (TTL)Contrôle moteursJP8 - 2
14SPI_CLKSPI_CLKIHM Face AvantJ3 - 13
15DIO_15Rx Uart 6 (TTL)Contrôle moteursJP8 - 3
163.3V3.3V

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

BrocheNomFonctionAffectationBroche
15V5V
2GndGnd
3BIAS
4RSData readCarte Afficheur graphiqueK1-5
5RWData writeCarte Afficheur graphiqueK1-6
6ENChip EnableCarte Afficheur graphiqueK1-15
7DB0Data bus line 0Carte Afficheur graphiqueK1-7
8DB1Data bus line 1Carte Afficheur graphiqueK1-8
9DB2Data bus line 2Carte Afficheur graphiqueK1-9
10DB3Data bus line 3Carte Afficheur graphiqueK1-10
11DB4Data bus line 4Carte Afficheur graphiqueK1-11
12DB5Data bus line 5Carte Afficheur graphiqueK1-12
13DB6Data bus line 6Carte Afficheur graphiqueK1-13
14DB7Data bus line 7Carte Afficheur graphiqueK1-14

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

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

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

BrocheFonctionAffectationBroche
1NC
2RxD
3TxD
4NC
5Gnd
6NC
7NC
8NC
9NC
10NC

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

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

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

BrocheFonctionAffectationBroche
1Canal 0
2Gnd
3Canal 1
4Gnd
5Canal 3
6Gnd
7Canal 2
8Gnd
9Canal 7
10Gnd

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

BrocheFonctionAffectationBroche
1Jtag DINCanal 0
2NC
3Jtag_TMS_CPU
43.3V
5Jtag_Clk
6CPU_Reset #
7Jtag_CPU_DOUT
8Gnd
9Jtag_TMS
10Jtag_DOUT
11COM1 CTS
12COM1 RTS
13COM1 RxD
14COM1 TxD
15COM1_DCD
16COM1_DTR