[OK210开发板体验]入门篇(2)板载资源

要想很好的使用飞凌OK210这块板子,必须知道其板上提供了那些资源,今天是[OK210开发板体验]的第二篇:板载资源,下面逐一进行分析介绍。

首先从整体上了解下,板上的所有资源

由上图可知,主要功能包括:

1路TFT液晶接口
1路SD卡
5个按键
4只LED流水灯
1路板载模拟量ADC0输入,调节范围:0至3.0V
1组模拟量输入接口,多达6路模拟量输入
1组音频接口,其中包括耳机输出,话筒输入,线路输入
4路UART(2路RS-232 ,2路LVTTL)
1路HDMI
4路USB 2.0 HOST
1路USB 2.0 DEVICE
1路SPI
2路I2C
1路矩阵键盘,兼容6×6和4×4两种矩阵键盘
1路摄像头,支持模拟摄像头和数字摄像头(OV3640)
1路SDIO WiFi
1路模拟复合视频信号
1路10M/100M自适应以太网
1路板载红外接收头
1路板载温度传感器


接下来,从各个功能模块来分析:

1 HDMI接口

HDMI是HighDefinition Multimedia Interface(高清晰度多媒体接口)的英文缩写,它是一种数字化视频/音频接口技术,2002年由日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司共同提出的、适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影像信号,最高数据传输速度为2.25GB/s。HDMI多用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机。

OK210的底板上U5对应的接口为HDMI接口,该接口符合HDMI1.3,HDCP1.1,和DVI1.0标准,最大支持1080p/30帧每秒的输出格式,支持RGB4:4:4/YCbCr格式,在测试过程中可通过该接口连接监视器或显示器。该接口直接与扩展槽相连,主要有 XHDMITXP2XHDMITXN2XHDMITXP1XHDMITXN1XHDMIXCP0XHDMIXCN0XHDMIXCPXHDMIXCNHDMI_CECXI2CSCL1XI2CSDA1HDMI_HPD详细见OK210硬件手册P45


2 UART接口

UART是UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter(通用异步收发传输器)的英文缩写,它是一种通用串行异步通信数据总线,可以实现全双工传输和接收。

RS232是美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustry Association)制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写,232为标识号(还有RS485,RS422),UART是串行总线的总称,而RS232是规定了电气特征的接口,一般通过MAX232将UART转成RS232,以连接外设。

OK210提供了4路UART接口,分别为UART0、UART1,这两个接口带有CTS、RTS流控信号,该接口的引出是为了方便用户连接3.3V电平的串口设备,并且这两个接口都预留了中断引脚,方便用户功能的扩展。开发板的串口可以接一些通用的串口设备,也可以接飞凌公司生产的使用串口通信的GPS、GPRS等模块。它们直接与扩展槽相连,UART0的引脚为,XUCTSN0、XURTSN0、XUTXD0、XURXD0、XPWRRGTON、AC97_SDI,UART1的引脚为XUCTSN1、XURTSN1、XUTXD1、XURXD1、XPWRRGTON、AC97_SDO。详细见OK210硬件手册P43。

UART2、UART3即为两路RS232电平的通用异步串行接口,UART2(COM2) 为系统调试串口,UART3(COM3)用于用户扩展功能。这两个串行接口采用标准的DB9连接器。它们通过MAX232ESE与扩展槽相连,分别对应为XUTXD2----RS232_TXD2、XURXD2----RS232_RXD2 ,XUTXD3----RS232_TXD3、XURXD3----RS232_RXD3。详细见OK210硬件手册P43。

其中UART2主要用来串口调试,尤其在Linux开发中。

3 RJ45网络接口

以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3。

U2是OK210开发板的RJ45网络插座,OK210开发板配备10M/100M自适应以太网接口,采用的网络芯片是DAVICOM公司的DM9000网络芯片,RJ45网络插座采用的是带隔离变压器的网络插座,接口的引脚连接形式采用的DCE形式的接线方式,开发板和PC机使用普通的直连网线就可以通讯。U2通过DM9000A与扩展槽相连,主要的引脚包括:XM0DATA0-15、XNRSTOUT、XMoCSN1、XM0WEN、XM0OEN 、XM0ADDR2,详细见OK210硬件手册P52。

该网络接口,在Linux开发中,连接电脑的网口,可搭建NFS开发环境,方便程序的调试。


4 SPI接口

SPI是SerialPeripheral Interface(串行外设接口)的英语缩写,它是Motorola公司提出的一种高速的、全双工、同步的串行数据传输标准,在很多器件中被广泛应用。SPI接口经常被称为4线串行总线,以主/从方式工作,数据传输过程由主机初始化。其使用的4条信号线分别为:SCLK:串行时钟,用来同步数据传输,由主机输出;MOSI:主机输出从机输入数据线;MISO:主机输入从机输出数据线;SS:片选线,低电平有效,由主机输出。

OK210开发板引出了一路SPI接口,该接口对应的是S5PV210的SPI0,另外,该接口还预留了电源、地、中断、使能等信号,方便用户的扩展,该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有XSPICLKO、XSPICSN0、XPWRRGTON、XSPIMOSI0、XSPIMISO0、AC97_BITCLK,详细见OK210硬件手册P47。

5 I2C接口

I2C是Inter-IntegratedCircuit的英语缩写,它是由PHILIPS公司开发的一种双向的两线连续总线,提供集成电路(ICs)之间的通信线路,用于连接微控制器及其外围设备,是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它采用一条数据线(SDA),加一条时钟线(SCL)来完成数据的传输及外围器件的扩展,支持任何IC 生产过程(CMOS、双极性)。I2C总线的意思是“完成集成电路或功能单元之间信息交换的规范或协议”。I2C总线有三种数据传输速度:标准,快速模式和高速模式。标准的是100Kbps,快速模式为400Kbps,高速模式支持快至3.4Mbps的速度。所有的与次之传输速度的模式都是兼容的。I2C总线支持7位和10位地址空间设备和在不同电压下运行的设备。

OK210开发板引出了两路I2C串行接口,IIC0和IIC1,另外,该接口还预留了电源、地、中断、使能等信号,方便用户的扩展。该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有:XPWRRGTON、AC97_SYNC、XI2CSCL0、XI2CSDA0、XI2CSDA1、XI2CSDL1、详细见OK210硬件手册P48。

6 SDWiFi接口

SDIO是SecureDigital Input and Output Card(安全数字输入输出卡)的英文缩写,提到SDIO,必须先了解MMC卡和SD卡。MMC就是MultiMediaCard的缩写,即多媒体卡。它是一种非易失性存储器件,体积小巧(24mm*32mm*1.4mm),容量大,耗电量低,传输速度快,广泛应用于消费类电子产品中。而SD卡为Secure Digital Memory Card, 即安全数码卡。它在MMC的基础上发展而来,增加了两个主要特色:SD卡强调数据的安全安全,可以设定所储存的使用权限,防止数据被他人复制;另外一个特色就是传输速度比2.11版的MMC卡快。在数据传输和物理规范上,SD卡(24mm*32mm*2.1mm,比 MMC卡更厚一点),向前兼容了MMC卡.所有支持SD卡的设备也支持MMC卡。SDIO是在SD标准上定义了一种外设接口,它和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。在SDIO卡只需要SPI和1位SD传输模式。低速卡的目标应用是以最小的硬件开销支持低速IO能力。现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能(SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定),而且许多 SDIO 外围也都被开发出来,让手机外接外围更加容易,并且开发上更有弹性(不需要内建外围)。目前常见 的 SDIO 外围(SDIO 卡)有:Wi-Fi card(无线网络卡) 、CMOS sensor card(照相模块)、GPS card 、GSM/GPRS modem card 、Bluetooth card 、Radio/TVcard(很好玩),SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一,并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

S5PV210提供四路SD/MMC控制器,可以作为两个8位的SD/MMC总线使用,也可作为四个四位的SD/MMC总线使用,OK210引出SD/MMC3作为一路SDIO接口,采用四位的总线宽度,该接口默认是配合飞凌公司的SDIOWiFi模块使用的,用户也可以根据该接口的引脚定义来连接自己的SDIO模块,也可以连接SD、MMC卡,该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有:XMMC3DATA0-3、XMMC3CND、XMMC3CMD、XMMC3CLK、XENIT18、XPWRRGTON,详细见OK210硬件手册P50。

该接口应该主要用来连接飞凌公司的WiFi模块。


7 CAMERA接口

S5PV210的摄像头接口包括三个接口单元,CAMIF0,CAMIF1,和CAMIF2;CAMIF0和CAMIF1用于连接外部的摄像头模块,CAMIF2接口用于连接MIPI CSI接口,OK210开发板引出的是S5PV210的CAMIF0接口。该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有:XI2CSDA0、XI2CSCL0、XEINT0、XCIPCLK、XCIVSYNC、XCIHREF、XCIMCLK、XCIFIELD、XCIDDATA0-7、XPWRRGTON,详细见OK210硬件手册P50。

该接口主要用来连接飞凌公司的两种摄像头模块(OV3640数字摄像头和TVP5150模拟摄像头)。

8 KeyBoard接口

该接口直接与扩展槽相连,该接口采用的是S5PV210两组矩阵键盘接口的PORT1(8X14)中的部分引脚,主要的引脚有:KP_COL0-5KP_ROW0-5XPWRRGTON,详细见OK210硬件手册P43

9 ADC接口

ADC是Analog toDigital Converter的英语简称,即模数转换器,它是将模拟信号转换成数字信号的电路总称,A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。常用的A/D转换方法有:逐次逼近法、双积分法、电压频率转换法该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有:XADCAIN6\、XADCAIN7、TSP_X+、TSP_X-、TSP_Y+、TSP_Y-,详细见OK210硬件手册P43。该接口引出了6路模拟输入通道,用于客户扩展功能使用。OK210的触摸屏接口采用PORT0,即(AIN2-AIN5)。另外,在板子的右下角,还有一个独立的ADC模块,它通过一个可调电位器RP1,连接到S5PV210的模拟输入0通道,通过对该可调电位器的调节可以改变模拟通道的输入电压值,电压的调节范围为0V-3V,用户可以利用这个可调电位器来熟悉S5PV210的ADC控制器的使用。详细见OK210硬件手册P41


该模块主要用来学习ADC的采集。


10 Power接口

OK210开发板采用DC5V直流供电。板上J7为电源插座,直接连接配套的5V电源适配器。电源插座旁边的拨动开关J5为电源开关,控制板上电源的通断。5V电源主要供ADC、SPI 、I2C、UART0、UART1、CAMER、CONX2、KEYBoard、IRDA、BEEP、HDMI、SDWIFI供电,详细见OK210硬件手册P33。另外板上通过LM1117-3.3芯片将5V转成3.3V,为一些芯片或片上资源供电,主要有:ADC、RP1、RJ45、SD、DM9000、DS18B20、LED1-4、MAX232、KEY等,详细见硬件底板原理图或详细见OK210硬件手册P43。

11 USB OTG接口

U10对应USB 2.0 OTG接口,该接口是采用标准的Mini USB插座。USB OTG是USBOn-The-Go的缩写,是近年发展起来的技术,2001年12月18日由USB Implementers Forum公布,主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接,进行数据交换。特别是PDA、移动电话、消费类设备。改变如数码照相机、摄像机、打印机等设备间多种不同制式连接器,多达7种制式的存储卡间数据交换的不便。USB技术的发展,使得PC和周边设备能够通过简单方式、适度的制造成本将各种设备连接在一起,上述我们提到应用,都可以通过USB总线,作为PC的周边,在PC的控制下进行数据交换。但这种方便的交换方式,一旦离开了PC,各设备间无法利用USB口进行操作,因为没有一个设备能够充当PC一样的Host。On-The-Go,即OTG技术就是实现在没有Host的情况下,实现设备间的数据传送。例如数码相机直接连接到打印机上,通过OTG技术,连接两台设备间的USB口,将拍出的相片立即打印出来;也可以将数码照相机中的数据,通过OTG发送到USB接口的移动硬盘上,野外操作就没有必要携带价格昂贵的存储卡,或者背一个便携电脑。该接口直接与扩展槽相连,主要的引脚有:XUOVBUS 通过电感转成USBVDD,XUODM、XUODP、XUOID,详细见OK210硬件手册P47。

12 USB Host接口

 USB是英文Universal SerialBus的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准,而是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。USB设备分为HOST(主设备)和SLAVE(从设备),只有当一台HOST与一台SLAVE连接时才能实现数据的传输。简单的说,如果一个数码设备支持USB HOST,那么它就可以从另外一个USB设备中取得数据。OK210开发板将210芯片的USBHOST接口(XUHDP,XUHDM)通过USB2514B芯片扩展出4个USB2.0 HOST接口,扩展了S5PV210的USBHOST的数量,增强了OK210开发板的整体性能。这四个USBHOST分别为USB1、USB2、USB3、USB4,可以挂接一些诸如U盘、USB鼠标、USB键盘等通用的USB设备及飞凌公司生产的使用USB接口的3G、GPRS等模块。该接口与扩展槽连接的引脚为:XUHDP和XUHDM,详细见OK210硬件手册P46。

13 CVBS接口

CVBS(复合视频广播信号)英文全称(Composite Video Broadcast Signal)它是一个模拟电视节目(图片)信号在与声音信号结合,并调制到射频载波之前的一种产生类似播放输出的播放格式。通常CVBS也叫做RCA视频,它是电视标准委员会(NTSC)电视信号的传统图像数据传输方法,它以模拟波形来传输数据。复合视频包含色差(色调和饱和度)和亮度(光亮)信息,并将它们同步在消隐脉冲中,用同一信号传输。这使产生的信号大约有6MHz宽。一些闭路电视系统使用同轴电缆近距离传输复合视频,一些DVD播放器和视频磁带录像机(VCR)通过拾音插座提供复合视频输入和输出,这个插座也叫做RCA连接器。特别是在信号微弱的时候。这就是为何远距离的使用VHF或UHF的NTFS电视台用老旧的鞭形天线,“兔子耳朵”,或室外的“空中”它都将发挥到不错的效果。CVBS是一种比较老的显示方式,更准确的说是第一代视频显示输出方式(第二代是S-VIDEO,第三代是VGA,第四代是DVI,第五代是HDMI)。S5PV210带有1路10位精度的DAC模块,该模块支持ITU_R BT.470和EIA-770兼容的模拟TV信号.信号输出格式为CVBS。该接口称为RCA插座,信号通过 NJM2561 低电压视频放大器与扩展槽的XDACOUT0引脚相连,详细见OK210硬件手册P51。该模块应该用不到。


14 PHONE&LINEIN&MIC接口

PHONE,绿色接口,是模拟音频信号输出,用于连接耳机及大多数扬声器或音箱;LINEIN,蓝色接口,是数字音频信号输入,用于连接录音/播放设备,如录音机、CD机、录像机;MIC,粉色接口,是模拟音频信号输入,用于连接话筒或麦克风。OK210提供三种音频接口,耳机输出(绿色),线路输入(蓝色), 话筒输入(红色),这三个接口采用标准的开关型音频接插件,使用的音频编解码芯片为WM8960,该芯片采用D类音频功放,最高提供1W的输出功率;采用IIS串行音频总线和S5PV210芯片连接。主要的引脚有:XI2SCDCLK0、XI2SSCLK0、XI2SLRCKL0、XI2SSDO0_0、AC97_RESETn、XI2SSDI0、XI2CSCL0、XI2CSDA0,详细见OK210硬件手册P42。该模块可以学习音频的处理。

15 Key接口

OK210开发板提供了5个用户按键,分别为K1、K2、K3、K4、K5,用户开发自己的应用程序时可使用这些按键,按键上方对应的字符指示按键在Android系统中代表的按键功能,K1位返回键,K2为主界面键,K3为菜单键,K4为电源键,K5为搜索键。改组按键连接到S5PV210的外部中断引脚,在按键抬起状态下通过上拉电阻上拉到高电平,按键按下是为低电平。即默认为高,按下为低。该接口对应的引脚分别为:XEINT3-7,详细见OK210硬件手册P39。     该模块应该主要学习中断的处理。

16 Boot接口

S5PV210有多种启动方式,在系统上电或复位后,通过读取XOM引脚的状态,选择不同的启动方式。具体可参考S5PV210的数据手册。启动拨码开关默认为低,On为高。在此主要有两种启动方式:NandFlash和SD卡启动,详细见OK210硬件手册P35。主要设置系统的启动模式,因为在开发过程中,一般选择SD。

17 LCD接口

LCD是 Liquid Crystal Display 的英语简称,即液晶显示屏,它的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面。常见的主要有DSTN式和TFT式。

触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。常见的主要有电容式和电阻式。

OK210开发板提供的LCD液晶显示接口,是一个54pin的FPC卡座,该接口主要用来连接飞凌公司生产的不同尺寸规格的电阻液晶屏和电容液晶屏。它直接与扩展槽相连,主要的引脚有:TSP_X+、TSP_X-、TSP_Y+、TSP_Y-、XPWRRGTON、XI2CSDA0、XI2CSCL0、XSPIMOSI1、XSPIMISO1、XSPICSN1、XSPICLK1、XEINT1、XEINT2、XVVDO0-23、XVHSYNC、XVVSYNC、VVDEN、XVVCLK、XPWMTOUT1,详细见OK210硬件手册P35。

该接口主要配备飞凌公司的LCD模块使用。

18 SD卡接口

SD卡接口,即板上的CON8,该接口兼容SD卡和/MMC卡,连接到了S5PV210的MMC2接口上,详细见OK210硬件手册P38。主要用来接插SD卡。

20 LED接口

LED是light-emittingdiode的英语缩写,即发光二极管。它由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。常用的封装形式有贴片式的如0805和直插式的。OK210开发板提供4个LED指示灯,分别为D1、D2、D3、D4,使用LED指示灯时需要先将这种引脚配置为GPIO功能,引脚输出低电平时点亮LED指示灯,引脚输出高电平时,关闭LED指示灯,即低电平有效,该接口直接与扩展槽相连,对应的引脚为XM0ADDR4-7,详细见OK210硬件手册P40。主要用来指示程序的运行状态或学习GPIO的编程等。

21 Reset接口

复位引脚与扩展槽的PB_POR引脚相连,且低电平有效,详细见OK210硬件手册P43。

22 IRDA红外接口

红外线接收器是一种可以接收红外信号并能独立完成从红外线接收到输出与TTL电频信号兼容的器件,体积和普通的塑封三极管差不多,适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。红外遥控器的编码格式通常有两种格式:NEC和RC5。     OK210开发板采用HS0038B一体化红外接收器,该红外接收器体积小,适用于红外远程控制系统;光二极管和前置放大器集成在同一封装内,封装设计采用环氧树脂,同时具有红外滤光片的作用。该接口直接与扩展槽XM0ADDR1引脚相连,详细见OK210硬件手册。

主要用来学习红外采集。


23 Beep蜂鸣器接口

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器按照工作原理分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型;按照功能又为分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源式蜂鸣器,这里的“源”不是指电源,而是指震荡源,也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源式蜂鸣器内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。
       OK210板上配有一个有源蜂鸣器,它连接到了S5PV210的XPWMOUT0通道,同时XPWMOUT0通道在S5PV210IROM启动阶段还作为启动错误的提示通道,可以通过蜂鸣器的不同声音来区分IROM启动中遇到的不同错误。用户可以利用该器件来熟悉PWM模块的使用,也可用来产生的各种提示声音。详细见OK210硬件手册P54。

24 DS18B20接口


DS18B20是常用的温度传感器,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢。板上采用3端封装式的DS18B20,提供9-12bit的温度测量,具有上限温度、下限温度可配置的报警功能,DS18B20通过一线式总线和微处理器通信,即连接了扩展槽的XM0ADDR3引脚,详细见OK210硬件手册P53。

主要实现温度的采集。

至此,几乎板上的所有资源都介绍完了,结下来,搭建OK210的Linux开发环境,开始真正的探索之旅。