PC-Handy Handbuch. ModuNORM

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1 PC-Handy Handbuch ModuNORM D.DOC / BT ModuNORM GmbH Telefon: +41 (0) CH-8840 Einsiedeln Telefax: +41 (0) Switzerland

2 Änderungsnachweis Änderung: Mutationsstand: Datum / Visum: Erstausgabe A / BT Kabel A / BT Artikelzeichnung B / BT Materialien, Reinigungsmittel C / BT PC-Handy MN D / BT PC-Handy MN D / BT Copyright 1999 durch: ModuNORM GmbH CH-8840 Einsiedeln Switzerland CoDeSys ist Warenzeichen von 3S GmbH ModuNORM ist Warenzeichen von ModuNORM GmbH QVis ist Warenzeichen der Kinz Elektronik RTXDOS und IBIOS sind Warenzeichen von Technosoftware AG WINbloc ist Warenzeichen von Weidmüller GmbH & Co. Windows CE ist Warenzeichen von Microsoft D.DOC

3 Inhaltsverzeichnis Seite: 1. Einleitung ModuNORM Produktestrategie PC/104 Steuerung Klemmenmodule Eigenschaften Merkmale Umgebungsbedingungen Abmessungen Materialien Reinigungsmittel Inbetriebnahme Speisung System-Software Software-Werkzeuge Funktionsbeschreibung Prozessor Power-on Reset und Batterie backup Flash-EPROM Dynamisches RAM Statisches RAM EEPROM MMC-Einschub Real Time Clock RTC LCD-Anzeige Temperatursensor Tastatur Beeper Serielle Schnittstellen CAN Schnittstellen Direkte I/O's PAL Funktionen JTAG Schnittstelle Watch-dog Konfiguration Lötbrücken Jumper Schnittstellenbeschreibung Steckerbelegung PC-Handy Kabelstecker D-SUB 9-pol Kabelstecker D-SUB 15-pol Anhang Literaturverzeichnis...22 Artikelzeichnung ModuNORM PC-Handy D.DOC

4 1. Einleitung 1.1 ModuNORM Produktestrategie Die ModuNORM Produktestrategie beruht auf der Realisierung von modularen, funktionsbezogenen Baugruppen in normierter Ausführung. Auf den kompakten steckbaren CPU-Modulen sind jeweils alle für eine stand-alone Anwendung notwendigen Funktionselemente wie MCU, RAM, ROM, RTC, Schnittstellen sowie lokale I/O s enthalten. Damit stehen für Embedded Control Anwendungen optimierte Rechnerkerne in hochintegrierter Ausführung als steckbare SMD-Module zur Verfügung. Dank der Konzentration der komplexen Rechnerkerne auf steckbare SMD-Module kann die jeweils anwendungsspezifisch ausgeführte Basis-Baugruppe in aller Regel in weniger komplexer Technik und damit kostengünstig gefertigt werden. Die standartisierten CPU-Module dagegen profitieren von der hochautomatisierten Fertigung in grossen Stückzahlen. Sämtliche ModuNORM Baugruppen für den Europäischen Markt werden in unserem eigenen Fertigungsbetrieb in der Schweiz hergestellt. Zur Zeit sind folgende ModuNORM CPU-Module verfügbar: CPU-166 EVA-166 CPU-167CAN EVA-167 CPU-332 EVA-332 CPU-386CAN CPU-1100LCD/NET CPU-V25 CPU-Modul mit Siemens SAB80C166 Evaluations- und Prototypenboard zu CPU-166 CPU-Modul mit Siemens SAB80C167 CAN Evaluations- und Prototypenboard zu CPU-167 CPU-Modul mit Motorola MC68332 Evaluations- und Prototypenboard zu CPU-332 CPU-Modul mit Intel i386ex und dual CAN Controller CPU-Modul mit Intel SA1100, Touch-, LCD- und Ethernet-Controller CPU-Modul mit NEC V PC/104 Steuerung Die ModuNORM PC/104 Steuerung ist ein absolut offenes, modulares und industrietaugliches Steuerungssystem, welches ausschliesslich auf internationalen Normen basiert: PC Softwarestandard DOS oder Windows CE SPS Softwarestandard gemäss IEC Hardwarestandard gemäss PC/104 Norm EMV Normen gemäss CE Richtlinien Dadurch ist es möglich, die PC/104 Steuerung mittels beliebigen PC/104 Modulen der weltweit verschiedensten Hersteller modular zu erweitern. Da die PC/104 Steuerung auf Initialkosten wie Backplanes verzichtet, lassen sich massgeschneiderte Lösungen für Embedded Control Anwendungen kostenoptimal realisieren. Die absolute Offenheit der PC/104 Steuerung erlaubt die Integration von kundenspezifischen Peripherie- und CPU-Modulen, ohne die Norm zu verlassen. PC/104 Module weisen kompakte Abmessungen von 96 x 90 mm² auf und werden über den 104-poligen PC/AT Bus stapelartig übereinandergesteckt. Alle ModuNORM PC/104 Module weisen industrietauglich codierte und verriegelbare Steckverbinder auf, und sind in ein äusserst kompaktes, modulares und EMV gerechtes Metallgehäuse integriert D.DOC

5 Es werden drei verschiedene Einbauvarianten unterstützt: Montage auf DIN-Schiene: Eine ModuNORM PC/104 Basis mit integrierter Stromversorgung kann direkt auf eine DIN-Schiene aufgeschnappt werden. Alle weiteren PC/104 Module wie PC/104 CPU, PC/104 Adapter, etc. werden stapelartig auf die PC/104 Basis aufgesteckt. Der PC/104 Modulstapel wird wird mit einem Deckel abgeschlossen und verschraubt. Die entstandene PC/104 Control Unit ergibt eine mechanisch stabile und vibrationsresistente Konstruktion. Das modulare ModuNORM PC/104 Gehäuse ist mit seinen äusserst kompakten Abmessungen von 105 x 99 mm² nur unwesentlich grösser als das PC/104 Format. Die Bauhöhe richtet sich dabei nach der Anzahl der aufgesteckten PC/104 Adapter. Einbau in Front: Die verschiedenen ModuNORM PC/104 Control Panel erlauben den Einbau in eine Schaltschrankfront mit Schutzklasse IP65. Sie sind abgestuft mit verschiedenen Anzeigegrössen lieferbar und enthalten eine grafikfähige, hinterleuchtete LCD-Anzeige, einen Touch-screen und/oder eine industrietaugliche Tastatur mit Kurzhubtasten. Die PC/104 CPU ist auf der Rückseite der PC/104 Control Unit aufgesteckt. Durch die Wahl der entsprechenden PC/104 CPU kann die Rechnerleistung den Anforderungen angepasst werden. Ausserdem lässt sich jedes PC/104 Control Panel durch Aufstecken von weiteren PC/104 Adaptern mit zusätzlichen Schnittstellen, Feldbusanschaltungen, Ein-/Ausgängen, PC-Card Einschüben, etc. modular zur Kompaktsteuerung erweitern. Einbau in Geräte: Eine ModuNORM PC/104 CPU kann zum Einbau in Geräte auf eine anwendungsspezifische Basisbaugruppe aufgesteckt werden. Dank der Konzentration der komplexen Schaltungsteile auf der steckbaren PC/104 CPU kann die Basisbaugruppe in geringerer Komplexität kostengünstig entwickelt und gefertigt werden. Durch die Wahl der entsprechenden PC/104 CPU kann die Rechnerleistung den Anforderungen angepasst werden. Optionale Schnittstellen, Feldbusanschaltungen, Ein-/Ausgänge, etc. lassen sich über steckbare PC/104 Adapter bei Bedarf modular nachrüsten. Zur Zeit sind folgende ModuNORM PC/104 Module verfügbar: PC-Terminal PCP-104 PC-Terminal PCP-57 PC-Terminal PCP-25 PC-Handy PC-Basis WINbloc PC-Basis I/O Digital PC-Basis ISA PC/104 Bedieneinheit mit VGA Farb-TFT LCD-Anzeige und Touch-screen PC/104 Bedieneinheit mit ¼ VGA s/w LCD-Anzeige und Touch-screen PC/104 Bedieneinheit mit Grafik-LCD, Tastatur, CAN und COM Schnittstellen Handheld-PC mit Grafik-LCD, Tastatur, CAN und COM Schnittstellen PC/104 Basis Speisung mit Anschluss für WINbloc Reihenklemmen I/O s PC/104 Basis Speisung mit je 16 digitalen Ein- und Ausgängen 24 Volt PC/104 Basis Einschub in PC mit ISA-Bus PC-1100CAN/LCD/NET PC/104 CPU mit Intel SA1100, COM-, CAN-, LCD- und Ethernet-Schnittstellen PC-1100CAN/NET PC/104 CPU mit Intel SA1100, COM-, CAN- und Ethernet-Schnittstellen PC-386CAN/VGA PC/104 CPU mit Intel i386ex, zwei COM-, zwei CAN- und LCD-Schnittstellen PC-386VGA PC/104 CPU mit Intel i386ex, zwei COM- und LCD-Schnittstellen PC-386CAN PC/104 CPU mit Intel i386ex, zwei COM- und zwei CAN-Schnittstellen DP-386CAN PC/104 Slave-CPU mit Intel i386ex und zwei CAN Schnittstellen PC-Adapter Dual-CAN PC/104 COM-Adapter mit zwei CAN Schnittstellen PC-Adapter Quad-COM PC/104 COM-Adapter mit vier COM Schnittstellen PC-Adapter Analog-I/O PC/104 I/O-Adapter mit 8/4 analogen und 8/4 digitalen Ein-/Ausgängen PC-Adapter Digital-I/O PC/104 I/O-Adapter mit je 16 digitalen Ein- und Ausgängen 24 Volt PC-Adapter Relais-I/O PC/104 I/O-Adapter mit 8 Relais à je 2 Umschaltkontakte 30 Volt / 1 A PC-Adapter PCMCIA PC/104 PCMCIA Einschub für PC-Cards bis Typ 3 Die aktuelle Liste der verfügbaren ModuNORM PC/104 Module finden Sie auf unserer Internet Home-page D.DOC

6 1.3 Klemmenmodule Die ModuNORM Klemmenmodule erweitern die PC/104 Steuerung zu einer kompletten Klemmen-SPS, welche Einheiten mit bis zu 480 digitalen Ein- und Ausgängen kombiniert. Die Klemmen-SPS besteht aus einer PC/104 Basis-Baugruppe sowie direkt angereihbaren Klemmenmodulen. Alle Ein- und Ausgänge sind einzeln galvanisch getrennt auf Federzugklemmen geführt. Deren logische Zustände werden über LED's angezeigt. Die jeweils 16 digitalen Ein- und Ausgänge jedes Klemmenmoduls sind in zwei getrennt gespeisten 8-er Gruppen angeordnet. Das Anreihen der Klemmenmodule erfolgt über einen seriellen I/O-Bus, welcher das Einlesen aller Eingänge in weniger als 2 ms erlaubt. Auf der PC/104 Basis-Baugruppe PC-Basis I/O sind bereits je 16 digitale Ein- und Ausgänge integriert. Je 4 dieser Ein- und Ausgänge sind mit kurzen Ansprechzeiten realisiert. Ausserdem können schnelle lokale Verknüpfungen über ein ladbares PAL realisiert werden. CAN 1 Ethernet PC/104 Basis-I/O Local-I/O Local-I/O I/O 2 Local-I/O Local-I/O COM I/O Local-I/O CAN I/O Local-I/O Zur Zeit sind folgende ModuNORM Klemmenmodule verfügbar: PC-Basis I/O Digital PC/104 Basis Speisung mit je 16 digitalen Ein- und Ausgängen Local-I/O Digital anreihbares Erweiterungsmodul mit je 16 digitalen Ein- und Ausgängen 386-I/O Digital Stand-alone Klemmen SPS mit je 16 digitalen Ein- und Ausgängen D.DOC

7 2. Eigenschaften Mit dem ModuNORM PC-Handy verfügt die offene PC/104i Steuerung für Industrieanwendungen über eine IP65 dichte, PC-kompatible Handbedieneinheit, welche kostenoptimal zur Kompaktsteuerung erweitert werden kann. Das PC-Handy enthält eine grafikfähige hinterleuchtete LCD Anzeige mit 128 x 64 Bildpunkten und eine industrietaugliche Tastatur mit 18 Kurzhubtasten inkl. LED's. Kontrast und Helligkeit der Anzeige lassen sich über Software einstellen. Die Speisung erfolgt ab +24 Volt. Zur Kommunikation stehen eine galvanisch getrennte serielle Schnittstelle COM1 in RS232 bzw. RS422/485 Norm, eine serielle Schnittstelle COM2 in RS232 Norm, sowie zwei galvanisch getrennte CAN-Schnittstellen zur Verfügung. Der integrierte 32-Bit CMOS Microcontroller Intel i386ex mit Spannungsüberwachung und Reset-Logik verfügt über 2 MByte FlashROM, 2 MByte dynamisches RAM, 128 kbyte statisches RAM, 2 kbyte serielles EEPROM sowie eine Real-Time-Clock. Eine wechselbare Batterie stützt das SRAM und die RTC. Optional sind vier galvanisch getrennte interruptfähige digitale Ein- und Ausgänge 24 Volt / 0,7 A verfügbar. Die Ausgänge sind Überlast- und Kurzschlussicher. Über den integrierten CAN-Bus können abgesetzte I/O Module direkt angesteuert werden. Damit wird das PC-Handy zur Kompaktsteuerung erweitert. Dies erlaubt die Bedienung und Steuerung von Apparaten und Kleinmaschinen kostenoptimal zu realisieren. Besondere Anwendung findet das PC-Handy bei Handlingsgeräten, welche über Teach-in eingerichtet werden müssen. Deshalb kann es optional mit einem NOT-Stop Schalter und einem Zustimm-Taster ausgerüstet werden. In den optionalen MMC-Einschub lassen sich MMC Flash-Cards von SanDisk einschieben. Damit lässt sich das PC-Handy auch zum Download von Software in Steuerungsrechner verwenden. Der i386ex von Intel öffnet dank seinem vom PC bekannten Standard ein breites Feld an Softwaretools für Embedded Control Anwendungen. Er erlaubt sowohl den Einsatz eines ROM-fähigen BIOS/DOS, als auch die Anwendung einer Software-SPS gemäss IEC Diese Beschreibung gilt für folgende ModuNORM Baugruppen: ModuNORM PC-Handy Ausführung: Speisung ab Steckernetzteil x x Speisung 24V 6VA x Speisung 24V 10VA x x 2 kbyte EEPROM x x x x MMC Einschub x x x COM1 RS232 x x x x COM1 RS422/485 COM1 gavanisch getrennt x COM2 RS232 x x x COM2 auf RJ11 am Gehäuse x x x CAN1 CAN2 x x 4 Digitale I/O's JTAG-Schnittstelle x NOT-Stop Schalter x Zustimm-Taster x Kabelstecker D-SUB 9-pol. x x x Kabelstecker D-SUB 15-pol. x RTXDOS Lizenz x x x SMT Lizenz x x CoDeSys Lizenz Basic-CAN Treiber x x Artikel-Nr.: MN MN MN MN MN D.DOC

8 Achtung: Wir behalten uns Änderungen zur Verbesserung unserer Produkte ausdrücklich vor. Dies trifft vor allem auf Maskenänderungen der verwendeten Controller zu, welche ohne Vorankündigung in die Serienprodukte einfliessen können. 2.1 Merkmale DC/DC-Wandler 6 VA bzw. 10 VA zur Speisung ab +24 Volt drei 5V/5V Wandler zur Speisung der galv. getrennten Schnittstellen (optional) 32 Bit CMOS Microcontroller i386ex von Intel Quarzoszillator 50 MHz Resetlogik programmierbarer integrierter Watchdog hinterleuchtete grafikfähige LCD Anzeige mit 128 x 64 Bildpunkten (Der Kontrast sowie die Helligkeit können über Software eingestellt werden) 18 Kurzhubtasten mit einzeln ansteuerbaren LED's Beeper bis zu 4 MByte Flash-EPROM (2 MByte Standard) 2 MByte dynamisches RAM bis zu 512 kbyte statisches RAM (128 kbyte Standard) MMC-Einschub für MMC FlashCards von SanDisk (optional) Real-Time-Clock mit Schaltjahrkalender bis 2099 Batterie-Backup Steuerung inkl. wechselbare Batterie für SRAM und RTC bis zu 2 kbyte serielles EEPROM auf dem Modul (256 Byte Standard) Temperatursensor für automatische Konrastnachführung serielle Prozess-Schnittstelle COM1 mit RS232 Pegel (optional galvanisch getrennt und/oder RS422/485) serielle System-Schnittstelle COM2 mit RS232 Pegel zwei galvanisch getrennte CAN-Schnittstellen CAN 1 und CAN2 (optional) JTAG Schnittstelle für Microcontroller i386ex (intern) vier galvanisch getrennte digitale Ein- und Ausgänge 24 Volt / 0,7 A (optional) (Die Eingänge sind interruptfähig, die Ausgänge sind Überlast- und Kurzschlusssicher) NOT-Stop Schalter (optional) Zustimmtaster (optional) Wandhalterung (optional) Abmessungen 190 x 105 x 78 mm Umgebungsbedingungen Speisespannung: 24 Volt DC ±20 % Stromaufnahme: typ. 400 ma Leistungsaufnahme: typ. 10 VA Betriebstemperatur: C EMV: Bei korrekter Verdrahtung und Abschirmung der Ein- und Ausgänge gemäss EN Emission gemäss EN Immunität D.DOC

9 2.3 Abmessungen Aussenabmessungen H x B x T = 190 mm x 105 mm x 75 mm Anzeigengrösse B x H = 60 mm x 30 mm Gewicht: = 0,8 kg 2.4 Materialien Beim Gehäuse des PC-Handy werden folgende Materialen verwendet: Gehäuse: Polyamid 2.5 Reinigungsmittel Zur Reinigung der Oberfläche ist ein mit Wasser angefeuchtetes Tuch zu verwenden. Die Verwendung von Reinigungs- oder Lösungsmitteln ist nicht erlaubt D.DOC

10 Blockschaltbild: +24V Power Supply +5V MMC Einschub Intel i386ex 25MHz RS232/ 422/485 COM1 bis 4 MByte Flash-ROM bis 2 MByte DRAM bis 512 kbyte SRAM bis 2 kbyte EEPROM COM2 RS232 X4 X2 Grafik LCD Tastatur mit LED's +24V-I/O Ausgänge A00..A03 A00..A03 Altera PAL bis 10K30 CAN1 CAN X3 CAN2 CAN Eingänge E00..E03 E00..E03 I/O-Bus Abmessungen: D.DOC

11 105 mm 190 mm D.DOC

12 3. Inbetriebnahme Vorsicht: Diese Baugruppen enthalten Bauelemente, welche auf statische Entladungen empfindlich sind. Um eine Beschädigung der Baugruppen zu vermeiden, sind die entsprechenden Vorschriften zur Verpackung und Handhabung unbedingt zu beachten. Der Einbau der Baugruppen in Geräte hat unter Berücksichtigung sämtlicher in den Destinationsländern anwendbarer Normen und Vorschriften zu erfolgen. Entsprechende Massnahmen zur Erfüllung solcher Anforderungen (z. B. betreffend EMV, EMB, usw.) sind durch den Hersteller dieser Geräte zu treffen. Achtung: Diese Baugruppen werden unter Verwendung von hochintegrierter SMD Technologie gefertigt. Eine mechanische Belastung der Bauelemente ist in keinem Falle zulässig. 3.1 Speisung Damit das PC-Handy arbeiten kann, sind mindestens die Speiseanschlüsse wie folgt zu beschalten: Stecker X2/17 Versorgungsspannung +24 Volt ±20 % Stecker X2/18 Versorgungsspannung 0 Volt 3.2 System-Software System-ROM Paket: Das System-ROM Paket unterstützt die einfache Inbetriebnahme des PC-Handy durch das Programm Remote-Console, welches dem i386ex die Tastatur, den Bildschirm, das Floppy-Laufwerk sowie die Festplatte des angeschlossenen PC s zur Verfügung stellt. Ausserdem erlaubt dieses Paket die Konfiguration des IBIOS Moduls KBMATRIX zur Erzeugung von anwendungsspezifischen Tastenbelegungen. Flash-Download: Mit der Verwendung von fest eingelöteten Flash-ROM Speicherbausteinen als Programmspeicher muss ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden, welches die Initialprogrammierung dieser Flash-ROM Bausteine unterstützt. Zu diesem Zweck wird auf den ModuNORM Baugruppen die für den funktionalen Test implementierte JTAG-Schnittstelle der MCU i386ex verwendet. Über diese Schnittstelle lassen sich via seriellen Bitstrom die Input- und Output-Pin s der MCU lesen bzw. setzen. Das Flash Download Paket umfasst einen LPT/JTAG Adapter sowie entsprechende Software, welche ein Download ab einem Host PC in den Flash- ROM Speicher der Target Baugruppe erlauben. 3.3 Software-Werkzeuge Der 32-Bit CMOS Microcontroller i386ex von Intel öffnet dank seinem vom PC bekannten Standard ein breites Feld an Softwaretools für Embedded Control Anwendungen. Wir empfehlen den Einsatz von DOS sowie die Erstellung von Anwendungssoftawte mit einem Borland C Compiler. Zur Programmierung der Anzeige steht ein an das Borland Graphics Interface angelehnte minimale Funktionalität zur Verfügung D.DOC

13 ROM-fähiges BIOS/DOS: Das ROM-fähige RTXDOS-16 von Technosoftware ist ein zum Industriestandard kompatibles Betriebssystem mit Echtzeit-Multitasking Erweiterungen. Es kann im ROM ablaufen oder für den RAM-Betrieb aus dem ROM gebootet werden. Es ermöglicht den Betrieb von Hintergrund-Taskprogrammen. Im Vordergrund können DOS-Programme betrieben werden. Hintergrund-Taskprogramme können DOS File I/O Funktionen benützen. Neben dem DOS kompatiblen Filesystem wird auch ein Linked-List File System für ROM-Disks unterstützt, welches voll reentrant ist. Eine Runtime-Lizenz für RTXDOS-16 ist bei einem Teil der ModuNORM Module bereits im Hardwarepreis enthalten und umfasst: - IBIOS (PC kompatibles Mini-BIOS) - IDOS (ROM- und FLASH-Disk Unterstützung) - Remote Drives über COM - COM-Treiber sowie I/O-Manager Da IDOS für kompakte Embedded Anwendungen optimiert ist, eignet es sich speziell zum Einsatz mit Anwendungen, welche in C, Visual C++ oder Pascal geschrieben wurden. Vom Einsatz von Basic ist abzuraten. IEC-1131 für Windows: Zur einfachen Programmierung ist eine integrierte Software Entwicklungsumgebung entsprechend IEC verfügbar. Diese erlaubt die komfortable Programmgenerierung unter Windows und erzeugt kompakten 32-Bit protected-mode Code für Echtzeitanwendungen ohne Betriebssystem. Eine Runtime- Lizenz ist bei einem Teil der ModuNORM Module bereits im Hardwarepreis enthalten D.DOC

14 4. Funktionsbeschreibung 4.1 Prozessor Im PC-Handy wird der Intel Prozessor i386ex 25MHz mit interner 32-Bit Architektur eingesetzt. Siehe Literaturverzeichnis im Anhang. 4.2 Power-on Reset und Batterie backup Die Power-on Reset Schaltung garantiert ein sicheres Aufstarten des Prozessors und der Peripherie nach dem Einschalten der Speisung oder nach einem Spannungsunterbruch. Die rote LED Betriebsanzeige der mittleren obersten Taste signalisiert den Zustand des Reset sowie das Laden der Anwendung. Die LED leuchtet, wenn der Reset aktiv ist, und blinkt, wenn das PAL geladen ist. Die unterbrechungsfreie Umschaltung der Versorgungsspannung auf die Spannung der internen 3 Volt Lithium-Batterie bei Spannungsunterbruch ist sichergestellt. Der Inhalt des statischen RAM bleibt erhalten. Die Batterieüberwachung detektiert, ob eine Batterie angeschlossen ist, bzw ob sie entladen ist. Das Signal kann am Port P1.2 ausgewertet werden. Die Lebensdauer der Batterie hängt vom Stromverbrauch und der Temperatur ab. Es kann von einer Batterie-Lebensdauer von drei Jahren ausgegangen werden. 4.3 Flash-EPROM Der Flash-ROM Bereich ist 16-Bit organisiert. Auf dem Board können 2 MByte oder 4 MByte segmentierter Flash-EPROM Speicher mit Hardware-Blockschutz fest bestückt werden. Folgende Varianten sind erhältlich: Flash-EPROM Hersteller Bezeichnung 2 MByte Intel 28F160S MByte Intel 28F320J Dynamisches RAM Der DRAM-Bereich ist 16-Bit organisiert. Dem Anwender steht 2 MByte dynamisches RAM zur Verfügung. Der zyklische Refresh des DRAM s wird mit Hilfe der Refresh Control Unit des i386ex vorgenommen Statisches RAM Der SRAM-Bereich ist 8-Bit organisiert. Dem Anwender stehen 128 kbyte statisches RAM mit Batteriepufferung zur Verfügung. Optional sind 512 kbyte statisches RAM erhältlich. 4.6 EEPROM Optional ist bis zu Byte serielles EEPROM mit I²C Busprotokoll erhältlich. Der I²C Bus ist an Port P3.0 (Clock) und P1.0 (Data) des Prozessors angeschlossen. I²C Slave Adresse: Write Mode = Read Mode = MMC-Einschub Optional kann ein MMC-Einschub für MMC FlashCards von SanDisk bestückt werden. Da für den Einschub ein Schlitz im Gehäuse notwendig wird, ist das PC-Handy in diesem Falle nicht mehr IP65 dicht D.DOC

15 4.8 Real Time Clock RTC Die serielle Echtzeituhr ist an Port P3.0 (Clock), P3.1 (Data) und P3.6 (Reset) des Prozessors angeschlossen. Sie kann über eine externe Batterie gepuffert werden. Die Genauigkeit des verwendeten Quarzes beträgt +/- 20ppm. 4.9 LCD-Anzeige Die grafikfähige LCD-Anzeige mit 128 x 64 Bildpunkten wird über das PAL angesteuert. Ein Softwaretreiber angelehnt an das Borland Graphics Interface BGI mit mehreren Schriftarten ist verfügbar. Die Helligkeit der LED Hintergrundbeleuchtung sowie der Kontrast können über Software eingestellt werden. Eine Nachführung des Kontrasts ist über den eingebauten Temperatursensor ist möglich Temperatursensor Ein serieller Temperatursensor ist an die MCU i386ex angeschlossen Tastatur Die 18 Kurzhubtasten sind als 6 x 3 Matrix ist an das PAL angeschlossen. Alle Tasten enthalten eine LED. Die 18 LED's sind als 6 x 3 Matrix ist an das PAL angeschlossen Beeper Im PC-Handy ist zur akustischen Signalisation ein Beeper implementiert. Er kann über das PAL mit einstellbarer Tondauer angesteuert werden Serielle Schnittstellen Die serielle Prozess-Schnittstelle COM1 ist im RS232 Standard am Kabelstecker X2 verfügbar. Optional ist die serielle Schnittstelle COM1 im RS422/485 Standard verfügbar. Optional ist die serielle Schnittstelle COM1 in galvanisch getrennter Ausführung verfügbar. Die serielle System-Schnittstelle COM2 ist im RS232 Standard am Kabelstecker X4 bzw. am 6-pol. FCC RJ11 Stecker X4-1 verfügbar. Da für den RJ11 Stecker eine Öffnung im Gehäuse notwendig wird, ist das PC-Handy in diesem Falle nicht mehr IP65 dicht CAN Schnittstellen Die beiden CAN-Controller SAB81C91 von Siemens sind über das PAL an die MPU i386ex angeschlossen. Beide CAN Schnittstellen stehen über je einen galvanisch getrennten CAN-Treiber 82C251 von Philips am Kabelstecker X3 zur Verfügung Direkte I/O's Das PC-Handy verfügt optional über 4 interruptfähige direkte digitale Ein- und Ausgänge für 24 Volt / 0,7 A. Die direkten Ein- und Ausgänge werden über ein ladbares PAL angesteuert. Optional sind anwendungsspezifische Funktionen ins PAL ladbar. Alle Ausgänge sind Kurzschluss- und Überlastsicher. Die logischen Zustände der Ausgänge können über die betreffenden Eingänge zurückgelesen und überwacht werden. Die Speisung der direkten Ausgänge A00 bis A03 erfolgt ab +24V-I/O. Die Speisung der Elektronik erfolgt ab +24V. Die 0V Speisung für Ausgänge und Elektronik sind galvanisch verbunden D.DOC

16 Spezifikation: Digitale Eingänge min. typ. max. Bemerkung 1-Signalbereich Spannung 13 V 24 V 30,2 V DIN Signalbereich Strom 4 ma 8 ma 12 ma 0-Signalbereich Spannung -3 V 0 V 5 V 0-Signalbereich Strom 0 ma 2 ma Einschaltverzögerung Hardware 100 µs Kabelstecker zu PAL Ausschaltverzögerung Hardware 500 µs Kabelstecker zu PAL Maximalfrequenz Hardware 1 khz Kabelstecker zu PAL Isolationsspannung 500 V Digitale Ausgänge min. typ. max. Bemerkung Nennspannung 13 V 24 V 30,2 V DIN Nennstrom 0,7 A 1,1 A 1,5 A Summenstrom aller 4 Ausgänge 1,5 A 1-Signalbereich Spannung 23,5 V 23,75 V 24 V / 0,7 A 0-Signalbereich Spannung 0 V 0,5 V Last = 10 kohm Einschaltverzögerung Hardware 100 µs PAL zu Kabelstecker Ausschaltverzögerung Hardware 500 µs PAL zu Kabelstecker Maximalfrequenz Hardware 1 khz PAL zu Kabelstecker Isolationsspannung 500 V 4.16 PAL Funktionen Im PAL sind standardmässig keine zusätzlichen Funktionen implementiert. Funktionen zur Frequenzmessung oder Frequenzgenerierung, zur Erzeugung von Interrupts oder anwendungsspezifische Verknüpfungen von Direct-I/O's können optional realisiert werden. Dazu ist gegebenenfalls jedoch ein grösseres PAL erforderlich JTAG Schnittstelle Die JTAG Schnittstelle des Prozessors i386ex ist auf dem internen 10-pol. Stecker X5 verfügbar. Dies ermöglicht mit modulexterner Hard- und Software einen detaillierten Systemtest sowie die Initialprogrammierung von Flash-EPROMs Watch-dog Der Watchdog Ausgang (WDTOUT) des i386ex löst einen Reset (-RST) aus D.DOC

17 5. Konfiguration 5.1 Lötbrücken Lötbrücke Funktion offen Funktion geschlossen LB1-A RS422/485 RX immer enable LB1-B RS422/485 RX enable wenn -RTS0 auf Low LB2-A RS422/485 TX enable wenn -RTS0 auf High LB2-B RS422/485 TX immer enable LB3 Flash-EPROM Schreibschutz aktiv Achtung: - Die Lötbrücken LB1-A und LB1-B dürfen nie zusammen offen oder geschlossen sein, wenn COM1 als RS422/485 bestückt ist. - Die Lötbrücken LB2-A und LB2-B dürfen nie zusammen offen oder geschlossen sein, wenn COM1 als RS422/485 bestückt ist. Standard: - LB1-A und LB2-A geschlossen, LB1-B und LB2-B offen, wenn COM1 als RS422/285 bestückt ist. - LB3 offen 5.2 Jumper Jumper X7 X8 X9 Funktion Busabschluss COM1 RS485 Busabschluss CAN1 Busabschluss CAN D.DOC

18 6. Schnittstellenbeschreibung 6.1 Steckerbelegung PC-Handy Das Motherboard ist für folgende Steckverbinder vorbereitet: X1: 34-poliger Flachbandstecker zu Tastenprint X2: 18-poliger JST PHB Stecker für COM1, Speisung und direkte I/O's X3: 16 poliger JST PHB Stecker für CAN und I/O-Bus X4: 6-poliger JST XH Stecker für COM2 X4-1: 6-poliger FCC RJ11 Stecker für COM2 X5: 10-poliger Stecker für JTAG X6: 7-poliger Einschub für SanDisk MMC FlashCard Stecker X2 (COM1): Der Stecker X2 ist so beschaltet, dass er in Verbindung mit dem Standardkabel und dem Klemmenmodul Handy-I/O die Schnittstelle COM1 sowohl in RS232 als auch in RS422/485 Norm unterstützt. Pin Signal Typ Bemerkung 1 -RXD0(T+) IN(OUT) COM1 RS232(485) Pegel 2 RTS0(T-) OUT COM1 RS232(485) Pegel 3 DTR0(R+) OUT(IN) COM1 RS232(485) Pegel 4 CTS0(R-) IN COM1 RS232(485) Pegel 5 -TXD0(GND-S) OUT COM1 RS232(485) Pegel 6 GND-S(nc) COM1 RS232(485) Pegel 7 nc(r+5v-s) OUT COM1 RS485 Pegel: 470E nach +5V-S 8 nc(rgnd-s) OUT COM1 RS485 Pegel: 470E nach GND-S 9 I/O1 I/O direkter Ein-/Ausgang 1 10 I/O2 I/O direkter Ein-/Ausgang 2 11 I/O3 I/O direkter Ein-/Ausgang 3 12 I/O4 I/O direkter Ein-/Ausgang V-I/O IN Speisung Ein-/Ausgänge 14 0V IN Speisung Ein-/Ausgänge 15 - nc not connected 16 - nc not connected V Speisung Handy 18 0V Speisung Handy Stecker X3 (CAN): Pin Signal Typ Bemerkung 1 +5V Speisung I/O-Bus 2 GND Ground I/O-Bus 3 SDA2-H I/O Local I/O-Bus 4 SDA2-L I/O Local I/O-Bus 5 SDA1-H I/O Local I/O-Bus 6 SDA1-L I/O Local I/O-Bus 7 SDA0-H I/O Local I/O-Bus 8 SDA0-L I/O Local I/O-Bus 9 SCL-H OUT Local I/O-Bus 10 SCL-L OUT Local I/O-Bus 11 CAN2-H I/O Local CAN 2 12 CAN2-L I/O Local CAN 2 13 GND-C2 Local CAN 2 14 GND-C1 Global CAN 1 15 CAN1-H I/O Global CAN 1 16 CAN1-L I/O Global CAN D.DOC

19 Stecker X4 (COM2): Pin Signal Typ Bemerkung 1 -RXD1 IN COM2 i386ex, RS232 Pegel 2 -TXD1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 3 RTS1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 4 CTS1 IN COM2 i386ex, RS232 Pegel 5 DTR1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 6 GND Ground Stecker X4-1 (COM2): Pin Signal Typ Bemerkung 1 -TXD1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 2 RTS1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 3 CTS1 IN COM2 i386ex, RS232 Pegel 4 DTR1 OUT COM2 i386ex, RS232 Pegel 5 GND Ground 6 -RXD1 IN COM2 i386ex, RS232 Pegel Stecker X5 (JTAG): Pin Signal Typ Bemerkung 1 TMS IN JTAG 5 Volt Pegel 2 TDI IN JTAG 5 Volt Pegel 3 TDO OUT JTAG 5 Volt Pegel 4 TCK IN JTAG 5 Volt Pegel 5 -TRST IN JTAG 5 Volt Pegel 6 GND OUT Ground 7 +5V OUT Speisung +5V 8 -RST IN Reset Input 9 -WR IN 5 Volt Pegel 10 - nc not connected Stecker X6 (MMC): Pin Signal Typ Bemerkung 1 SFRM-C OUT MMC VPP, SPI-CS, 3.3V Pegel 2 TXD-C OUT MMC CMD, SPI-DO, 3.3V Pegel 3 GND OUT MMC VSS1, Ground V OUT MMC VDD Speisung 3.3V 5 SCLK-C OUT MMC CLK, SPI-SCLK, 3.3V Pegel V OUT MMC VSS2, Speisung 3.3V 7 RXD-C IN MMC DAT, SPI-DI, 3.3V Pegel D.DOC

20 6.2 Kabelstecker D-SUB 9-pol. Am Kabelende ist ein 9-pol. D-SUB female Stecker angebracht. Er dient zum direkten Anschluss an die serielle RS232 Systemschnittstelle COM2 einer ModuNORM PC/104i Rechnerbaugruppe. Das Kabel ist als gekreuztes Nullmodemkabel ausgeführt. Sofern das PC-Handy nicht zur Speisung ab einem Steckernetzteil ausgerüstet ist, sind aus dem D-SUB Kablestecker 2 Einzellitzen (orange, hellblau) zum Anschluss der 24 Volt Speisung herausgeführt. Kabel: Es wird ein paarweise verdrilltes, abgeschirmtes hochflexibles Kabel 5 x 2 x 0,14 eingesetzt. Kabellänge: Aussendurchmesser: Strombelastung: Stecker: 3 m 1,5 A X1: 9-pol. D-SUB female Kabelstecker X2: 18-poliger JST PHB Stecker im PC-Handy Kabelbelegung: PC-Handy Kabel Signal Kabelstecker Kabelschuh M3 Schirm PE Stecker X1 / Gehäuse Draht 20 cm N0 nc Draht 20 cm N1 nc Draht 20 cm N2 nc Draht 20 cm N3 nc Stecker X2 / Pin 1 -RXD0 Stecker X1 / Pin 3 Stecker X2 / Pin 8 GND-S nc Stecker X2 / Pin 5 -TXD0 Stecker X1 / Pin 2 Stecker X2 / Pin 6 GND-S Stecker X1 / Pin 5 Stecker X2 / Pin V Draht 0,5 mm 2 orange Stecker X2 / Pin 18 0V Draht 0,5 mm 2 hellblau D.DOC

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