一种高集成度嵌入式软件开发平台的制作方法

1.本实用新型涉及无线电子通信领域，特别涉及一种高集成度嵌入式软件开发平台。


背景技术：

2.随着微电子技术的不断创新和发展，集成电路的集成度和工艺水平不断的提高，体积不断缩小，推动了软件开发平台的集成化程度。现有的嵌入式软件开发平台需要较多的板载器件的种类和器件数量，其接口功能电路也较为单一，不能满足个性化的对硬件平台的集成度要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高集成度嵌入式软件开发平台，实现了多种接口功能电路，大大减少了板载器件的种类和器件数量，提高了硬件平台的集成度，降低了功耗，提高了性能。
4.为达到以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.本实用新型提供一种高集成度嵌入式软件开发平台，包括powerpc处理器电路、arm处理器电路、fpga电路、网络交换电路、接口电路、运放电路与声码器；所述powerpc处理器电路，用于多种通信协议的处理，分别与网络交换电路及fpga电路连接；所述arm处理器电路采用于实现状态自检，完成基于can总线的通信协议处理；所述fpga电路用于实现rapidio接口数据通信、powerpc处理器电路串口的扩展及复用、数据通路的切换，fpga电路分别连接powerpc处理器电路、接口电路及声码器连接；所述网络交换电路，用于以太网数据传输，与所述powerpc处理器电路连接；所述接口电路，用于接口电平转换；所述运放电路，用于将单端输入转换为平衡输出和对音频信号进行放大，与所述声码器连接；所述声码器，用于话音通信，分别与所述运放电路及fpga电路连接。
6.优选的，所述powerpc处理器电路采用集成芯片mpc8270及其外围电路，配置有fcc2接口、scc1/scc3接口、smc1接口以及scc2/scc4接口。
7.优选的，所述arm处理器电路采用集成芯片atsam c21g18a-ant及其外围电路，设置有adc接口及can接口，所述adc接口采集相关单元电压值，通过模数转换完成多个状态自检，所述can接口用于基于can总线的通信协议处理。
8.优选的，所述fpga电路采用集成芯片xc7k70t及其外围电路，包括rio接口模块、串口复用模块、通路切换模块，用于rapidio接口数据通信、powerpc处理器电路串口的扩展及复用及数据通路的切换。
9.优选的，所述网络交换电路采用集成芯片ksz8995mai及其外围电路。
10.优选的，所述接口电路采用集成芯片max3311、max3033、max3094。
11.优选的，所述运放电路采用集成芯片drv135电路、ina137电路、ad822电路，ad822电路与所述声码器连接，drv135电路、ina137电路分别连接音频接口，所述drv135电路、
ina137电路分别与ad822电路连接。
12.优选的，所述声码器采用st2k-3h1-2m8k-air声码器。
13.本实用新型的有益效果为：
14.本实用新型采用powerpc+fpga架构，提供rapidio接口、以太网接口、串口、can口等多种接口，硬件方面采用集成度高的模块、芯片，通过fpga逻辑编程实现了多种接口功能电路，大大减少了板载器件的种类和器件数量，提高了硬件平台的集成度，降低了功耗，提高了性能。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台的原理框图；
17.图2为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台的结构示意图；
18.图中：1、powerpc处理器电路；2、arm处理器电路；3、fpga电路；4、网络交换电路；5、接口电路；6、运放电路；7、声码器；
19.图3为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台powerpc处理器电路的电路原理图；
20.图4为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台arm处理器电路的电路原理图；
21.图5为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台网络交换电路的电路原理图；
22.图6为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台接口电路的电路原理图；
23.图7为本实用新型一种高集成度嵌入式软件开发平台运放电路的电路原理图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1-图2所示，本实用新型包括powerpc处理器电路1、arm处理器电路2、fpga电路3、网络交换电路4、接口电路5、运放电路6与声码器7。powerpc处理器电路1，用于多种通信协议的处理；arm处理器电路2采用于实现状态自检，完成基于can总线的通信协议处理；fpga电路3用于实现rapidio接口数据通信、powerpc处理器电路串口的扩展及复用、数据通路的切换。网络交换电路4，用于以太网数据传输；接口电路5，用于接口电平转换；运放电路6，用于将单端输入转换为平衡输出和对音频信号进行放大；声码器7，用于话音通信。
26.如图3所示，powerpc处理器电路采用mpc8270及其外围电路，配置fcc2接口完成基于以太网的通信协议处理、配置scc1/scc3为hdlc模式完成基于hdlc的同步数据通信、配置
smc1接口完成基于rs232的通信协议处理、配置scc2/scc4为uart模式完成基于rs422的通信协议处理。
27.如图4所示，arm处理器电路采用atsam c21g18a-ant及其外围电路,通过adc接口采集相关单元电压值，通过模数转换完成多个状态自检，通过can接口完成基于can总线的通信协议处理。
28.如图5-图7所示，fpga电路采用xc7k70t及其外围电路，通过软件逻辑编程构建rio接口模块、串口复用模块、通路切换模块，实现rapidio接口数据通信、powerpc处理器串口的扩展及复用、数据通路的切换。网络交换电路采用ksz8995mai及其外围电路，支持多路以太网通信，实现安全、可靠的以太网数据传输。接口电路采用max3311实现rs232接口电平转换，采用max3033、max3094实现rs422接口电平转换。运放电路采用drv135实现单端输入转换为平衡输出，与ina137差分接收器结合使用，为传输模拟音频信号提供完整的解决方案，ad822双通道运算放大器负责对音频信号进行放大。声码器采用st2k-3h1-2m8k-air，全双工通信方式，通过模式配置实现2.4kbps/8kbps速率的声码话功能。
29.本实用新型的powerpc处理器电路实现多种通信协议的处理，完成监控流程处理；arm处理器电路负责状态自检，完成基于can总线的通信协议处理；fpga电路实现多种接口功能电路；网络交换电路负责以太网数据传输；接口电路负责信号电平转换以及接口驱动和隔离；运放电路负责信号的平衡驱动以及信号的运算放大；声码器负责音频信号的模数转换以及语音编解码。本实用新型各功能单元采用集成芯片，通过fpga逻辑编程实现多种接口功能电路，提高了开发平台的集成化程度；提供了多种应用接口，满足各种应用需求。其中，以太网接口：100mbps；rs232接口：38400bps；rs422接口：115200bps、9600bps；can总线接口：1mbps；rapidio接口：2.5gbps/lane；音频接口入：600ω平衡，0dbm
±
2db；音频接口出：600ω平衡，4dbm
±
2db。
30.以上给出了具体的实施方式,但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：包括powerpc处理器电路(1)、arm处理器电路(2)、fpga电路(3)、网络交换电路(4)、接口电路(5)、运放电路(6)与声码器(7)；所述powerpc处理器电路(1)，用于多种通信协议的处理，分别与网络交换电路(4)及fpga电路(3)连接；所述arm处理器电路(2)采用于实现状态自检，完成基于can总线的通信协议处理；所述fpga电路(3)用于实现rapidio接口数据通信、powerpc处理器电路(1)串口的扩展及复用、数据通路的切换，fpga电路(3)分别连接powerpc处理器电路(1)、接口电路(5)及声码器(7)连接；所述网络交换电路(4)，用于以太网数据传输，与所述powerpc处理器电路(1)连接；所述接口电路(5)，用于接口电平转换；所述运放电路(6)，用于将单端输入转换为平衡输出和对音频信号进行放大，与所述声码器(7)连接；所述声码器(7)，用于话音通信，分别与所述运放电路(6)及fpga电路(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述powerpc处理器电路(1)采用集成芯片mpc8270及其外围电路，配置有fcc2接口、scc1/scc3接口、smc1接口以及scc2/scc4接口。3.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述arm处理器电路(2)采用集成芯片atsam c21g18a-ant及其外围电路，设置有adc接口及can接口，所述adc接口采集相关单元电压值，通过模数转换完成多个状态自检，所述can接口用于基于can总线的通信协议处理。4.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述fpga电路(3)采用集成芯片xc7k70t及其外围电路，包括rio接口模块、串口复用模块、通路切换模块，用于rapidio接口数据通信、powerpc处理器电路(1)串口的扩展及复用及数据通路的切换。5.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述网络交换电路(4)采用集成芯片ksz8995mai及其外围电路。6.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述接口电路(5)采用集成芯片max3311、max3033、max3094。7.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述运放电路(6)采用集成芯片drv135电路、ina137电路、ad822电路，ad822电路与所述声码器(7)连接，drv135电路、ina137电路分别连接音频接口，所述drv135电路、ina137电路分别与ad822电路连接。8.根据权利要求1所述的一种高集成度嵌入式软件开发平台，其特征在于：所述声码器(7)采用st2k-3h1-2m8k-air声码器。

技术总结
本实用新型提供一种高集成度嵌入式软件开发平台，包括PowerPC处理器电路、ARM处理器电路、FPGA电路、网络交换电路、接口电路、运放电路与声码器；所述PowerPC处理器电路，用于多种通信协议的处理；所述ARM处理器电路采用于实现状态自检，完成基于CAN总线的通信协议处理；所述FPGA电路用于实现RapidIO接口数据通信、PowerPC处理器电路串口的扩展及复用、数据通路的切换。本实用新型实现了多种接口功能电路，大大减少了板载器件的种类和器件数量，提高了硬件平台的集成度，降低了功耗，提高了性能。能。能。


技术研发人员：张琪 马付合 丁锋 彭江波 郑惠娟 吴聪聪
受保护的技术使用者：中兵通信科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/19