EM9287的擴展總線及應用
EM9287是英創公司新近推出的，專門針對網絡通訊應用的工控主板產品，通訊接口方面以獨立雙以太網口、雙CAN接口以及7路標準串口為特色。若客戶應用有HMI的需求，通?？蛇x擇預裝Windows CE6.0操作系統的主板產品，另一方面，若不需要圖形顯示功能的，選擇預裝Linux-3.9.7操作系統的EM9287，則更能發揮其網絡通訊的能力。進一步的，EM9287可把未使用的LCD顯示接口轉換成16-bit的精簡ISA擴展總線，作為主板與客戶專用電路單元的數據傳輸通道。EM9287的精簡ISA總線的數據傳輸速度最高可達8MB/s，可滿足絕大多數用戶擴展電路的數據傳輸需求。本文以下部分，主要介紹EM9287的精簡ISA總線的技術特性，以及在Linux環境下，應用程序實現ISA總線數據讀寫的方法。
EM9287主板上共有4組接口排針，分別命名為CN1 – CN4，如下圖所示：
EM9287的CN1 – CN4所在位置示意圖
其中的CN4即為精簡ISA總線的接口排針。由于LCD顯示被作為了EM9287的標準配置，因此一般情況下，EM9287只焊了CN3插座，沒有焊CN4的插針。若客戶要求所購的EM9287支持精簡ISA總線，則需要在購買時特別申明此需求。注意，支持精簡ISA總線的EM9287主板，不再焊接CN3插座，而是帶有CN4雙排插針。與CN1和CN2不一樣，CN4為2mm間距的雙排插針。
CN4上個插針的信號定義如下表：
| 信號名稱及簡要描述 | CN4 | 信號名稱及簡要描述 | |
| PIN# | PIN# | ||
NC | 1 | 2 | ISA_CS#，ISA總線片選信號 |
ISA_RD#，ISA總線讀信號 | 3 | 4 | ISA_WE#，ISA總線寫信號 |
ISA_A0，ISA地址總線 | 5 | 6 | ISA_A1，ISA地址總線 |
ISA_A2，ISA地址總線 | 7 | 8 | ISA_A3，ISA地址總線 |
ISA_A4，ISA地址總線 | 9 | 10 | ISA_A5，ISA地址總線 |
ISA_A6，ISA地址總線 | 11 | 12 | ISA_A7，ISA地址總線 |
ISA_D0，ISA數據總線（LSB） | 13 | 14 | ISA_D1，ISA數據總線 |
ISA_D2，ISA數據總線 | 15 | 16 | ISA_D3，ISA數據總線 |
ISA_D4，ISA數據總線 | 17 | 18 | ISA_D5，ISA數據總線 |
ISA_D6，ISA數據總線 | 19 | 20 | ISA_D7，ISA數據總線 |
ISA_D8，ISA數據總線 | 21 | 22 | ISA_D9，ISA數據總線 |
ISA_D10，ISA數據總線 | 23 | 24 | ISA_D11，ISA數據總線 |
ISA_D12，ISA數據總線 | 25 | 26 | ISA_D13，ISA數據總線 |
ISA_D14，ISA數據總線 | 27 | 28 | ISA_D15，ISA數據總線（MSB） |
GND | 29 | 30 | GND |
3.3V 電源輸出 | 31 | 32 | 3.3V 電源輸出 |
所有接口信號的電平均為3.3V TTL。EM9287的精簡ISA總線支持雙向16-bit數據總線，8位地址總線，以及3條控制總線。3條總線控制信號（片選、讀脈沖、寫脈沖）均為低電平有效。單數據讀寫的總線周期為360ns，而多數據讀寫的總線則只有240ns，可保證每秒8M字節的數據吞吐能力。精簡ISA總線的典型總線時序如下：
單數據寫時序
單數據讀時序
數據塊寫時序
數據塊讀時序
精簡ISA總線驅動的設備節點為“/dev/em9287_isa”，通過標準的文件open函數打開：
int fd;
fd = open('/dev/em9287_isa', O_RDWR);
EM9287精簡ISA總線的地址范圍為0 – 255。為了簡化應用程序，避免使用ioctl專用定義，總線地址通過標準函數lseek來設置：
unsigned int offset;
//設置地址到offset
lseek(fd, offset, SEEK_SET);
總線讀寫的數據盡管只有16位，但驅動程序要求的數據類型為32位格式，具體可選unsigned int或u32。32位變量中的低16位為真正的總線數據，高16位無意義。調用函數write將啟動總線寫，調用函數read將啟動總線讀。
寫操作的基本調用形式為：
int rc;
unsigned int buf[]; //數據buffer
unsigned int len; //實際寫的數據長度
//準備需要寫出的數據....
rc = write(fd, buf, len * sizeof(unsigned int));
相應地，讀操作的基本調用形式為：
rc = read(fd, buf, len * sizeof(unsigned int));
//處理在buf的讀取數據....
讀寫數據的長度至少為1，最長不能超過16K（16384）。在進行數據塊讀寫時，需要注意，16K數據的讀或寫將耗時4ms，而Linux分給每個線程的時間片最長只有10ms。一般情況下，為了保證系統的及時響應，每個線程運行的時間都不宜過長。