概述

　　過去的16個月中，在教育學習板市場鬧騰得最歡騰的恐怕要屬樹莓派了吧，Pi2和Pi3那席轉全球的勢頭挑撥著大批學習愛好者的神經，同時我們也發現很多愛好者從Pi中衍生了很多其他的商業產品。其實英蓓特此間也默默推出了另一款定位于工業產品的開發板，這類板卡既可用于方便各位技術大神快速的完成產品的開發驗證，也可以直接嵌入所研發的產品中，很有誠意吧？下面我們慢慢來從產品定義以及電氣工程的角度來解析這種產品的每個部分。

　　整體功能分析

　　各位技術大神都知道，用于行業的產品中，成本和穩定性以及完美的推廣是一個產品成功最關鍵的屬性，推廣屬于市場范疇，所以就不在這里討論。我們從方框圖來分析這個產品的大體功能。

　　從上圖看出，SBC-EC9100沒什么特別的東西，其實是沒什么花哨的東西，砍掉了多個顯示方式的設計，一切從實用出發，簡約造就出低成本，使產品更有競爭力，這應該是這個產品定位的初衷，也符合咱們工程師一個串口打天下的戰斗方式。的確，我們生活中太多產品都是將CPU默默的嵌入產品中，沒有復雜的操作程序，沒有絢麗的顯示界面，一切都在內部完成一個又一個的算法，一個又一個的任務……

　　同時，除了CPU外，軟件任務程序我們既可以放在eMMC內，也可以使用最方便的TF卡，穩定之余透著人性化。而一款透著人性化以用戶為中心的嵌入式產品，必須集成行業用戶常用接口，對此SBC-EC9100毫不例外，它除了擁有常見抗干擾性強的CAN、USB2.0、百兆Ethernet網口、工業用途廣泛的RS485、最基本的UART外，還擁有時下熱門的無線WIFI+BT等模塊，同時板內連接的信號有I2S、I2C、PWM、ADC、SPI、RMII，無一不是充分考慮到工業特定場景下的諸多需求。此外，擴展GPIO的信號定義是兼容樹莓派的，為樹莓派而定制的模塊配件，用戶可以直接拿來用。

　　有圖有真相，首先曝個照：

　　正面

　　背面

　　細節解讀

　　相信關注這個產品的大多都是技術達人，肯定熟悉到電路中的每個電阻電容的作用和功能，所以也就不重點來分析電路的原理了，找幾個技術點來分享下：

　　處理器

　　這里把處理器列出來是因為我們的設計選型首先離不開對處理器的關注，SBC-EC9100采用的是i.MX6UL，一款飛思卡爾的高效能ARM，CortexA7的內核，頻率為528MHz，同時最小系統的配置為512M DDR以及4GB的eMMC， 此性能對于一般的工業控制，醫療設備，實驗儀器這些嵌入式產品，足夠使用了，來一張CPU平臺的圖吧：

　　電源

　　電源是一個產品的根本保障，沒有好的電源，再強的性能都沒法發揮。SBC-EC9100電源使用的是FSL最新的電源管理芯片PF3001，其他的地方的設計也中規中矩，一切以性能為首要目標，不偷工減料的省任何一個元器件。

　　經驗分享：雖然SBC-EC9100的標準電路看似平淡無奇，不過里面確實掩藏了一個亮點——過壓保護電路，請看下圖：

　　大家都是搞技術的，原理我在此不再贅述了，怎樣？這個推薦沒錯吧？電路簡單但非常實用，成本也低，覺得可以的童鞋盡管Copy過去，衍生或者直接用于你們的產品上吧，沒任何侵權風險，也沒任何專利費用。

　　內部電路

　　縱觀SBC-EC9100的整個電路原理圖和PCB layout，可以看出工程師對信號完整性都有一定的經驗，最大化的提供整個產品的性能保證。

　　經驗分享：整個產品中的重要時鐘信號都有防反射處理，如下圖：

　　電源退藕、EMC抑制等……

　　Layout中DDR的等長處理、差分的等長以及阻抗處理等，無一不透露著工程師對整個產品硬件設計的理解。

　　接口電路

　　出于對產品的尊重，SBC-EC9100中，工程師們對每個接口電路都加上了完備的ESD保護和EMC處理電路；

　　經驗分享：應該是產品結構的限制以及評估板的定位，RS485電路除缺了防雷設計外，有端接平衡電阻，上、下拉電平保證等完善的電路設計。

　　另外，這里重點看一下CAN接口電路，我們都知道，can接口的最大優點就是抗干擾性強，SBC-EC9100除了采用標準電路外，還提供性能保證的實際應用電路，如下：

　　CAN總線的理論描述：

　　拆除端接電阻和抗干擾電容空載時的波形非常理想，如下圖所示：

　　加上抗干擾電容后，波形會因RC充放電會讓下降沿變緩，結合理論計算：RC 電路為（這里的數據來源于CAN芯片的datasheet）：R=Rin=38.5K，C=Ccan-cap+Cload=20pF+56pF=76pF，時間常數：ζ=RC=38.5K*76pF=2.926X10-6S≈3uS，3RC=3*3uS=9uS，5RC=5*3uS=15uS。實際波形如下圖：

　　可以看出電容對信號有一定的影響。我們都知道在實際應用中，組網的線上會有大量的干擾信號，此時電容就發揮出獨有的功效了，現特將實際應用的電路圖貢獻出來是想起一個拋磚引玉的作用，歡迎每個工程師都分享自己的經驗。最后在實際應用中怎么設計就見仁見智了（這里要特別感謝我的同事John，感謝他為我們如此細致測得CAN總線的波形和數據）。

　　小結：

　　從SBC-EC9100立項到成品，每一步都傾注著工程師們的心血，在電子產品飛速發展的時代，我們只是用心做了一件事，就是搭一個電路讓這個芯片順利的工作起來，非常感謝NXP（freescale）為我們提供了這個優秀的處理器，更感謝公司決定做這個項目，讓我們有幸參與其中。特別希望SBC-EC9100低價高性能的特點能得到市場的認可、大家的喜愛，成為市場的寵兒。最后，我們都知道此時我們缺少軟件篇，這有賴于選擇這個產品的每個工程師，有了你們的參與才能使它成為一個完整的產品，才能真正體現出它的價值……

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