SBC860模塊化工控機方案
SBC860是一款模塊化工控單板計算機應用底板，可搭載英創(chuàng)ESMARC規(guī)范的各種工控主板。同時SBC860應用底板有專用I/O及串口資源接口，配合專用模塊，可以方便地擴展出多樣性的接口資源，如串口、CAN、I/O、A/D等，構成可以直接使用的工控機系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)應用所需端口資源的靈活配置。此外，SBC860還保留了mini PCIe模塊插座，可以支持基于USB接口的3G/4G/WiFi無線通訊模塊。
在使用時，根據(jù)接口資源需求情況，選用資源及處理性能滿足要求的ESMARC工控主板插在SBC860應用底板上，再從SBC860的資源接口上，利用2.54mm的帶線，連接不同功能的模塊，以實現(xiàn)應用需求。
使用SBC860模塊化工控機方案，可以實現(xiàn)的資源如下：
● 2路以太網(wǎng)接口
● 2路USB-Host接口
● 3G/4G模塊支持
● 4路攝相頭信號輸入
● 1路VGA顯示接口
● 14路RS485接口
● 14路RS232接口
● 6路CAN總線
● 32路繼電器空觸點輸出
● 32路空觸點輸入
● 16路模擬信號輸入
需要說明一下，以上的資源為SBC860模塊化工控機方案中，能引出的單一資源最多數(shù)量，且是需要ESMARC工控主板支持、同時在SBC860應用底板上連接相應的擴展模塊才能實現(xiàn)。如果在應用中要使用多種類型的資源接口，則單一類型的資源不會達到最大資源接口數(shù)量。
SBC860模塊化工控機系統(tǒng)基本結構如下圖所示：
SBC860模塊化工控機系統(tǒng)構示意圖
SBC860模塊化工控機可以使用的ESMARC工控主板
| 支持的主板 | 支持的擴展模塊 | 串口 / CAN等資源描述 |
| ESM928x | 3G/4G模塊 | 可以實現(xiàn)最多6路串口、2路CAN資源 |
| ESM6800 | 3G/4G模塊 | 可以實現(xiàn)最多12路串口、2路CAN資源 |
| ESM335x | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G | 使用ETA508模塊可以實現(xiàn)最多13路串口，如果使用ETA503模塊可以實現(xiàn)最多9路串口，6路CAN資源 |
| ESM7000 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G | 使用ETA508模塊可以實現(xiàn)最多14路串口，如果使用ETA503模塊可以實現(xiàn)最多10路串口，6路CAN資源 |
| ESM7100 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G、ETA6869 | 使用ETA508模塊可以實現(xiàn)最多14路串口，如果使用ETA503模塊可以實現(xiàn)最多10路串口，6路CAN資源。ETA6869模塊是一個可以對4路攝相頭信號進行同時采集的視頻模塊，它占用mini PCI-e插座，在沒有使用3G/4G模塊時，可以實現(xiàn)8路視頻信號輸入，由系統(tǒng)設置選通 |
| ESM6802 | ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G，ETA6869 | 使用ETA508模塊可以實現(xiàn)最多14路串口，如果使用ETA503模塊可以實現(xiàn)最多10路串口，6路CAN資源。ETA6869模塊是一個可以對4路攝相頭信號進行同時采集的視頻模塊，它占用mini PCI-e插座，在沒有使用3G/4G模塊時，可以實現(xiàn)8路視頻信號輸入，由系統(tǒng)設置選通 |
SBC860已支持的模塊型號
在SBC860模塊化工控機系統(tǒng)規(guī)劃時，考慮到各種模塊的互換性與生產(chǎn)方便性，將所有的模塊尺寸及安裝定位孔都規(guī)定為統(tǒng)一的尺寸參數(shù)，如下圖所示：
基于SBC860模塊化工控機系統(tǒng)的模塊尺寸
由于不同的功能模塊信號連接端數(shù)量不同，所以不同功能的模塊的連接器引腳數(shù)不同。下表列出了現(xiàn)在SBC860模塊化工控機系統(tǒng)支持的功能模塊及其特性：
| 產(chǎn)品型號 | 產(chǎn)品類型 | 連接器引腳 | 簡要描述 | 連接個數(shù) |
| SBC860-IO1 | 數(shù)字IO模塊 | 8x2（16腳） | I2C擴展的數(shù)字IO模塊 | 8個模塊 |
| SBC860-S1 | 串口驅動模塊 | 6x2（12腳） | 雙通道RS232/RS485 | 2個模塊 |
| SBC860-C1 | CAN驅動模塊 | 5x2（10腳） | 雙通道CAN總線驅動模塊 | 2個模塊 |
| SBC860-AD1 | AD模塊 | 6x2（12腳） | 利用串口通訊的模擬數(shù)據(jù)采集模塊 | 4個模塊 |
說明：連接個數(shù)，是指同一條連接帶線上，可以連接該類型的模塊數(shù)量
最后產(chǎn)品完成設計時，可以使用1U機箱，將各個模塊安裝到機箱內(nèi)，最終構建成產(chǎn)品。安裝到機箱時，只需要根據(jù)模塊尺寸參數(shù)，在機箱內(nèi)設計固定螺釘，同時根據(jù)模塊連接器參數(shù)，在機殼面板開孔，使連接器平整地分布在面板平面。如下圖所示：
機箱背面接線端處理示意圖
SBC860模塊化工控機的基本硬件情況
SBC860應用底板接口資源
SBC860資源分布圖
SBC860-IO模塊
SBC860-IO模塊，是利用I2C總線擴展出GPIO，再對信號進行隔離，最終實現(xiàn)4路空觸點輸出，4路空觸點輸入的應用模塊。該模塊連接在SBC860應用底板的J5接口上，一條帶線可以連接最多8個模塊，通過SBC860-IO模塊上的跳線器決定每一個模塊的I2C地址。
SBC860-IO繼電器擴展模塊
SBC860-AD模塊
SBC860-AD模塊，是采用單片機系統(tǒng)，控制A/D芯片，實現(xiàn)8路單端模擬信號輸入采集，或者4路差分模擬信號輸入采集的模塊，通過串口與SBC860應用底板連接。
SBC860-AD可以連接在SBC860應用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。在使用SBC860-AD時，需要注意每個接口的差異，如下表所示：
| 接口 | 連接模塊數(shù) | 條件/說明 |
| J1 | 4 | 使用COM2~COM5 |
| J2 | 2 | 只能使用COM6\COM7 |
| J3 | 4 | 需使用ETA503、ETA508 |
| J4 | 4 | 需使用ETA508 |
SBC860-AD模擬信號采集模塊
SBC860-S模塊
SBC860-S是串口驅動模塊，該模塊同時將2路TTL電平信號的串口信號轉換成RS232與RS485，但通過不同的接線端子引出，可以同時連接并使用。由于RS485在應用中，根據(jù)實際情況才能確認是否需要總線匹配，因此，在接線端子上設計了120歐姆匹配電阻連接端。在需要的情況下，短接相應的2個連接端子即可。
SBC860-S可以連接在SBC860應用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。其中J1、J3、J4接口通過帶線，最多可以連接2個SBC860-S模塊。J2接口通過帶線，只能連接1個模塊，且SBC860-S模塊上，只能選擇COM1、COM2。
SBC860-S串口驅動模塊
SBC860-C模塊
SBC860-C是CAN總線驅動模塊，該模塊同時驅動輸出2路CAN總線，由不同的接線端子引出。由于CAN總線也類似RS485總線，根據(jù)實際情況才能確認是否需要總線匹配，因此，在接線端子上設計了120歐姆匹配電阻連接端。在需要的情況下，短接相應的2個連接端子即可。
SBC860-C可以連接在SBC860應用底板上的J2、J3接口上。其中J2接口通過帶線，只能連接1個模塊，且SBC860-C模塊上，只能選擇CAN3、CAN4。J3接口通過帶線，最多可以連接2個SBC860-C模塊，但是必需在SBC860應用底板上掛接ETA704模塊才能使用。
SBC860-C CAN總線驅動模塊
關于各資源接口模塊的詳細說明及信號連接，請參考對應模塊的數(shù)據(jù)手冊。
SBC860與資源模塊連接的方式如下圖所示：
SBC860通過SBC860-IO模塊與SBC860-AD模塊
SBC860通過J2連接SBC860-C模塊和SBC860-S模塊
SBC860通過J1連接2張SBC860-S模塊