ESM3506多串口擴展方案
RK3506J是瑞芯微推出的高性能3核Cortex-A7應用處理器，其功耗控制優秀，外設資源豐富。ESM3506是成都英創基于RK3506J設計的全國產、工業級工控主板。ESM3506秉持英創主板一貫的易用性原則，將必要的外設板載化，可降低用戶應用底板設計難度和成本。ESM3506與英創其他(基于NXP/TI/全志/瑞芯微等主流SOC平臺)ESMARC主板Pin-to-Pin兼容，可極大的方便用戶現有設備性能升級或國產化替代。
ESM3506工控主板(基于RK3506J)
RK3506J本身提供了5路應用串口，在通訊管理，數據采集等應用場景中，通常有10路甚至20路以上獨立串口的應用需求，這就需要對串口進行擴展。本文將介紹基于ESM3506精簡ISA總線的串口擴展方案。
ESM3506精簡ISA是基于RK3506J設計引出的、經典易用的8-bit地址/數據復用總線，包括讀/寫信號，以及片選和地址鎖存，總共12條信號線，下面是ESM3506 ISA總線讀寫時序：
ESM3506 ISA總線時序
串口擴展芯片選擇南京沁恒微電子的CH438。CH438是包含了8個獨立的16C550兼容的UART擴展芯片，支持5、6、7或8個數據位以及1或2個停止位，支持寄、偶、無校驗、空白0、標志1等校驗方式。CH438為每個串口擴展了獨立的128字節收發FIFO緩沖器，在高波特率通訊或CPU高負載時，也能最大限度確保串口數據的可靠收發。
ESM3506 ISA總線擴展CH438的硬件電路十分簡單，基本上只需要兩步：
l 將CH438的AMOD拉高，配置為復用地址模式。
l 除CH438的ALE需經ISA_ADVn反向外，其他數據/控制信號直接與ESM3506 ISA總線相連即可。
完整的硬件電路連接如下圖如示：
ESM3506 ISA總線擴展8串口芯片CH438
ESM3506內核中已經包含了CH438驅動，系統在啟動過程中會自動測試硬件連接，將CH438串口注冊為TTYS設備。如下圖所示，ttyS1 ~ ttyS5為RK3506J自帶的5路串口，ttys6 ~ ttyS12為通過CH438擴展的串口，其在應用程序中的使用方法與系統自帶的串口完全一致。
針對多串口應用， ESM3506提供了兩個版本：
l 一是ESM3506主板集成CH438，直接提供12路應用串口，可極大縮短用戶多串口方案的研發周期。
l 二是ESM3506主板引出ISA總線，用戶在應用底板上擴展CH438。ESM3506 的ISA地址空間完全滿足兩片CH438的擴展，加上RK3506J本身的5路串口，可快速的實現20路串口的應用方案。
基于并行ISA總線的串口擴展方案，比SPI/I2C擴展串口速度更快，占用CPU性能更少。同時與USB擴展串口相比，數字ISA總線擴展在強電磁干擾環境中表現更為可靠，特別適合在工業場景中使用。