RK3506J是瑞芯微推出的高性能3核Cortex-A7应用处理器，其功耗控制优秀，外设资源丰富。ESM3506是成都b体育·(sports)基于RK3506J设计的全国产、工业级工控主板。ESM3506秉持b体育·(sports)主板一贯的易用性原则，将必要的外设板载化，可降低用户应用底板设计难度和成本。ESM3506与b体育·(sports)其他(基于NXP/TI/全志/瑞芯微等主流SOC平台)ESMARC主板Pin-to-Pin兼容，可极大的方便用户现有设备性能升级或国产化替代。

ESM3506工控主板(基于RK3506J)

RK3506J本身提供了5路应用串口，在通讯管理，数据采集等应用场景中，通常有10路甚至20路以上独立串口的应用需求，这就需要对串口进行扩展。本文将介绍基于ESM3506精简ISA总线的串口扩展方案。

ESM3506精简ISA是基于RK3506J设计引出的、经典易用的8-bit地址/数据复用总线，包括读/写信号，以及片选和地址锁存，总共12条信号线，下面是ESM3506 ISA总线读写时序：

ESM3506 ISA总线时序

串口扩展芯片选择南京沁恒微电子的CH438。CH438是包含了8个独立的16C550兼容的UART扩展芯片，支持5、6、7或8个数据位以及1或2个停止位，支持寄、偶、无校验、空白0、标志1等校验方式。CH438为每个串口扩展了独立的128字节收发FIFO缓冲器，在高波特率通讯或CPU高负载时，也能最大限度确保串口数据的可靠收发。

ESM3506 ISA总线扩展CH438的硬件电路十分简单，基本上只需要两步：

l  将CH438的AMOD拉高，配置为复用地址模式。

l  除CH438的ALE需经ISA_ADVn反向外，其他数据/控制信号直接与ESM3506 ISA总线相连即可。

完整的硬件电路连接如下图如示：

ESM3506 ISA总线扩展8串口芯片CH438

ESM3506内核中已经包含了CH438驱动，系统在启动过程中会自动测试硬件连接，将CH438串口注册为TTYS设备。如下图所示，ttyS1 ~ ttyS5为RK3506J自带的5路串口，ttys6 ~ ttyS12为通过CH438扩展的串口，其在应用程序中的使用方法与系统自带的串口完全一致。

针对多串口应用， ESM3506提供了两个版本：

l  一是ESM3506主板集成CH438，直接提供12路应用串口，可极大缩短用户多串口方案的研发周期。

l  二是ESM3506主板引出ISA总线，用户在应用底板上扩展CH438。ESM3506 的ISA地址空间完全满足两片CH438的扩展，加上RK3506J本身的5路串口，可快速的实现20路串口的应用方案。

基于并行ISA总线的串口扩展方案，比SPI/I2C扩展串口速度更快，占用CPU性能更少。同时与USB扩展串口相比，数字ISA总线扩展在强电磁干扰环境中表现更为可靠，特别适合在工业场景中使用。