rtd cpuModules CME34BT User manual

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BDM-610000088 Revision A

ii CME34BT cpuModule BDM-610000088 Rev A
CME34BT cpuModules™ User’s Manual
RTD Document Number: BDM-610000088 Revision A
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iv CME34BT cpuModule BDM-610000088 Rev A
Revision History
Revision Date Reason for Change
A 1/7/2020 Initial release

BDM-610000089 Rev A : v
Chapter 1 Introduction
CME34BT cpuModules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
aDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Ordering Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
CME34BT Model Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Cable Kits and Accessories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Board Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
RTD Enhanced BIOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Physical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Power Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Operating Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Migrating to RTD’s Intel E3800 Series cpuModules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Connector Pinout & Function Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
New I/O Connectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Connector Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Software Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
aDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
UEFI Shell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Contact Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Chapter 2 Getting Started
Connector Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Selecting the Stack Order for the CME34BT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Stack Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Connecting to the Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Power Input Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Connecting to the Utility Port 2.0 Connector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Booting the CME34BT cpuModule for the First Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Chapter 3 Connecting the cpuModule
Proper Grounding Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Connector Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Auxiliary Power (CN3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

vi CME34BT cpuModule BDM-610000089 Rev A
Utility Port 2.0 Connector (CN5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
USB 2.0 Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Speaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
System Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Soft Power Button . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
SVGA Video Connector (CN18) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
DisplayPort Connector (CN19) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Serial Port 1 (CN7) and Serial Port 2 (CN8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Serial Port UART. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
RS-232 Serial Port (Default) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
RS-422 or RS-485 Serial Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
RS-422 Mode Pinout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
RS-485 Mode Pinout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Dual Serial Port Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Advanced Digital I/O (aDIO™) Port (CN6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
USB 2.0 Connector (CN17, CN27). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Ethernet (10/100/1000Base-T and -TX) Connector (CN20, CN30) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
PCIe/104 Type 2 Bus (CN1 - Top and CN2 - Bottom) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
PCIe/104 Type 2 Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
PCIe Link Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Optional RTC Battery Input (CN13) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Reserved (CN15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Chapter 4 Using the cpuModule
The RTD Enhanced BIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Configuring the RTD Enhanced BIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Entering the BIOS Setup through the Graphical BIOS Menu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Field Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Operating System Specific Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Windows® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Linux®. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
UEFI OS Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Non-Standard Serial Port Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Advanced Digital I/O Ports (aDIO™). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Digital I/O Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Port 1 Data register is a read/write byte direction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

BDM-610000089 Rev A : vii
Advanced Digital Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Event Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Match Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Strobe Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
SATA Controller Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
SATA Port Mappings, by Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Onboard SATA Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
SATA Links on the PCIe/104 Type Connectors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Native IDE Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Watchdog Timer Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Thermal Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Thermal Warning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
ACPI-Enforced Thermal Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Critical Trip Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Passive Trip Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Power Button Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Low-Power Wake Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
AT vs. ATX Power Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
ATX Power Supply Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Reducing Power Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Multi-Color LED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Reset and Event Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Trusted Platform Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Features and Settings That Can Affect Boot Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Boot Device Order. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Add-On Cards With BIOS Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
VGA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Hard Drive Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Monitor Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
System Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Reset Button Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Load Default BIOS Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Serial Power-On-Self-Test (POST) Code Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Appendix A Hardware Reference
Jumper Settings and Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Onboard PCI/PCIe Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

viii CME34BT cpuModule BDM-610000089 Rev A
Heatsink Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Flat-Heatspreader Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Appendix B Troubleshooting
Common Problems and Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Troubleshooting a PC/104 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
How to Obtain Technical Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Appendix C IDAN™ Dimensions and Pinout
IDAN Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
IDAN Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
IDAN Connector Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
External I/O Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Appendix D Additional Information
Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Drivers and Example Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Interrupt Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Serial Port Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
PC/104 Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Appendix E Limited Warranty

BDM-610000088 Rev A Chapter 1: Introduction 1
Chapter 1 Introduction
This manual provides comprehensive hardware and software information for users developing with the
CME34BT PCIe/104 cpuModule.
This manual is organized as follows:
Note Read the specifications beginning on page 11 prior to designing with the cpuModule.
Chapter 1 Introduction
introduces main features and specifications
Chapter 2 Getting Started
provides abbreviated instructions to get started quickly
Chapter 3 Connecting the cpuModule
provides information on connecting the cpuModule to peripherals
Chapter 4 Using the cpuModule
provides information to develop applications for the cpuModule, including general
cpuModule information, detailed information on storing both applications and system
functions, and using utility programs
Appendix A Hardware Reference
lists jumper locations and settings, physical dimensions, and processor thermal
management
Appendix B Troubleshooting
offers advice on debugging problems with your system
Appendix C IDAN™ Dimensions and Pinout
provides connector pinouts for the cpuModule installed in an RTD Intelligent Data
Acquisition Node (IDAN) frame
Appendix D Additional Information
lists sources and websites to support the cpuModule installation and configuration
Appendix E Limited Warranty

2 CME34BT cpuModule BDM-610000088 Rev A
CME34BT cpuModules
RTD's CME34BT cpuModule represents the latest in low power PCI Express embedded controllers. Based
on an Intel Atom® E3800 Series processor and chipset, the CME34BT is offered with either a low power
1.46 Ghz Single-Core processor, a 1.33GHz Dual-Core processor, or a 1.91 GHz Quad-Core proccessor.
The DDR3 memory interface on the single- and dual-core models operate up to 1066 MT/s (533 MHz)
while the quad-core is 1333- MT/s (666 MHz). All memory chips are soldered directly onto the board.
The video interface of the cpuModule’s Intel Atom’s processor supports dual analog SVGA and
DisplayPort outputs. The two video outputs are independent, and can display separate images and display
timings, with audio support on the DisplayPort. Maximum resolution of both video outputs is 1920 x 1200.
A Serial-ATA (SATA) controller provides links to one disk drive on the PCIe bus connector as well as an
onboard solid-state disk drive which is soldered to the board for maximum reliability. Network connectivity
is provided by two integrated 10/100/1000 Mbps Ethernet controllers. High-speed peripheral connections
include USB 2.0, with up to 480 Mb/sec data throughput. One additional SATA link and two USB 2.0
connections permit further expandability on the top-side PCIe/104 Type 2 connector. The bottom PCIe/104
connector also has two USB 2.0 connections and four x1 PCI Express Gen 2.0 links. Other features include
RS-232/422/485 COM ports and Advanced Digital I/O (aDIO).
RTD has gone the extra mile to include additional advanced features for maximum flexibility. These include
an onboard surface-mount flash drive with a standard SATA interface. An Advanced Watchdog Timer is
provided that can generate an interrupt or reset when the timer expires. The CME34BT is also available in
a rugged and fanless IDAN enclosure.
Figure 1 CME34BT cpuModule (top view)
USB 2.0 (CN27)
Ethernet (CN30)
COM1&3
(CN7)
SVGA
Video
(CN18)
Factory
Use
(CN4)
Auxiliary Power
(CN3)
Utility
Port 2.0
(CN5)
aDIO
(CN6)
DisplayPort
(CN19)
Ethernet
(CN20)
USB 2.0
(CN17)
PCIe/104 Bus
(CN1 Top & CN2 Bottom)
COM2&4
(CN8)
Battery
(CN13
Factory
Use
(CN9)
Reserved
(CN15)