CN102855217A

CN102855217A - 一种前端机的通用核心板及其前端机

Info

Publication number: CN102855217A
Application number: CN2012102855791A
Authority: CN
Inventors: 程万鑫; 涂万杰; 王平; 赵永刚; 周钢
Original assignee: WUXI AEROSPACE FEILIN MEASUREMENT CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI AEROSPACE FEILIN MEASUREMENT CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明公开了一种前端机的通用核心板及其前端机，所述前端机的通用核心板包括处理器和标准接口，标准接口选择性地与处理器的接口相连接，所述标准接口适应至少两种型号的处理器在特定应用领域的使用。进一步地，前端机的通用核心板还包括时钟电路、电源管理、FLASH存储器和DDR存储器，分别与处理器连接。本发明通过选择性地将处理器的特定接口引出到外接的标准接口，实现不同型号的处理器在同一特定应用领域的标准化使用，避免了随着处理器的变化而产生很多的接口，产品的兼容性差，需要不停升级等问题。

Description

一种前端机的通用核心板及其前端机

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种前端机的通用核心板及其前端机。

背景技术

现在的电子产品硬件开发中，越来越多的用到了处理器作为电路的核心，基于MIPS和ARM的嵌入式处理器性价比越来越高。同时，市场对产品设计的周期要求越来越快，产品的质量要好，成本要低，产品种类多。

目前，中、高端嵌入式处理器同周边高速存储器电路的设计要求比较高，一般采用6层和8层板的设计方案，设计和生产、验证周期很长，设计时大都采用6层---8层的盲、埋孔工艺设计，对PCB生产厂家要求较高；在生产阶段，手工贴片的质量无法保证，而SMT要求生产的数量要多；从成本上看，这部分往往是占了30-70%的成本，同时有效降低了采购的难度和研发的风险。

在核心板的标准接口设计上，市场绝大部分的实现是：针对特定系列的处理器所有的外部接口都尽量引出；随着处理器的变化会产生很多的接口设计方案，产品的兼容性差；而工控领域产品的生命周期会长一些，不能不停的升级硬件和软件设计。

发明内容

本发明的目的在于提出一种前端机的通用核心板及其前端机，采用模块化的设计思路，将处理器、内存、时钟和部分电源管理等核心部件集成在一起，组成一个最小的运行系统，可以实现核心板单独运行，单独调试；处理器对其他外设的支持通过外接引脚引在一个标准接口上实现。

为达此目的，本发明提出了一种前端机的通用核心板，包括处理器和标准接口，所述标准接口选择性地与所述处理器的接口相连接，所述标准接口适应至少两种型号的处理器在特定应用领域的使用。

进一步地，所述前端机的通用核心板还包括时钟电路、电源管理、FLASH存储器和DDR存储器，所述时钟电路、电源管理、FLASH存储器和DDR存储器分别与所述处理器连接。

进一步地，所述标准接口包括SD/MMC接口、USB HOST HS、USB OTG HS、SPI接口、JGAG接口、音频接口、电源接口、串行接口、以太网接口、CAN接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入输出接口。

进一步地，所述标准接口的接口方式均为引脚式、卡式、触点式或针脚式。

进一步地，所述外接引脚与所述前端机的通用核心板的主体相垂直，所述外接引脚均匀分布在两个引脚插座上，各所述引脚插座长度不小于51厘米且不大于51.6厘米，各所述引脚插座宽度不小于2.95厘米且不大于3.25厘米。

本发明还提出了一种前端机，包括底板和如权利要求1至5之一所述的前端机的通用核心板，所述底板的功能包括为所述通用核心板提供接口支持。

进一步地，所述底板的功能还包括：用于提供SD接口支持；用于提供USBhost和USB device支持；用于提供2G网络、3G网络或WIFI支持；用于提供Ethernet接口支持；用于提供蜂鸣器支持；用于对一路RS232、四路RS232/RS485和一路调试UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)支持；用于提供对JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行为组织)调试端口的支持；用于提供对八路输入、八路输出和模拟量输入输出的支持；用于提供对电源管理功能支持。

本发明通过选择性地将处理器的特定接口引出到外接的标准接口，实现不同型号的处理器在同一特定应用领域的标准化使用，避免了随着处理器的变化而产生很多的接口，产品的兼容性差，需要不停升级等问题。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的通用核心板结构示意图；

图2是本发明实施例一所述的通用核心板的标准接口框图；

图3是本发明实施例一所述的通用核心板的引脚插座的引脚接口框图（A引脚插座）；

图4是本发明实施例一所述的通用核心板的引脚插座的引脚接口框图（B引脚插座）；

图5（a）是本发明实施例一所述的通用核心板引脚插座的俯视图；

图5（b）是本发明实施例一所述的通用核心板引脚插座的正视图；

图5（c）是本发明实施例一所述的通用核心板引脚插座的侧视图；

图5（d）是本发明实施例一所述的通用核心板引脚插座的仰视图；

图6是本发明实施例一所述处理器与DDR2存储器的接口框图；

图7是本发明实施例二所述的前端机的硬件框图；

图8是本发明实施例二中SD接口框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

图1是本实施例所述的通用核心板结构示意图，如图1所示，本实施例所述前端机的通用核心板包括处理器101和标准接口102，所述标准接口102选择性地与所述处理器101的接口相连接，所述标准接口101适应多种型号的处理器101在同一特定应用领域的标准化使用，如该标准接口同时支持AMD公司的Aml186/88、飞思卡尔的IMX28系列应用于物联网前端机这一特定应用领域。

依据模块化的设计思路，将处理器、内存、时钟和部分电源管理等核心部件集成在一起，组成一个最小的运行系统，可以实现所述通用核心板单独运行，单独调试，因此，所述通用核心板还可包括内置的时钟电路104、电源管理103、FLASH存储器106和DDR存储器105。

本实施例针对物联网前端机特定的应用领域，通过外接引脚引在一个标准接口上实现特定接口的引出，不锁定特定的处理器来设计核心板的标准接口，这样一来，处理器101对其他外设的支持是通过外接引脚引在一个通用的标准接口上实现特定接口的引出，能避免了随着处理器的变化而产生很多的接口，产品的兼容性差，需要不停升级等问题。

图2是本发明实施例一所述的通用核心板的标准接口框图，如图2所示，所述标准接口包括SD/MMC接口、USB HOST HS、USB OTG HS、SPI接口、JGAG接口、音频接口、电源接口、串行接口、以太网接口、CAN接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入输出接口。

所述标准接口有160个，标准接口的接口方式可为引脚式、卡式、触点式或针脚式，为使用方便，本实施例所述通用核心板外接引脚均匀分布在两个80PIN的针脚式插座上，各所述针脚式插座分别位于所述通用核心板的两侧，所述针脚与所述芯片本体相垂直。

具体地，图3是本实施例所述的通用核心板的引脚插座的引脚接口框图（A引脚插座），图4是本实施例所述的通用核心板的引脚插座的引脚接口框图（B引脚插座），如图3和图4所述。其中，A针脚式插座上的针脚接口如下表所示。

B引脚插座上的引脚接口如下表所示。

以上引脚定义仅为本发明的一个最佳实施例，当然也可以从不同的管脚开始编号，或者采用不同的计数之向来编号，所有的这些变化和改变都不脱离本发明的应有之义，在此并不一一赘述，所述变化和改变均在本发明的保护范围之内。

图5（a）是本实施例所述的通用核心板引脚插座的俯视图,如图5（a）所示，横向相邻的各所述外接引脚之间距离为1.27±0.1厘米；纵向相邻的各所述外接引脚之间距离也为1.27±0.1厘米；所述引脚插座长为1.27*40+0.5±0.3厘米；图5（b）是本实施例所述的通用核心板引脚插座的正视图，如图5（b）所示，所述外接引脚长为2.45±0.25厘米，所述外接引脚直径约为0.50，所述外接引脚分两排均匀沿着所述引脚插座的长边排列，两排引脚到引脚插座的长边的距离为0.96厘米；图5（c）是本实施例所述的通用核心板引脚插座的侧视图；图5（d）是本实施例所述的通用核心板引脚插座的仰视图。

本实施例中处理器与前端机的通用核心板上其他部件的连接方式为常规连接，并无特殊之处。不同型号的处理器和不同型号DDR存储器连接电路图略有区别，但其基本原理相同。本实施例以飞思卡尔的IMX28系列的处理器芯片和hynix H5PS1G63EFR 1Gb(64Mx16)DDR2 SDRAM的DDR存储器为例，其接口电路图如图6所示。

其中，由于处理器自带的动态存储器接口支持DDR2和MDDR类型的存储器，对功耗要求不是特别严格，所以，hynix H5PS1G63EFR1Gb(64Mx 16)DDR2SDRAM内存颗粒为优选的DDR存储器类型。

处理器101分别与电源管理103、时钟电路104、FLASH存储器106的连接电路图在此不作赘述。

实施例二

本发明还公开了一种前端机，所述前端机包括底板和实施例一所述的前端机的通用核心板，所述底板的功能包括为所述通用核心板提供接口支持。

图7是本发明实施例二所述的前端机的硬件框图，如图7所示，底板主要实现的功能还包括：

（1）SD接口支持，如图7中707；

（2）2G/3G/WIFI等移动通讯的支持，如图7中703；

（3）对远程I/O和存取支持，如图7中710；

（4）以太网Ethernet接口支持，如图7中704和705；

（5）蜂鸣器支持，如图7中706；

（6）对现场总线端口支持，如图7中711；

（7）对JTAG调试端口的支持709；

（8）对八路输入/八路输出及模拟量输入输出的支持，如图7中712、713和714；

（9）电源管理功能，如图7中708。

其中，SD接口框图参见图8；蜂鸣器主要用在系统自检和设备异常时的报警提示等，通过处理器的数字输出管脚控制；以太网Ethernet接口支持，由于物联网前端机会有部分网关的作用，所以，必须支持两个网口，本实施例网络接口芯片（MAC/PHY收发器）以SMSC的LAN8270A芯片为例，LAN8270A芯片支持10/100M自适应和支持交叉线自动侦测及切换等功能；对于USB接口，一个USB接口引出，做调试时使用，同时支持外部存储设备，另一个接口转为mini-PCIE接口，支持外接WIFI/2G/3G模组，在实际使用中，本实施例以华为公司的EM770W和EM660模组为例，分别支持WCDMA和CDMA及GPRS。

本实施例所述前端机的通用核心板是将处理器外面封装了一层标准化的外壳来进行使用，使应用更加专业化和标准化，解决不同类型的处理器的兼容问题，当处理器型号发生变化时，仅需要重新将新的处理器相应的接口连接到本发明所述的通用核心板的标准接口上即可，前端机无需作任何改变。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种前端机的通用核心板，其特征在于，包括处理器和标准接口，所述标准接口选择性地与所述处理器的接口相连接，所述标准接口适应至少两种型号的处理器在同一特定应用领域的使用。

2.如权利要求1所述的前端机的通用核心板，其特征在于，所述前端机的通用核心板还包括时钟电路、电源管理、FLASH存储器和DDR存储器，所述时钟电路、电源管理、FLASH存储器和DDR存储器分别与所述处理器连接。

3.如权利要求1或2所述的前端机的通用核心板，其特征在于，所述标准接口包括SD/MMC接口、USB HOST HS、USB OTG HS、SPI接口、JGAG接口、音频接口、电源接口、串行接口、以太网接口、CAN接口、数字量输入接口、数字量输出接口和模拟量输入输出接口。

4.如权利要求3所述的前端机的通用核心板，其特征在于，所述标准接口的接口方式均为引脚式、卡式、触点式或针脚式。

5.如权利要求4所述的前端机的通用核心板，其特征在于，所述标准按口与所述前端机的通用核心板的主体相垂直，所述外接引脚均匀分布在两个引脚插座上，各所述引脚插座长度不小于51厘米且不大于51.6厘米，各所述引脚插座宽度不小于2.95厘米且不大于3.25厘米。

6.一种前端机，其特征在于，包括底板和如权利要求1至5之一所述的前端机的通用核心板，所述底板用于为所述通用核心板提供接口支持。

7.如权利要求6所述的前端机，其特征在于，所述底板还用于：用于提供SD接口支持；用于提供USB host和USB device支持；用于提供2G网络、3G网络或WIFI支持；用于提供Ethernet接口支持；用于提供蜂鸣器支持；用于对一路RS232、四路RS232/RS485和一路调试UART支持；用于提供对JTAG调试端口的支持；用于提供对八路输入、八路输出和模拟量输入输出的支持；用于提供对电源管理功能支持。