CN103257951A - 通讯管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通讯管理平台。该通讯管理平台包括：主板，该主板上设置有CPU，并集成有多种通讯接口，其中CPU采用Sandy Bridge架构嵌入式处理器；多个扩展模块，通过多种通讯接口分别与主板连接；电源模块，与主板和多个扩展模块分别连接，用于向主板和多个扩展模块提供电源。应用本发明的技术方案，通过在主板上设置灵活多样的丰富的扩展接口，丰富多样的扩展功能模块，有效满足了客户多样化的需求。另外通过B码总线的应用，使得整机扩展B码功能时简单方便，内部无需供电和通讯接线，提高系统的稳定性和可靠性。

Description

通讯管理平台

技术领域

本发明涉及电子领域，具体而言，涉及一种通讯管理平台。

背景技术

在智能变电站应用领域，尤其是变电站故障保护和信息系统的应用领域，现有的嵌入式通讯管理平台产品，由于自身产品性能的局限以及系统设计的局限性，已经无法满足故障保护对于高计算性能、多网络、多光口的产品需求。

现有的通讯管理平台的CPU一般采用Intel Atom低功耗嵌入式处理器，并将硬件基本接口直接设置到主板上，如网络接口、串口、电源、B码对时接口、开关量输入输出接口等。其扩展接口包括可编程序通信接口（Programmable Communications Interface，以下简称PCI）或者PCI104扩展接口。主板的散热设计采用底层被动散热，将散热器制作在主板的下面，CPU和南桥相应设计在主板的下面，和散热器充分接触，做到无风扇散热设计。其中，B码对时功能，采取板载设计或者是通过标准串口扩展模块的方案来实现。

现有技术方案中采用Intel Atom系列低功耗处理器设计，其网络、串口、USB、VGA和B码对时接口等硬件功能都集成在主板上，由于CPU和南桥资源的限制，系统的扩展接口太过于单一，一般只有PCI或者是PCI104接口预留做系统功能扩展使用，无法满足对于网络或者光纤接口的性能需求比较高的用户，同时对于多网络高性能的通讯管理需求，处理器的处理性能也无法满足用户的要求。

对于CPU设置在主板底层的设计方式，只适应于散热量较小的Atom系列的CPU，对于散热量较大的CPU，如Intel奔腾或者Intel酷睿系列的高性能CPU，其发热量较大，采用此种方式散热无法保证系统的稳定运行。

另外，对于B码对时功能，现有方式通过串口扩展模块来实现，但是B码模块需要供电线和串口通讯线，内部的线缆就会显得凌乱，增加整机运行故障的隐患。

针对相关技术中无法满足用户的多网络高性能的通讯管理需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种通讯管理平台，以解决现有技术中无法满足用户的多网络高性能的通讯管理需求的问题。

本发明提供的通讯管理平台包括：主板，该主板上设置有CPU，并集成有多种通讯接口，其中CPU采用Sandy Bridge架构嵌入式处理器；多个扩展模块，通过多种通讯接口分别与主板连接；电源模块，与主板和多个扩展模块分别连接，用于向主板和多个扩展模块提供电源。

进一步地，主板还包括小外形双列内存模组SO-DIMM，SO-DIMM与CPU连接。

进一步地，CPU包括两路高速外设部件互连接口PCIe，分别用于扩展多路千兆网口。

进一步地，主板还包括主板芯片组，该主板芯片组通过直接媒体接口DMI和灵活显示接口FDI与CPU连接。

进一步地，主板上还包括多个扩展插槽，每个扩展插槽连接主板芯片组的一路PCIe接口。

进一步地，主板上还包括多个USB接口，多个USB接口连接主板芯片组的USB总线。

进一步地，主板上还包括多个SATA3.0接口，多个SATA3.0接口连接主板芯片组的SATA3.0总线。

进一步地，主板还包括Super I/O芯片，该Super I/O芯片通过与少针脚型总线LPC主板芯片组连接。

进一步地，主板设置有至少一路串行接口和B码对时接口，至少一路串行接口分别与SuperI/O芯片的至少一路串行总线连接，B码对时接口与Super I/O芯片的B码对时总线连接。

进一步地，该通讯管理平台还包括：指示灯，该指示灯与主板电连接，用于指示主板的工作状态。

应用本发明的技术方案，通过在主板上设置灵活多样的丰富的扩展接口，丰富多样的扩展功能模块，有效满足了客户多样化的需求。另外通过B码总线的应用，使得整机扩展B码功能时简单方便，内部无需供电和通讯接线，提高系统的稳定性和可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的通讯管理平台的硬件结构示意图；

图2是根据本发明实施例的通讯管理平台的硬件系统设计图；以及

图3是根据本发明实施例的通讯管理平台的主板原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种通讯管理平台，该通讯管理平台采用基于Sandy Bridge架构的高性能嵌入式处理器解决方案，通过丰富的高速外设部件互连接口（Pedpherd ComponentInterconnect Express，以下简称PCIe）扩展资源，实现不同功能模块的扩展。该平台系统通过PCIe x1总线，实现以太网接口的扩展，通过PCIe转PCI转换芯片实现百兆光纤接口的扩展，通过PCIe转串口通道芯片实现串口功能的扩展，通过专门设计的B码总线实现B码对时功能。Sandy Bridge嵌入式低功耗CPU，主频达到双核1.1GHz以上，可以保证设备的高计算性能和低功耗设计。

图1是根据本发明实施例的通讯管理平台的硬件结构示意图，如图1所示，该通讯管理平台包括：主板，该主板上设置有CPU，并集成有多种通讯接口，其中CPU采用Sandy Bridge架构嵌入式处理器；多个扩展模块，通过多种通讯接口分别与主板连接；电源模块，与主板和多个扩展模块分别连接，用于向主板和多个扩展模块提供电源。

图2是根据本发明实施例的通讯管理平台的硬件系统设计图，如图所示，主板上集成基本功能，包括4路千兆网络接口和2路隔离串口，同时主板预留1路标准RS232和1路B码对时总线接口，以及4个USB接口，支持2个串行高级技术附件（Serial Advanced TechnologyAttachment，一下简称SATA）3.0接口。该SATA3.0接口可以自动检测支持SATA接口的固态硬盘（Disk-on-Module，以下简称DOM）和2.5寸硬盘驱动器设备（Hard Disk Drive，以下简称HDD）。主板采用12VDC外部供电，采用满足电磁兼容（Electro Magnetic Compatibility，一下简称EMC）试验4级标准要求的可靠电源模块供电。该通讯管理平台通过PCIe接口，支持8路隔离串口，8路千兆网口以及4路百兆光口的扩展，通过B码总线实现B码对时通讯和串口实现数字输入输出模块的配置。系统提供指示灯，指示灯集中显示在前面板，方便现场调试和设备维护。指示灯可以选择使用LED。

本发明实施例中的通讯管理平台的主板部分，需要满足最小需求的IO数量，至少包括4个网口和2个串口。同时，主板预留多种标准的扩展接口，分别是标准的PCIe x4接口和PCIex1接口，用于扩展其他应用的不同IO需求。

图3是根据本发明实施例的通讯管理平台的主板原理图。主板上的CPU优选是使用Intel847E，该CPU为双核1.1GHz，2MB高速缓存，基于Sandy Bridge架构。CPU包括两路高速外设部件互连接口PCIe，分别用于扩展多路千兆网口。内存模组使用小外形双列内存模组（Small Outline Dual In-line Memory Module，以下简称SO-DIMM）。SO-DIMM具有更小的外形尺寸，主要用于笔记本电脑等一些对尺寸有较高要求的使用场合。

主板的主板芯片组优选使用Intel HM65芯片组，HM65高速芯片组是移动式英特尔系列芯片组家族的组成部分，提供一个单芯片架构。该主板芯片组通过直接媒体接口（Direct MediaInterface，以下简称DMI）和灵活显示接口（Flexible Display Interface，以下简称FDI）与CPU连接。其中，DMI是Intel公司开发用于连接主板南北桥的总线，取代了以前的Hub-Link总线。DMI采用点对点的连接方式，时钟频率为100MHz，由于它是基于PCIe总线，因此具有PCIe总线的优势。DMI实现了上行与下行各1GB/s的数据传输率，总带宽达到2GB/s，这个高速接口集成了高级优先服务，允许并发通讯和真正的同步传输能力。FDI能够通过两个单独控制的通道将集成图形显示数据传输给芯片组。

主板上还可以包括多个扩展插槽，每个扩展插槽连接主板芯片组的一路PCIe接口。利用扩展插槽可以实现更多的隔离网口、光口、以及串口。

主板上还可以直接设置多个USB接口，多个USB接口连接主板芯片组的USB总线。另外主板上的多个SATA3.0接口连接主板芯片组的SATA3.0总线，从而实现硬盘的连接。

主板还包括Super I/O芯片，该Super I/O芯片通过与少针脚型总线（Low Pin Count，以下简称LPC）主板芯片组连接。该Super I/O芯片可以选择使用Fintek F81865芯片。因为在南桥这样的高速设备和串行、并行接口、软盘驱动器及键盘鼠标等大量低速设备之间必定存在资源的不匹配，而需要经过转换和管理。而Super I/O芯片则完成了芯片组等高速设备与低速设备的资源匹配而进行的转换管理功能。

现有技术中的芯片组与Super I/O芯片的连接一般使用ISA BUS，以控制传统的外围设备。传统ISA BUS速率大约在7.159～8.33MHz，提供的理论尖峰传输值为16MB/s，但是ISA BUS与传统的PCI BUS的电气特性、信号定义方式迥异，芯片组、Super I/O芯片得多浪费针脚来做处理，主板的线路设计也显得复杂。LPC接口，将以往ISA BUS的地址/数据分离译码，改成类似PCI的地址/数据信号线共享的译码方式，信号线数量大幅降低，工作速率由PCI总线速率同步驱动，虽然改良过的LPC接口一样维持最大传输值16MB/s，不过所需要的信号脚位数大幅降低25～30个，以LPC接口设计的Super I/O芯片、Flash芯片都能享有脚位数减少、体积微缩的好处，主板的设计也可以简化。

此外，主板还设置有至少一路串行接口和B码对时接口，至少一路串行接口分别与SuperI/O芯片的至少一路串行总线连接，B码对时接口与Super I/O芯片的B码对时总线连接。

IRIG-B格式时间码（简称B码）为国际通用时间格式码用于各系统的时间同步。“B码解码接口卡”为EISA（或ISA）总线接口卡，将标准时钟源设备送来的IRIG-B（DC）码，解码出时、分、秒，并加入毫秒信息，送入主计算机，以校准本机的系统时间。B码对时功能，通过板上预留的B码对时总线来实现，B码对时总线同时解决了模块的供电和通讯问题，方便系统安装和测试。

本发明实施例提供的通讯管理平台采用基于Sandy Bridge架构的高性能嵌入式处理器解决方案，通过丰富的高速外设部件互连接口（Pedpherd Component Interconnect Express，以下简称PCIe）扩展资源，实现不同功能模块的扩展。该平台系统通过PCIe x1总线，实现以太网接口的扩展，通过PCIe转PCI转换芯片实现百兆光纤接口的扩展，通过PCIe转串口通道芯片实现串口功能的扩展，通过专门设计的B码总线实现B码对时功能。Sandy Bridge嵌入式低功耗CPU，主频达到双核1.1GHz以上，可以保证设备的高计算性能和低功耗设计。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种通讯管理平台，其特征在于，包括：

主板，该主板上设置有CPU，并集成有多种通讯接口，其中所述CPU采用Sandy Bridge架构嵌入式处理器；

多个扩展模块，通过所述多种通讯接口分别与所述主板连接；

电源模块，与所述主板和所述多个扩展模块分别连接，用于向所述主板和所述多个扩展模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板还包括小外形双列内存模组SO-DIMM，所述SO-DIMM与所述CPU连接。

3.根据权利要求1所述的通讯管理平台，其特征在于，所述CPU包括两路高速外设部件互连接口PCIe，分别用于扩展多路千兆网口。

4.根据权利要求1所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板还包括主板芯片组，该主板芯片组通过直接媒体接口DMI和灵活显示接口FDI与所述CPU连接。

5.根据权利要求4所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板上还包括多个扩展插槽，每个所述扩展插槽连接主板芯片组的一路PCIe接口。

6.根据权利要求4所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板上还包括多个USB接口，所述多个USB接口连接主板芯片组的USB总线。

7.根据权利要求4所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板上还包括多个SATA3.0接口，所述多个SATA3.0接口连接主板芯片组的SATA3.0总线。

8.根据权利要求4所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板还包括Super I/O芯片，该Super I/O芯片通过与少针脚型总线LPC所述主板芯片组连接。

9.根据权利要求8所述的通讯管理平台，其特征在于，所述主板设置有至少一路串行接口和B码对时接口，所述至少一路串行接口分别与所述SuperI/O芯片的至少一路串行总线连接，所述B码对时接口与所述Super I/O芯片的B码对时总线连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的通讯管理平台，其特征在于，该通讯管理平台还包括：指示灯，该指示灯与所述主板电连接，用于指示所述主板的工作状态。

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