CN104866027B - 汽车计算模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车计算模块，其适于连接到汽车计算系统的主板，包括：电路板，其具有导电通路；计算组件，其安装到电路板，并至少包括中央处理单元和主存储器；边缘连接器，其设置在电路板的边缘，并适于将电路板连接到所述主板的边缘连接器插口，以及多个接口，其由所述边缘连接器提供，用于连接计算模块，其中汽车计算模块适于在汽车内作为所述汽车计算系统的主计算单元操作，并为所述汽车计算系统执行数据处理，该数据由汽车计算模块通过所述接口接收。

Description

汽车计算模块
本案是申请号为201010201011.8，申请日为2010年6月9日，题目为“汽 车计算模块”的申请的分案。
技术领域
本发明涉及一种汽车计算模块以及一种包括这样的汽车计算模块的汽 车计算系统。本发明还涉及这样的汽车计算模块在汽车计算系统中的使用。
背景技术
在现代汽车中，许多功能通常是由计算机控制的。例如，汽车信息娱乐 系统可以包括让使用者可以利用众多的信息和娱乐功能的计算机界面。这样 的功能可包括例如从CD或DVD播放声音或图像文件，运行导航软件以便 为车上的司机提供指引或计算语音识别。随着近年来新处理器和新系统结构 的发展，系统的处理能力已经在相对很短的时间间隔内得到引人注目的提高 并且还将这样提高下去。性能的显著提高通常可在一到三年内实现，而适合 于这些系统的媒体与软件往往不能在较老系统上播放或执行。
汽车计算机系统通常为特定类型的汽车配置，并且固定不动地安装在汽 车的内部。由于汽车使用期限的范围长达15年甚至超过15年，汽车的计算 系统将在仅仅经过汽车寿命的一小部分后就变得过时。一旦产品生产线 (model line)不再继续生产，通常将不再能够得到适合于特定汽车的新计算机 系统。因此汽车使用者受到他们过时的计算机系统的约束，并可能不能从计 算系统的近期发展和改进中受益。
现代CPU的技术周期通常在1－1.5年的范围内，相比之下，机动车前 端单元(automotive head unit)的标准开发周期从最初概念到形成系列产品是 在3年的范围内。这承受了新前端单元在开始其生命周期时所使用的处理单 元已经过时的风险。
进一步的问题是，在机动车环境下必须满足特殊要求。可通过比如更换 处理器来升级的普通计算机系统，通常不能在机动车环境中使用。首先，计 算系统需要为特定类型的汽车定制。系统的几何形状需要适应可利用的安装 空间，并且比如在要交换汽车专用的信息的情况下，接口需要适应特定的应 用。其次，汽车计算系统需要满足非常严格的操作要求。计算系统需要在较 宽的环境条件范围内，比如较宽的温度和湿度范围内，确保故障-安全操作。 由于安装空间的限制，散热是另一个重要问题，其妨碍了常规计算系统在汽 车上的使用。连接器和安装器件也必须进一步满足关于抗振的要求。
发明内容
因此，需要能消除至少一部分以上提到的缺点的改进汽车计算系统。
这种需求通过独立权利要求描述的特征来满足，从属权利要求则描述了 本发明的优选实施方案。
依据本发明的第一个方面，提供了适于连接到汽车计算系统主板的汽车 计算模块。汽车计算模块包括具有导电通路的电路板、安装到电路板并至少 包括了中央处理单元(CPU)和主存储器的计算组件、设置在电路板边缘并 适于将电路板连接到主板的边缘连接器插口的边缘连接器，以及由所述边缘 连接器提供的用于连接计算模块的多个接口。汽车计算模块适于在汽车中作 为所述汽车计算系统的主计算单元操作，并适于为汽车计算系统执行数据处 理，这些数据由汽车计算模块通过接口接收。
数据处理可由汽车计算模块独立执行，即，汽车计算模块可相当于全功 能计算机。作为主计算单元，模块可以为汽车计算系统执行大部分的数据处 理。例如它可以为汽车计算系统执行至少50％的处理或甚至75％以上的处 理，或甚至所有的处理。因此汽车计算系统在其主板上可以不包含额外的中 央处理单元。汽车计算系统也可以配备多个汽车计算模块，来分担处理工作 量。由于模块为汽车计算系统执行主要处理，计算系统的余下部分可仅仅执 行辅助处理功能，这可适用于特殊的机动车环境。
由于使用了边缘连接器，模块可很容易安装到汽车计算系统的主板。因 此，汽车计算模块可替代过时的汽车计算模块，从而升级汽车的计算系统。 而可能适用于被安装到的特定类型汽车的计算系统，不需要更换。因此在汽 车的整个寿命期内、甚至在新技术发展期内，适于汽车的计算系统的处理能 力可一直跟得上时代。由于汽车计算模块适于在汽车中操作，它可以满足为 机动车组件设置的严格要求。
依据本发明的实施方案，接口包括快速外设组件互连(PCIe)接口、通 用串行总线(USB)接口、串行高级技术附件(SATA)接口、安全数字输 入/输出(SDIO)接口、低电压差分信号(LVDS)以及供电控制接口中的至 少一个。接口还可包括通用异步收发器(UART)接口。汽车计算模块还可 以包括这些接口的组合或者全部。因此汽车计算模块可具有以许多不同方式 接收数据的能力，并可以作为全功能计算机工作。这些接口的规范可使同种 类型的汽车计算模块能够与不同的适于汽车的计算系统一起使用。此外，这 些接口提供了快速且可靠的数据交换，并确保了与多种外设组件的兼容性。
接口可进一步包括调试与引导(DBP)接口。该DBP接口可具有支持 不同代以及不同供货商的CPU的能力，而不用更换边缘连接器的管脚分配。 依靠DBP接口，可检查处理器的操作并可调整操作软件。该DBP接口可以 为调试、软件升级和产品测试提供便利的工具。由边缘连接器提供的调试与 引导端口可直接连接到由中央处理单元提供的相应接口。因此可通过边缘连 接器直接访问处理单元的DBP接口。例如，DBP接口可使用边缘连接器的至少四个管脚。在其他的实施方案中，DBP接口可使用两个或者三个管脚， 这取决于所使用的处理单元。计算系统可将DBP接口引入到技术人员可访 问的维护端口，使得可以在汽车计算系统和汽车计算模块安装到汽车内部之 后执行维护。
计算组件以及包括导电通路的电路板可被适配成满足汽车内部工作的 预定技术要求。这样，可在汽车内部工作期间预防计算模块发生劣化，比如 导电通路的腐蚀。预定技术要求可包括例如关于温度和/或湿度的技术要求。
电路板可包括一个或多个球栅区域(ball grid areas)，其中电路板可被配 置成使得在电路板的与球栅区域不同的区域中，走线到焊盘、过孔到焊盘以 及焊盘到焊盘的距离大于200μm。此外，电路板可包括线宽(string width) 至少为100μm的阻焊层。
关于湿热的机动车技术要求可被满足。通过这样的布置，可以避免导电 通路发生腐蚀或导电通路之间发生不希望的连接，比如由冷凝(condensation) 导致的这些情况。
计算组件和电路板可适于使计算模块能够工作在-40℃到70℃的温度范 围内，优选在-40℃到85℃之间(环境温度模块)。为了实现这样的操作，可 能需要限制计算组件的放热。
模块可包括模块盖子，并且至少一部分计算组件可通过热电桥耦合到模 块盖子，使得模块盖子对于连接到其上的计算组件起到散热器的作用。模块 盖子可适于连接到计算系统的外壳或者机械框架。它也可以作为计算系统的 机械部件。可因此消除由计算组件产生的一部分热量。作为热桥，可使用热 传导垫(pad)或者热传导膏(paste)。例如，可为热耗散至少为0.5W且至 多为3－6W的组件配备热桥，并且这些组件可连接到模块盖子。
可为热功率损耗超出预定阈值的计算组件配备适于耦合到汽车计算系 统的外壳的热桥。通过耦合到外壳，对于这些器件的散热可更为有效。预定 阈值可位于例如3W到6W的范围内。
还可采纳用于消除产生的热量的其他装置。例如，可为CPU配备集成 散热(IHS)外壳。这样的HIS可提供一个大的表面用来散热。
各个计算组件可被适配成在操作中具有小于7W的热功率损耗。因此， 可限制由汽车计算模块产生的热量。
边缘连接器可包括用于至少两个不同工作电压的连接，第一工作电压位 于2.5和3.5V之间的范围内，且第二工作电压位于4.5和5.5V之间的范围 内。例如可提供3.3V和5V的电压。在汽车计算模块上可由工作电压产生更 多的电压，例如在0.1－2.5V之间范围内的核心电压(core voltages)。
计算组件可进一步包括北桥和南桥或者组合的南/北桥、时钟发生器，以 及本地电压转换器。时钟发生器和电压转换器可通过单芯片方案组合起来。 计算组件可进一步包括闪存。北桥也可以集成在中央处理单元内。当然也可 以提供更多组件，例如图形芯片(graphics chip)，和类似组件，或者功能单 元可组合到例如一个芯片中，诸如专用集成电路(ASIC)或系统控制器。
电路板可以是高密度互连(HDI)板或插入式封装技术(THT)板，具 有至少六层，优选地具有八到十层。汽车计算模块可具有的尺寸在80×80mm 到120×120mm之间，具有的高度取决于计算组件和板上提供的散热器件。 边缘连接器可具有200－250条管脚。
此外，接口可包括通用输入/输出(GPIO)接口，该接口适于特定类型 的汽车计算模块或汽车计算系统。可为这些接口分配不同功能，这取决于例 如汽车计算模块是被用于新近的还是较老的汽车计算系统、或汽车计算模块 配备的是哪种类型的处理器或芯片组。
汽车计算模块可包括用于将计算模块牢固地附着到边缘连接器插口或 主板的固件。该固件可包括例如计算模块电路板的螺孔，以及用于在计算模 块与边缘连接器插口和/或汽车计算系统的主板之间形成螺栓连接的螺栓。特 别是，电路板和边缘连接器插口之间可建立螺栓连接。边缘连接器插口可被 硬化，以增加机械强度。这些措施对于机动车应用是特别有利的，在机动车 应用中计算模块易遭受很高的加速度和振动。
依据本发明的另一方面，提供了一种汽车计算系统，其包括具有面向汽 车组件的接口和用于接收边缘连接器的边缘连接器插口的主板，并进一步包 括上面提及的汽车计算模块，其中汽车计算模块适于通过边缘连接器连接到 所述主板。利用这样的汽车计算系统，可实现与以上描述相类似的优点。
依据实施方案，汽车计算系统是一种适用于被安装到特定类型的汽车上 的与汽车有关的系统，而汽车计算模块是一种标准化汽车计算模块，这种标 准化汽车计算模块适合用于适合不同类型汽车的多个不同汽车计算系统。这 样的汽车计算系统具有以下优点，即能针对特定类型的汽车被优化，同时通 过使用标准化计算模块仍可以相对较低的成本生产。此外，汽车计算系统的 计算模块可简便地升级。特别是，形状因素、汽车计算系统的连接器和/或接 口可被适配成适应特定类型的汽车。
主板可进一步包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC) 或用于控制汽车计算模块的启动和/或通信的微控制器。FPGA或ASIC可例 如对面向汽车计算模块的GPIO接口进行适配和配置。
可将边缘连接器插口形成为使得主板与汽车计算模块的电路板的距离 在2mm到9mm之间范围内，优选地在6到8mm。这样汽车计算模块可在 两侧都装备有计算组件。
汽车计算系统可选自包括汽车信息娱乐系统、汽车多媒体系统、汽车导 航系统、汽车控制系统和集成汽车计算系统的组，其中集成汽车计算系统合 并了以上提及的两个或更多个系统。
主板面向汽车的接口可包括控制器局域网(CAN)接口、本地互联网络 (LIN)接口，和媒体导向系统传输(MOST)接口中的至少一种。主板可 被配置为将这些接口之一接收的数据传送到汽车计算模块，以便进行处理。
本发明的再一个方面涉及在汽车中使用以上提及的其中一个汽车计算 模块来执行汽车计算系统的处理功能。如上所述，在汽车上使用这样的汽车 计算模块是有益的，因为该汽车计算模块允许汽车计算系统升级。此外，仅 需要为适用于不同类型的汽车的一系列计算系统提供一种类型的汽车计算 模块。
可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下，以上所提到的和那些将在 后续解释的特征不仅可以以已指出的各组合方式来使用，还可以以其他组合 方式使用或单独使用。
附图说明
通过结合附图阅读以下对所示实施方案的详细描述，本发明前述的和其 他的特点及优点将变得更加显而易见。附图中同样的附图标记指示同样的元 件。
图1是说明依据本发明实施方案的汽车计算模块的示意性框图；
图2是说明依据本发明实施方案的汽车计算系统的示意性框图；
图3是依据本发明实施方案的汽车计算系统的示意性侧视剖面图。
具体实施方式
以下对实施方案的描述仅为了说明的目的而给出，而不应以限制的意思 来理解。附图只作为表意性图示，图中的各元件不必要彼此按比例地画出。 而是，不同元件的图示选择成使得各元件的功能和一般目的对于本领域技术 人员来说变得显而易见。各实施方案中对图中所示的功能块或单元的划分并 不要解释为表示这些单元必须作为物理上分离的单元来实施，而所示出或描 述的功能块或单元都可实施为分离的单元、电路、芯片或电路元件，但一个 或多个功能块或单元也可在共同的电路、芯片、电路元件或单元中实施。
图1示出了依据本发明实施方案的汽车计算模块100。模块100包括在 模块的边缘上提供的边缘连接器101。边缘连接器101包括许多个管脚109， 并适于装入边缘连接器插槽中，该边缘连接器插槽安装在汽车计算系统的主 板上。边缘连接器包括200－250个管脚，比如230个管脚，当模块被插入 边缘连接器插槽中时这些管脚接触相应的导电元件。管脚的中心到中心距离 或管脚间距可以在0.4到0.6mm之间，比如0.5mm，这可以避免相邻管脚之 间发生不希望的接触。因此可以满足关于汽车计算模块可以工作时的湿度的 要求。
边缘连接器101提供了许多面向汽车计算模块100的接口105。接口105 包括快速外设部件互连(PCIe)接口、通用串行总线(USB)接口、串行高 级技术附件(SATA)接口、安全数字输入/输出(SDIO)接口、低压差分信 号(LVDS)接口、通用异步收发器(UART)接口、以太网接口和两个为模 块供电的接口(3.3V和5V)。需要清楚的是这些接口中的一些是可选的，例 如UART和以太网接口，而且还可提供更多接口，例如显示I2C接口(display I2Cinterface)、视频接口、SM总线接口、SPI接口、多个通用输入/输出(GPIO) 接口、供电控制接口以及类似接口。下面的表1示出了依据本发明实施方案 的汽车计算模块的接口配置的例子，并在表的第二列中指出了所提供的各个 接口的个数。
可为每个接口分配边缘连接器的一个或多个管脚。例如，可为调试和引 导端口(debut/boot port，DBP)接口108分配五到十个管脚。GPIO接口可 例如用于使模块适应于在模块100上使用的特定中央处理单元(CPU)102。 通过提供以上提到的接口，即使生产出包括了新一代处理器或来自不同供货 商的处理器/芯片组的模块，仍可保持接口配置，因此确保了汽车计算模块 100与汽车上安装的汽车计算系统的兼容性。因此，在汽车整个寿命期间， 汽车上安装的模块都可升级为新版本的模块。
汽车计算模块100可进一步包括北桥(northbridge)以及南桥 (southbridge)，北桥通常提供存储控制器，南桥通常为余下接口提供输入/ 输出控制器。南桥可以例如包括USB控制器。图1的实施方案中，模块100 包括组合的南/北桥104。南/北桥104可例如以单芯片形式的解决方案来提 供，比如系统控制器，它也可包括图形处理功能。其他的配置当然也同样有 可能，北桥例如可集成在CPU 102中。其他类型的输入/输出(I/O)集线器 也可以被使用。南/北桥104与主存储器103相连，主存储器103可以是随机 存取存储器(RAM)。时钟发生器107与南/北桥104相连，也可与CPU 102 相连。需要清楚的是，可提供若干分离的时钟发生器来为汽车计算模块100 的不同组件产生时钟信号。CPU 102可以是单核或多核的处理器。
模块100进一步包括电压转换器106，电压转换器106由通过边缘连接 器提供的电压生成核心电压，比如用于CPU 102的工作电压。应该清楚的是， 电压转换器106可包括分布在模块100上的物理上分离的多个单元。模块100 配备了5V和3.3V的电源轨系统(powerrail system)，以便实现优化的负载 分布。单电源轨系统也有可能被采用。可选地，3.3V备用电源轨同样是可用 的。电压转换器106可产生一系列核心电压，例如1V、1.5V、1.8V……以 及2.5V的电压。
调试/引导端口(DBP)接口108是位于模块100上的芯片组的专用调试 和引导端口接口的通用表示形式。模块100的DBP接口108可连接到模块 100所附着的汽车计算系统的主板的调试边缘连接器。该连接可以不改变管 脚分配并独立于模块上使用的CPU而发生。通过主板上的调试边缘连接器 和模块100的边缘连接器101，可直接访问CPU 102的DBP。与CPU专用 接口的适配可以用板外工具(off-board tools)来执行，板外工具可连接到调 试边缘连接器。例如，对于intel芯片组，LPC总线可被分配给DBP，而对 于Renesas芯片组，可使用与HUDI接口相同的信号。利用DBP概念，可以 在支持具有不同调试接口的不同处理单元/芯片组的同时提供标准化的接口 管脚的分配。
即使模块100被安装到汽车计算系统，通过DBP接口可以简便地执行 软件调试和固件升级。由于汽车计算系统通常安装在狭小有限的空间内，最 有利的方法是通过边缘连接器101和主板的调试边缘连接器将模块芯片组的 调试和引导端口直接引出，使得不必卸下计算系统便可以从外部访问该调试 和引导端口。
当然，汽车计算模块100可包括未在图1中示出的其他组件。例如，可 包括用于执行图形处理的附加的图形芯片、用于存储数据的闪存或NAND 闪存，以及类似的组件。闪存或NAND闪存也可以置于主板上并通过边缘 连接器101来访问。其他存储介质，例如硬盘驱动及类似介质也可以被置于 或连接到计算系统的主板，并通过边缘连接器101来访问，例如使用SATA 接口。
由于可用来安装汽车计算系统的空间有限，模块100的维度也受到限制。 模块的长度和宽度可在80×80mm到120×120mm的范围内，比如模块可以 具有80×110mm的尺寸。模块100可包括多层电路板，该多层电路板可使 用高密度互连(HDI)或插入式封装技术(through hole technology)来制造。 多层电路板可具有多于六层，优选地具有八到十层。使用HDI电路板，可实 现尺寸上的缩小，并可更容易满足对于快速总线系统的关于信号完整性的要 求。
汽车计算模块100被特别地适配成适于在机动车环境中使用。具体而言， 将汽车计算模块适配成适于在不同湿度程度下在-40℃到85℃之间的温度范 围内工作。为实现在这样的高温下工作，将模块100的每个组件适配成产生 的功率损耗小于7W。模块100被配置为具有的总功率损耗小于30W，优选 地配置为具有的功率损耗小于20W或甚至小于15W。模块100的具有大于 0.5W小于2W的功率损耗的组件耦合到模块外壳或模块盖子(非直接热桥)， 或直接耦合到汽车计算系统的外壳(直接热桥)。组件可配备以高热传导的 材料，例如热传导垫(heat conducting pad)或热传导膏(heat conducting paste) 及类似材料。热功率损耗特别高的组件，例如CPU102，可配备集成散热器 (IHS)外壳，来为热交换提供大的表面。直接耦合或附加散热器可用于例 如热功率损耗大于3W到5W的组件。
模块100进一步被适配成适于在湿热条件下工作。在这样的条件下，可 能发生冷凝，导致例如由于电路走线(circuit trace)或类似物之间的不希望 的连接而使模块发生故障。电路板配置成使得在非球栅区域(non-ball grid area)中，走线到焊盘(pad)、过孔(via)到焊盘及焊盘到焊盘的距离大于 200μm。球栅区域(ball grid area,BGA)是例如在通过使用球栅被安装到电 路板的一个或多个计算组件的下面的区域，例如在诸如处理单元、主存储器、 控制器、ASIC或其他芯片或集成电路(ICs)这样的组件的下面。焊盘通常 用于建立到组件的电触点，同时过孔或微过孔(microvia)用于比如当使用 多层板时在电路板不同层上的走线之间提供电连接。
可使用某些类型的漆或抗蚀剂，例如阻焊剂，覆盖电路板外层上的导电 通路。电路板包括线宽(string width)至少为100μm的阻焊层(solder mask)。
因此可避免在湿热条件下发生电流泄漏及其他类型的故障。应该清楚的 是，图中示出的将计算组件连接起来的实线只是连接的示意性代表，而并不 代表实际的走线。CPU102和南/北桥104可例如具有多条将它们连起来的走 线，这些走线可分布在电路板120的不同层上。
通过使用用于除去器件产生的热量的上述布局和大致配置，可满足在汽 车内部操作汽车计算模块100的严格要求。应该清楚的是，计算组件本身， 诸如CPU 102和南/北桥104被适配成适于在上面指出的温度范围内工作。
图2示出了汽车计算系统200的示意图。系统200可以是信息娱乐系统、 汽车导航系统、汽车多媒体系统或汽车控制系统，或者是上面几种的组合。 该汽车计算系统可以例如被安装到汽车的单DIN或双DIN尺寸的插槽。汽 车计算系统200包括边缘连接器插口(socket)201，计算模块100经由该边 缘连接器插口201连接到主板204。根据配置，插口可具有不同的高度，比 如在5到8mm之间。边缘连接器插口201包括与汽车计算模块100的边缘连接器上的管脚相对应的触点。计算模块100的电路板120可被配置为与所 用边缘连接器插口相匹配的厚度，比如1.2±0.1mm的厚度。模块100与边 缘连接器插口201之间的连接必须满足在机动车环境中使用的要求，比如关 于振动的要求。这可以通过选择或适配边缘连接器插口201以便满足这些要 求来实现，比如通过确保用于接触边缘连接器101管脚的接触力足够高来实 现。此外，计算模块100可例如通过使用螺栓或类似固件来机械地固定到计 算系统200的主板204。因此可以获得坚固的、可分开的连接，使汽车计算 模块100能够被简单地拆下或更换。
主板204适合于配置了计算系统200的特定类型的汽车。根据特定的应 用，主板可例如提供一系列的汽车专用接口，诸如CAN、LIN或MOST接 口。主板204的面向汽车的其他组件的接口203可包括面向车载显示器、车 载输入单元或车载扬声器的接口，以及面向诸如GPS、或WLAN天线 或者无线电这样的天线的接口，或者面向安装到汽车仪表盘上或计算系统面 板上的USB连接器的接口。因此，主板204可包括专用的音频和视频模拟 电路，比如数/模或模/数转换器，和类似器件。计算模块100的某些接口可 直接连接到计算系统200的相应接口，比如USB接口，或可通过控制器或 其他器件连接。主板204进一步包括主板调试边缘连接器形式的DBP接口， 其直接连接到模块100相应的DBP接口。于是可将适配器连接到主板调试 边缘连接器，使得能够访问模块100使用的特定类型的CPU。
尽管在机械外型、连接器和接口方面汽车计算系统200适用于特定类型 的汽车，但汽车计算模块100是一种可连接到一系列不同类型的系统200的 标准化模块。为提供这样的互操作性，模块100和主板204之间的接口被标 准化，即，模块100的接口由边缘连接器的预定管脚提供。当为汽车适配系 统200时，不需要改变对于模块100的接口，且可采用标准化的模块。当新 一代的处理器和芯片组可用时，在汽车计算模块100上可提供接口转换器， 以便确保与较老的汽车计算系统的兼容性。DBP的概念提供了可支持来自不 同供货商的几代处理单元的标准接口所需要的灵活性。汽车计算系统200不 仅具有可以相对低的成本生产汽车计算模块100的优点，因为汽车计算模块 100可在大范围的计算系统中使用因此可以被大规模生产，还具有计算系统 200可简便地升级到最新可用的处理器和芯片组的优点。
系统200进一步包括控制器202，控制器202可以是FPGA、ASIC或微 控制器。控制器202可用来使通用输入/输出接口适应所用的特殊类型的模块 100。在示例的配置中提供了16个GPIO端口，其中13个端口为了可选的 例如被动并行模式的FPGA编程而保留。被动串行模块的编程同样可行。通 过经由GPIO接口对控制器202编程，使计算系统200适应所用模块100的 某些调整变为可能。控制器202可进一步执行对于计算模块100与主板204 之间的接口的控制功能。控制器202还可以包括对于计算系统200的启动或 引导机制。应该清楚的是，控制器202可包括多个ASIC、FPGA、微控制器 或它们的组合，来提供以上提到的不同功能。
图3是汽车计算系统200的侧视剖面图。该图示出了当模块被插入边缘 连接器插口201中时，主板204与模块100之间的距离。优选地，距离选择 成使得模块100的两侧上都可以装配计算组件。例如，计算模块100的电路 板120与主板204之间的距离可调整到6至8mm之间。计算组件在图3中 用黑色矩形显示。如图所示，模块100可通过管脚、嵌钉(stud)或螺栓或 类似固件被机械地附着到主板204上。模块100进一步包括盖子(cover)110。 为了除去来自计算组件的热量，一些组件利用热传导垫111或类似装置热耦 合到盖子110。其他计算组件再次通过使用热传导垫或散热器112直接耦合 到计算系统200的外壳205。盖子110当然也可以被热耦合到外壳205。因 此能够实现对计算组件的热功率消耗产生的热量的有效去除。
综上所述，本发明提供了一种汽车适用的计算系统，其具有可用于不同 的适用系统的标准化汽车计算模块。通过使用这样的标准化计算模块，节省 了汽车适用的计算系统的开发和生产的成本。由于可通过更换模块简便地升 级汽车计算系统，使用者可在汽车寿命期间从处理能力的最新改进中受益。

Claims (9)

1.一种汽车计算模块，用于连接到汽车计算系统的主板，包括：
－电路板，其具有导电通路，
－计算组件，其安装到电路板上，并至少包括中央处理单元和主存储器，
－边缘连接器，其设置在电路板的边缘，并用于将电路板连接到所述主板的边缘连接器插口，以及
－多个接口，其由所述边缘连接器提供，用于将计算模块连接到所述主板，
其中，所述汽车计算模块用于在汽车内作为所述汽车计算系统的主计算单元进行操作，并用于为所述汽车计算系统执行数据处理，该数据由汽车计算模块通过所述接口接收,
其中，所述接口包括调试及引导端口接口，并且
其中，所述调试及引导端口接口被配置成支持不同类型的中央处理单元，而无需改变所述边缘连接器的管脚分配。
2.如权利要求1所述的汽车计算模块，其中所述接口包括快速外设组件互连接口、通用串行总线接口、串行高级技术附件接口、安全数字输入输出接口、低压差分信号接口、通用异步收发器接口，以及供电控制接口中的至少一个。
3.如权利要求1所述的汽车计算模块，其中所述接口被配置成由所述主板的控制器调整。
4.如权利要求3所述的汽车计算模块，其中所述接口被配置成由所述主板的控制器基于所述汽车计算模块的中央处理单元的类型来调整。
5.如权利要求1所述的汽车计算模块，其中调试及引导端口接口由边缘连接器提供，并直接连接到所述中央处理单元提供的相应的接口。
6.如权利要求1所述的汽车计算模块，其中调试及引导端口接口使用了所述边缘连接器的至少四个管脚。
7.一种汽车计算系统，包括：
主板，其具有面向汽车的组件的接口以及用于接收边缘连接器的边缘连接器插口，以及用于通过所述边缘连接器连接到所述主板的汽车计算模块，汽车计算模块包括：
－电路板，其具有导电通路，
－计算组件，其安装到电路板，并至少包括中央处理单元和主存储器，
－边缘连接器，其设置在电路板的边缘，并用于将电路板连接到所述主板的所述边缘连接器插口，以及
－多个接口，其由所述边缘连接器提供，用于将计算模块连接到所述主板，其中，所述接口包括调试及引导端口接口，并且所述调试及引导端口接口被配置成支持不同类型的中央处理单元，而无需改变所述边缘连接器的管脚分配，
其中汽车计算模块用于在所述汽车中作为所述汽车计算系统的主计算单元操作，并用于为所述汽车计算系统执行数据处理，该数据由汽车计算模块通过所述接口接收。
8.如权利要求7所述的汽车计算系统，其中所述主板包括控制器，所述控制器被配置成基于所述汽车计算模块的中央处理单元的类型来调整所述多个接口。
9.如权利要求8所述的汽车计算系统，其中所述控制器包括引导机制。
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