CN105204586A - 新型瘦客户机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及瘦客户机技术领域，特别是一种新型瘦客户机，包括处理器和外围设备，所述处理器包括集成的片内FPGA组件和片内ARM组件，所述外围设备与处理器相连接；所述外围设备包括FPGA编程和配置模块、存储器、输入输出模块、中间转换模块、编解码模块、通讯模块、时钟模块。采用上述结构后，本发明通过集成的片内FPGA组件为瘦客户机提供了现场实时数据的采集能力、数据的预处理能力以及对现场瘦客户机的控制能力、提高瘦客户机可靠性。通过在处理器中集成片内FPGA组件和片内ARM组件的方式，缩小了瘦客户机体积，降低了功耗，避免了外设故障导致系统崩溃，提高了产品可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及瘦客户机技术领域，特别是一种新型瘦客户机。
背景技术
瘦客户机是使用专业嵌入式处理器、小型本地DOM电子盘、精简版操作系统的基于PC工业标准设计的小型行业专用商用PC。配置包含专业的低功耗、高运算功能的嵌入式处理器，用于存储操作系统的本地闪存、以及本地系统内存、网络适配器、显卡和其它外设的标配输入/输出选件。瘦客户机可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境，以及更低的功耗，更高的安全性。
但是传统的瘦客户机一般由通用处理器如x86硬件系统或ARM硬件系统实现。其上大多安装了精简的windows系统或linux系统，这会带来很大的限制。其一，它们对于二手数据的采集能力比较强，例如它们大多依赖前方传感器采集到的数据打包后转换成文件或报文经由USB或网络传输，但严重缺乏对现场各类数字或模拟传感器的一手实时数据的采集能力。其二，在数据处理方面，例如现场图像的预处理，传统的瘦客户机更是无能为力。其三，传统的瘦客户机IO输出能力有限，大多仅有显示输出，就连简单控制一个信号灯的操作都较难实现。
中国发明专利CN102541236A公开了一种瘦客户机，包括处理器芯片、外设接口、接口芯片和视频芯片；电源适配模块，用于将输入电压转换为第一电压；第一直流转换模块和第二直流转换模块，以及第一稳压器、第二稳压器和第三稳压器。虽然此发明降低了系统功耗，但是系统的故障率高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题提供一种系统功耗低且故障率低的新型瘦客户机。
为解决上述的技术问题，本发明的一种新型瘦客户机包括处理器和外围设备，所述处理器包括集成的片内FPGA组件和片内ARM组件，所述外围设备与处理器相连接；所述外围设备包括FPGA编程和配置模块、存储器、输入输出模块、中间转换模块、编解码模块、通讯模块、时钟模块，所述FPGA编程和配置模块与片内FPGA组件相连接，所述时钟模块与片内ARM组件相连接。
进一步的，所述存储器包括SDRAM存储模块、硬盘模块和DDR3存储模块，所述SDRAM存储模块与片内FPGA组件相连接，所述硬盘模块和DDR3存储模块与片内ARM组件相连接。
进一步的，所述输入输出设备包括开关量和按键输入模块、开关量输出模块、数码显示模块、指示灯，所述开关量和按键输入模块、开关量输出模块、数码显示模块、指示灯与片内FPGA组件相连接。
进一步的，所述中间转换模块包括A/D转换模块和D/A转换模块，所述A/D转换模块和D/A转换模块与片内FPGA组件相连接。
进一步的，所述编解码模块包括视频编解码模块和音频编解码模块，所述视频编解码模块和音频编解码模块与片内FPGA组件相连接。
进一步的，所述通讯模块包括网络模块、USB模块和串口模块，所述网络模块、USB模块和串口模块与片内ARM组件相连接。
采用上述结构后，本发明通过集成的片内FPGA组件为瘦客户机提供了现场实时数据的采集能力、数据的预处理能力以及对现场瘦客户机的控制能力、提高瘦客户机可靠性。通过在处理器中集成片内FPGA组件和片内ARM组件的方式，缩小了瘦客户机体积，降低了功耗，避免了外设故障导致系统崩溃，提高了产品可靠性。
附图说明
下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种新型瘦客户机的结构示意图。
图中：1为片内FPGA组件，2为片内ARM组件，3为FPGA编程和配置模块，4为时钟模块，5为SDRAM存储模块，6为A/D转换模块，7为D/A转换模块，8为视频编解码模块，9为音频编解码模块，10为开关量和按键输入模块，11为开关量输出模块，12为数码显示模块，13为指示灯，14为硬盘模块，15为DDR3存储模块，16为网络模块，17为USB模块，18为串口模块
具体实施方式
如图1所示，本发明的新型瘦客户机，包括处理器和外围设备，所述处理器包括集成的片内FPGA组件1和片内ARM组件2，所述外围设备与处理器相连接；所述外围设备包括FPGA编程和配置模块3、存储器、输入输出模块、中间转换模块、编解码模块、通讯模块、时钟模块4。
所述输入输出设备包括开关量和按键输入模块10、开关量输出模块11、数码显示模块12、指示灯13，所述开关量和按键输入模块10、开关量输出模块11、数码显示模块12、指示灯13与片内FPGA组件1相连接。所述中间转换模块包括A/D转换模块6和D/A转换模块7，所述A/D转换模块6和D/A转换模块7与片内FPGA组件1相连接。所述编解码模块包括视频编解码模块8和音频编解码模块9，所述视频编解码模块8和音频编解码模块9与片内FPGA组件1相连接。所述通讯模块包括网络模块16、USB模块17和串口模块18，所述网络模块16、USB模块17和串口模块18与片内ARM组件2相连接。存储器包括SDRAM存储模块5、硬盘模块14和DDR3存储模块15，所述SDRAM存储模块5与片内FPGA组件1相连接、所述硬盘模块14和DDR3存储模块15与片内ARM组件2相连接。
本发明片内FPGA组件1可以充分释放ARM或者CPU的处理能力，作为CPU的协“处理器”，此时FPGA可以为CPU做缓冲、预判等工作，甚至可以通过FPGA来做CPU的看门狗，防止CPU跑飞等。同时也可以开辟FPGA内部的一定容量的逻辑，做成寄存器让CPU读取，使得CPU了解到外设的工作情况，避免外设故障导致系统崩溃等。
FPGA和ARM之间可通过TCP或UART等通信协议进行通信。
大部分现场实时数据通过“模数转换模块”或“开关量和按键输入模块”被采集到，其他数据(如图形数据)通过数据线被采集到，所有数据均输入到FPGA，FPGA采用图形处理算法(包括编解码和图形增强和智能识别电力中会计算电流电压相位差，进行无功补偿等)对数据进行预处理，完成后通过TCP或UART等通信协议将数据打包传输给ARM模块，最后，ARM通过桌面虚拟化技术将数据映射到远端服务器。
在云平台，管理员可通过专业应用或监控软件将控制指令发给瘦客户机ARM侧，再由ARM侧通过TCP或UART等通信协议将指令转发给FPGA，通过“开关量输出模块”、“数/模转换模块”、“数码显示模块”、“指示灯”进行输出，从而达到对现场瘦客户机进行控制的目的。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种新型瘦客户机，其特征在于：包括处理器和外围设备，所述处理器包括集成的片内FPGA组件和片内ARM组件，所述外围设备与处理器相连接；所述外围设备包括FPGA编程和配置模块、存储器、输入输出模块、中间转换模块、编解码模块、通讯模块、时钟模块。
2.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述FPGA编程和配置模块与片内FPGA组件相连接，所述时钟模块与片内ARM组件相连接。
3.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述存储器包括SDRAM存储模块、硬盘模块和DDR3存储模块，所述SDRAM存储模块与片内FPGA组件相连接，所述硬盘模块和DDR3存储模块与片内ARM组件相连接。
4.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述输入输出设备包括开关量和按键输入模块、开关量输出模块、数码显示模块、指示灯，所述开关量和按键输入模块、开关量输出模块、数码显示模块、指示灯与片内FPGA组件相连接。
5.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述中间转换模块包括A/D转换模块和D/A转换模块，所述A/D转换模块和D/A转换模块与片内FPGA组件相连接。
6.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述编解码模块包括视频编解码模块和音频编解码模块，所述视频编解码模块和音频编解码模块与片内FPGA组件相连接。
7.按照权利要求1所述的新型瘦客户机，其特征在于：所述通讯模块包括网络模块、USB模块和串口模块，所述网络模块、USB模块和串口模块与片内ARM组件相连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201510703564.6A Pending CN105204586A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 新型瘦客户机 |
Country Status (1)
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2015
- 2015-10-27 CN CN201510703564.6A patent/CN105204586A/zh active Pending
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