CN107506321A - 一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其包括：由龙芯LS2H处理器组成的功能模块、电源模块和COMe连接器；所述电源模块为所述龙芯LS2H处理器和COMe连接器提供电力；所述功能模块中的龙芯LS2H处理器通过数据线与所述COMe连接器双向连接；所述COMe连接器遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，为用户提供扩展接口，包括但不限于如下扩展接口中的一个或多个：LPC接口、PCIe接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口、SPI接口和I2C接口。本发明能够为与提供更多的扩展接口。

Description

一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其是涉及一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板。

背景技术

核心板是将PC的核心功能打包封装的一块电子主板。大多数核心板集成了CPU、存储设备和引脚，通过引脚与配套底板连接在一起从而实现某个领域的系统芯片。人们也常常将这样一套系统称为嵌入式开发平台。

随着计算机技术的快速发展，嵌入式开发平台在工业自动化控制中得到了越来越广泛的。因为核心板集成了核心的通用功能，所以一块核心板配套不同的底板，从而实现于不同领域及具有不同功能的系统芯片。

龙芯2H芯片是面向安全适用计算机设计的高集成度系统芯片，芯片内集成定点处理器、浮点处理器、流媒体处理和图形图象处理功能、南桥和北桥配套芯片组功能以及一些I/O等功能。用户可通过该龙芯2H芯片进行产品的核心板的开发。

目前市场上的基于龙芯2H的核心板，遵循的是MINI PC规范，支持龙芯2H单SOC处理器；设置DDR3 1G内存与1G FLASH；支持多个I/O；支持PCI-E*4、SATA、USB、串口、SPI、VGA、RGMII接口等；同时也支持自定义化扩展板。然而，在新产品开发或原有产品升级的过程中，现有基于龙芯2H的核心板所提供的接口以及扩展板还不能满足用户扩展的需求以及超大内存的需求等，不能适应更多不同功能系统产品的需求，而导致系统产品的开发周期加大以及开发成本提高。

发明内容

本发明的目的是针对目前基于龙芯2H芯片的核心板不能适应更多不同功能系统产品的弊端，提供一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其能适应更多不同功能系统产品的需求，且基于本发明开发系统产品时会缩短开发周期，降低开发成本。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其包括：

由龙芯LS2H处理器组成的功能模块、电源模块和COMe连接器；

所述电源模块为所述龙芯LS2H处理器和COMe连接器提供电力；

所述功能模块中的龙芯LS2H处理器通过LPC总线、PCUe总线、USB总线、UART总线、GPIO总线、SATA总线、SPI总线、I2C总线、ACPI电源管理接口与所述COMe连接器双向连接；

所述COMe连接器遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，为用户提供扩展接口，包括但不限于如下扩展接口中的一个或多个：LPC接口、PCUe接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口、SPI接口和I2C接口。

更优选地，所述功能模块还包括：

DDR3内存器；

所述DDR3内存器由多个DDR3内存芯片组成；每个芯片都通过各自的地址、控制总线和数据总线与龙芯LS2H处理器相连；

所述DDR3内存器通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过电源线为其提供运行所需要的电源。

更优选地，所述功能模块还包括：

BIOS输入输出单元；

所述BIOS输入输出单元通过BIOS SPI总线与所述龙芯LS2H处理器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块为其提供运行所需要电源。

更优选地，所述BIOS输入输出单元为PMON BIOS输入输出单元。

更优选地，所述功能模块还包括：

以太网处理单元；

所述以太网处理单元与外部进行网络通信；所述以太网处理单元通过RGMII总线与龙芯LS2H处理器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供电源。

更优选地，所述功能模块还包括：

用于驱动显示液晶屏的转接单元；

所述转接单元通过RGB显示总线与龙芯LS2H处理器相连外，提供LVDS显示接口与COMe连接器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供电源。

更优选地，所述转接单元为GM8285C转接单元。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明与现有市场上基于龙芯2H的核心板相比，具有如下技术效果：

1、扩展了接口的数量

通过与龙芯LS2H处理器连接的COMe连接器，由于COMe连接器遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，所以本发明较现有技术可扩展多个外接接口，如4路PCIe接口，8路GPIO，2路SATA II，6路USB 2.0。

2、超大内存和SST25V系列的串行闪存SPI FLASH的

通过由多个DDR3芯片组成的DDR3内存器与龙芯LS2H处理器连接，实现了超大内存的功能。

通过BIOS(PMON)输入输出单元与龙芯LS2H处理器相连，实现了SST25V系列的串行闪存SPI FLASH的。

3、可以设置模块内部或外部BIOS启动

通过BIOS(PMON)输入输出单元与龙芯LS2H处理器相连，不仅可以支持多个I/O，而且可以实现模块内部或外部BIOS启动。

综上所述，本发明通过设置更多数量的接口以及超大内存，且这些接口遵循的是COMe mini规范、满足Mini COMe TYPE 10接口形式，使得该核心板具有性能优良、通用功能集成度高、小尺寸、DC12V单直流供电、基于各种形式接口的可扩展性强、低功耗、低成本等优点，一定程度上具有良好的可靠性和兼容性，可适应不同系统产品需求，在提高产品开发效率的同时也降低了开发的难度，因此可大大节省产品的开发周期以及开发的人力成本，从而降低所开发产品的实际成本。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明中龙芯LS2H处理器的结构示意图；

图3为本发明中BIOS(PMON)输入输出单元的结构示意图；

图4为本发明中DDR3内存器的结构示意图；

图5为本发明中以太网处理单元的结构示意图；

图6为本发明中GM8285C转接单元的结构示意图

图7为本发明中COMe连接器的结构示意图；

图8为本发明中电源模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

实施例一：

本发明提供一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其结构如图1所示，包括：由龙芯LS2H处理器、DDR3内存器、BIOS输入输出单元、以太网处理单元、转接单元组成的功能模块、电源模块和COMe连接器。

电源模块通过电源线与功能模块和COMe连接器相连，为功能模块和COMe连接器提供电力。COMe连接器提供多个端子接口，以连接外部的元器件；COMe连接器通过数据线与功能模块双向连接。功能模块中的龙芯LS2H处理器分别通过数据线与内存器、输入输出单元、以太网处理单元和COMe连接器双向连接，并通过数据线与转接单元单向连接。

各个部件之间的详细连接关系如图2至图8所示，

一、龙芯LS2H处理器

龙芯LS2H处理器为整个核心板的CPU，是用于计算处理的核心部件。龙芯LS2H处理器通过BIOS SPI总线与BIOS输入输出单元相连；通过内存总线与DDR3内存器相连，该内存总线包括地址、控制总线和数据总线；通过RGMII总线与以太网处理单元相连；通过RGB显示总线与GM8285C转接单元相连；通过LPC总线、PCUe总线、USB总线、UART总线、GPIO总线、SATA总线、SPI总线、I2C总线、ACPI电源管理接口与上述COMe连接器相连。时钟晶振电路为龙芯LS2H处理器提供准确的时钟以及工作时的时钟频率。龙芯LS2H处理器通过电源线与电源模块相连，该电源线包括LS2H_VDD_CPU电源线、1.15V_2H_SOC电源线，通过该电源线由电源模块为其供电。

二、BIOS输入输出单元

该实施例中，BIOS输入输出单元为BIOS(PMON)输入输出单元(即PMON BIOS输入输出单元)，用于初始化硬件设置，引导操作系统启动，并能够实现SST25V系列的串行闪存SPIFLASH的。BIOS(PMON)输入输出单元除了通过BIOS SPI总线与龙芯LS2H处理器相连外，其还通过电源线与电源模块相连，由电源模块为其提供运行所需要的3.3V电源。

三、DDR3内存器

DDR3内存器用于接收存储龙芯LS2H处理器传输过来的数据，并提供数据供龙芯LS2H处理器调用。该DDR3内存器包括4个DDR3芯片，每个芯片都通过各自的地址、控制总线和数据总线与龙芯LS2H处理器相连。DDR3内存器通过两条电源线与电源模块相连，由电源模块通过这两条电源线分别为其提供运行所需要的1.5V和0.75V电源。

四、以太网处理单元

以太网处理单元作为与外部进行网络通信的部件。该以太网处理单元可以为M88E1111以太网处理器，也可以为其它以太网处理器。以太网处理单元除了通过RGMII总线与龙芯LS2H处理器相连外，其还通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供2.5V电源。

五、GM8285C转接单元

GM8285C转接单元可以驱动显示液晶屏。该GM8285C转接单元除了通过RGB显示总线与龙芯LS2H处理器相连外，GM8285C转接单元还提供LVDS显示接口与COMe连接器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供3.3V电源。

六、COMe连接器

COMe连接器作为扩展接口供用户开发使用，该COMe连接器遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，可以为用户提供的扩展接口包括但不限于LPC接口、PCUe接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口、SPI接口、I2C接口等。

该COMe连接器除了通过LPC总线、PCUe总线、USB总线、UART总线、GPIO总线、SATA总线、SPI总线、I2C总线、ACPI电源管理接口与龙芯LS2H处理器连接外，还提供LVDS显示接口与GM8285C转接单元相接，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过电源线为其提供12V电源、5V SB电源。

七、电源模块

电源模块包括一块LYM46441Y、两块LYM46221Y和一块TPS51200电源块。它们分别独立设置，独立工作。

其中LYM46441Y电源块外接12V电源；并输出LS2H_VDD_CPU电源、1.15V_2H_SOC电源和1.5V电源，为龙芯LS2H处理器提供电力；同时输出的1.5V电源为DDR3内存器提供电力。

其中一块LYM46221Y电源块外接5VSB电源；并输出2.5VSB电源和3.5VSB电源，为COMe连接器提供电力。另一块LYM46221Y电源块外接12V电源；并输出2.5V电源和3.3V电源，为COMe连接器提供电力；同时输出的2.5V电源为以太网处理单元提供电力；同时输出的3.3V电源为BIOS输入输出单元和GM8285C转接单元提供电力。

其中TPS51200电源块外接3.3V和1.5V电源，并输出0.75V电源为DDR3内存器提供电力。

上述实施例一中，是以DDR3内存器由4块DDR3芯片组成为例进行说明的，但是本发明并不局限于此，该DDR3内存器也可以由2块、3块或者更多块DDR3芯片组成。

上述实施例一中，BIOS输入输出单元是以BIOS(PMON)输入输出单元(即PMON BIOS输入输出单元)为例进行说明的，但是本申请并不局限于此，该BIOS输入输出单元还可以是其它的BIOS输入输出单元。

上述实施例一中，也可以不包括GM8285C转接单元、BIOS(PMON)输入输出单元以及DDR3内存器中的一个或多个，相对应的功能也会较实施例一少一些，但是依然通过COMe连接器，可以保证提供给用户更多的扩展接口用于开发使用。

上述实施例一中，转接单元是以由GM8285C芯片组成的GM8285C转接单元为例进行说明的，但本发明并不局限于此，该转接单元还可以是其它转接单元，如HDMI转接单元等。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (7)

1.一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述核心板包括：

由龙芯LS2H处理器组成的功能模块、电源模块和COMe连接器；

所述电源模块为所述龙芯LS2H处理器和COMe连接器提供电力；

所述功能模块中的龙芯LS2H处理器通过LPC总线、PCUe总线、USB总线、UART总线、GPIO总线、SATA总线、SPI总线、I2C总线、ACPI电源管理接口与所述COMe连接器双向连接；

所述COMe连接器遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，为用户提供扩展接口，包括但不限于如下扩展接口中的一个或多个：LPC接口、PCUe接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口、SPI接口和I2C接口。

2.根据权利要求1所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述功能模块还包括：

DDR3内存器；

所述DDR3内存器由多个DDR3内存芯片组成；每个芯片都通过各自的地址、控制总线和数据总线与龙芯LS2H处理器相连；

所述DDR3内存器通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过电源线为其提供运行所需要的电源。

3.根据权利要求1所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述功能模块还包括：

BIOS输入输出单元；

所述BIOS输入输出单元通过BIOS SPI总线与所述龙芯LS2H处理器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块为其提供运行所需要电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述BIOS输入输出单元为PMON BIOS输入输出单元。

5.根据权利要求1所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述功能模块还包括：

以太网处理单元；

所述以太网处理单元与外部进行网络通信；所述以太网处理单元通过RGMII总线与龙芯LS2H处理器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供电源。

6.根据权利要求1所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述功能模块还包括：

用于驱动显示液晶屏的转接单元；

所述转接单元通过RGB显示总线与龙芯LS2H处理器相连外，提供LVDS显示接口与COMe连接器相连，通过电源线与电源模块相连，由电源模块通过该电源线为其提供电源。

7.根据权利要求6所述的一种基于龙芯2H芯片的COMe_nano核心板，其特征在于，所述转接单元为GM8285C转接单元。