CN111339002A - 一种加固计算机核心模块 - Google Patents

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王延鹏
翟永宁
张广明
陈天富
乔旭兴
王浩
孙信星
崔凯华
卓庆坤
颜伟
张望远
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    • G06F13/4004—Coupling between buses

Abstract

本发明公开了一种加固计算机核心模块，该核心模块采用单板结构，包括集成于所述单板上的处理器、BIOS芯片、内存颗粒、VGA转换芯片、供电单元、时钟单元以及CSOLC连接器；其中，处理器提供多路接口并接入CSOLC连接器，由CSOLC连接器实现与载板的插接和信号定义的引出及扩展。本发明提出的加固计算机核心模块基于国产化处理器设计，具有高扩展性、宽应用范围、小型化、环境适应性好等特点，适应装备用计算机的发展需求。

Description

一种加固计算机核心模块
技术领域
本发明涉及计算机核心模块领域，特别涉及一种加固计算机核心模块。
背景技术
核心模块是功能扩展的常用手段。主要应用方式有2种：一种是扩展外设，如主要应用于低速借口扩展的PMC子卡标准，VITA42给出的适用于高速和信号交换的XMC标准，VITA57给出的适用于FPGA扩展子卡的FMC标准。另一种是将处理器这一核心独立出来作为核心模块，如适用于工控领域的COMe规范，其给出了计算机核心模块的设计准则，增加了计算机核心模块的产品标准化程度，降低了外设厂家的设计难度。对于COMe规范，由于其接触点的局限性，其抗振动和位移容错能力较弱，不适用于对抗振动要求较高的装备用领域。
针对核心模块，现有技术总体存在以下问题：1)XMC及COMe标准定义的模块尺寸比较单一，不能满足海军及各军种领域板卡核心板板载的需求；2)信号定义不灵活，不能适应海军及各军种领域的应用；3)目前航天、航空领域已采用的进口COMe核心模块存在环境适应性差等问题。
目前国内核心模块大多基于COMe规范而设计，存在一些低速、扩展能力较低的核心模块，在国产化、扩展性、应用范围或小型化方面存在一定缺陷。为适应装备用计算机的发展需求，提高核心模块的标准化设计程度，降低重复开发工作，有必要研制一款基于国产化连接器、适用于装备用的核心模块。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于国产化处理器，且具有高扩展性、宽应用范围、小型化、环境适应性好等特点的加固计算机核心模块。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种加固计算机核心模块，该核心模块采用单板结构，包括集成于所述单板上的处理器、BIOS芯片、内存颗粒、VGA转换芯片、供电单元、时钟单元以及CSOLC连接器；其中，处理器提供多路接口并接入CSOLC连接器，由CSOLC连接器实现与载板的插接和信号定义的引出及扩展。
进一步地，所述多路接口包括1路VGA接口、2路RS232串口、4路USB接口、2路网络GMAC接口、2路PCIE接口、1路DVO接口、1路SATA接口、1路SPI接口以及1路IIC接口。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)主控功能独立化，单个模块可完成启动运行、计算、显示及接口扩展能力；2)为加固计算机领域定制设计，采用国产加固连接器、连接器与处理器设计在不同PCB面，散热性能强、模块固定措施可靠，更适合恶劣环境下应用，环境适应性好；3)信号定义覆盖面广，扩展能力灵活，支持各显示、高速、低速接口扩展，应用范围广；4)基于国产龙芯2K1000处理器设计，实现元器件100％国产化，完全自主可控；5)模块整体尺寸可调且小型化，适合海军等领域标准板卡的板载使用。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明加固计算机核心模块总体设计图。
图2本发明一个实施例中模块接口设计图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
结合图1，本发明提出了一种加固计算机核心模块，该核心模块采用单板结构，包括集成于所述单板上的处理器、BIOS芯片、内存颗粒、VGA转换芯片、供电单元、时钟单元以及CSOLC连接器；其中，处理器提供多路接口并接入CSOLC连接器，由CSOLC连接器实现与载板的插接和信号定义的引出及扩展。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图2，上述多路接口包括1路VGA接口、2路RS232串口、4路USB接口、2路网络GMAC接口、2路PCIE接口、1路DVO接口、1路SATA接口、1路SPI接口以及1路IIC接口。CSOLC连接器信号定义为自定义形式，为上述接口提供标准信号定义。
进一步地，在其中一个实施例中，上述2路PCIE接口包括1路PCIE X8及1路PCIEX4。其中1路X8可分为2路X4使用，1路X4可分为4路X1使用。
进一步地，在其中一个实施例中，处理器通过DVO接口连接VGA转换芯片以扩展1路VGA接口。
进一步地，在其中一个实施例中，处理器通过SPI总线连接BIOS芯片。
进一步地，在其中一个实施例中，处理器通过DDR3内存接口连接内存颗粒。
进一步地，在其中一个实施例中，时钟单元包括：
第一晶体，用于提供处理器RTC功能的参考时钟；
第二晶体，用于提供处理器PCIE功能的参考时钟；
第三晶体，用于提供处理器USB功能的参考时钟。
进一步地，在其中一个实施例中，第一晶体用于提供32.768KHz时钟作为处理器RTC功能的参考时钟，第二晶体用于提供100MHz差分时钟作为处理器PCIE功能的参考时钟，第三晶体，用于提供12MHz差分时钟作为处理器USB功能的参考时钟。
进一步地，在其中一个实施例中，处理器采用龙芯2K1000，BIOS芯片采用W25Q80EWSSIG，内存颗粒采用4个MT41K512M16HA-107AIT，VGA转换芯片采用GMG7123，CSOLC连接器采用CSOLC-150-02-L-Q-A。
进一步地，在其中一个实施例中，处理器、BIOS芯片分别位于所述矩形单板的两侧。
本发明提出的加固计算机核心模块基于国产化处理器设计，具有高扩展性、宽应用范围、小型化、环境适应性好等特点，适应装备用计算机的发展需求。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加固计算机核心模块，其特征在于，该核心模块采用单板结构，包括集成于所述单板上的处理器、BIOS芯片、内存颗粒、VGA转换芯片、供电单元、时钟单元以及CSOLC连接器；其中，处理器提供多路接口并接入CSOLC连接器，由CSOLC连接器实现与载板的插接和信号定义的引出及扩展。
2.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述多路接口包括1路VGA接口、2路RS232串口、4路USB接口、2路网络GMAC接口、2路PCIE接口、1路DVO接口、1路SATA接口、1路SPI接口以及1路IIC接口。
3.根据权利要求2所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述2路PCIE接口包括1路PCIE X8及1路PCIE X4。
4.根据权利要求1或2所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述处理器通过DVO接口连接VGA转换芯片以扩展所述1路VGA接口。
5.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述处理器通过SPI总线连接BIOS芯片。
6.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述处理器通过DDR3内存接口连接内存颗粒。
7.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述时钟单元包括：
第一晶体，用于提供处理器RTC功能的参考时钟；
第二晶体，用于提供处理器PCIE功能的参考时钟；
第三晶体，用于提供处理器USB功能的参考时钟。
8.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述第一晶体用于提供32.768KHz时钟作为处理器RTC功能的参考时钟，第二晶体用于提供100MHz差分时钟作为处理器PCIE功能的参考时钟，第三晶体，用于提供12MHz差分时钟作为处理器USB功能的参考时钟。
9.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述处理器采用龙芯2K1000，BIOS芯片采用W25Q80EWSSIG，内存颗粒采用4个MT41K512M16HA-107AIT，VGA转换芯片采用GMG7123，CSOLC连接器采用CSOLC-150-02-L-Q-A。
10.根据权利要求1所述的加固计算机核心模块，其特征在于，所述处理器、BIOS芯片分别位于所述矩形单板的两侧。
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