CN112380162A - 基于vpx架构的单板计算机主板 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种基于VPX架构的单板计算机主板，涉及嵌入式系统领域，处理器模块分别与第一接口模块、GPU模块、MXM显卡模块和存储模块连接；GPU模块与VGA接口模块连接；MXM显卡模块与VPX连接器模块连接；处理器模块通过PCIE信号线与主板扩展芯片组连接，处理器模块和主板扩展芯片组分别与VPX连接器模块连接；主板扩展芯片组与第二接口模块连接。本公开的基于VPX架构的单板计算机主板，主板采用自主设计，安全性高；主板的数据通信速率高，可以满足对数据大带宽的需求；主板提供的接口资源丰富，兼容性强，可满足不同的需求，具有整体性能强劲，稳定性高，接口丰富等特点，提高了产品质量和可靠性。

Description

基于VPX架构的单板计算机主板
技术领域
本公开涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种基于VPX架构的单板计算机主板。
背景技术
传统单板计算机一般分为基于ARM处理器和基于X86处理器的单板计算机。现有的基于X86处理器的单板计算机的数据处理能力有限，难以满足高速处理数据的需求。VPX是VITA(VME International Trade Association,VME国际贸易协会)组织于2007年在其VME总线基础上提出的新一代高速串行总线标准。VPX能够满足恶劣环境下高可靠性、高带宽要求，因此，需要一种基于VPX的单板计算机主板，用于高速处理数据。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种基于VPX架构的单板计算机主板。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于VPX架构的单板计算机主板，包括：PCB电路板；在所述PCB电路板上设置有处理器模块、存储模块、GPU模块、VGA接口模块、MXM显卡模块、主板扩展芯片组、VPX连接器模块、第一接口模块和第二接口模块；所述处理器模块分别与所述第一接口模块、所述GPU模块、所述MXM显卡模块和所述存储模块连接；所述GPU模块与所述VGA接口模块连接；所述MXM显卡模块与所述VPX连接器模块连接；所述处理器模块通过PCIE信号线与所述主板扩展芯片组连接，所述处理器模块和所述主板扩展芯片组分别与所述VPX连接器模块连接；所述主板扩展芯片组与所述第二接口模块连接。
可选地，所述存储模块包括：DDR模块和FLASH模块；所述处理器模块分别与所述DDR模块和所述FLASH模块连接。
可选地，所述第一接口模块包括：XMC接口、以太网接口、音频接口、串行接口、PCIE接口、IPMI总线接口、复位按键接口中的至少一个；所述第二接口模块包括：USB接口、SATA接口、以太网接口中的至少一个。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P0连接器；所述P0连接器用于为主板提供电源输入并接入复位信号。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P1连接器；所述P1连接器包括：SRIO接口；在所述PCB电路板上设置有PCIe交换模块、SRIO模块和NIC模块；所述PCIe交换模块分别与所述P1连接器的SRIO接口和所述SRIO模块连接，所述SRIO模块通过PCIE信号线与所述处理器模块连接；所述NIC模块分别与所述P1连接器和所述处理器模块连接；其中，所述处理器模块引出的一路PCIe信号线经过所述PCIe交换模块转换为二路PCIe信号线，所述二路PCIe信号线经过所述SRIO模块连接至所述P1连接器；所述处理器模块引出的一路PCIe信号线经过所述NIC模块转换成二路网络信号线并连接至所述P1连接器。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P2连接器；所述P2连接器包括PCIE接口和GPI接口；所述处理器模块与所述P2连接器的PCIE接口通过PCIE信号线连接，所述处理器模块与所述P2连接器的GPI接口通过GPI信号线连接。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P3连接器；所述P3连接器包括DVI-D接口和GPIO接口；所述处理器模块通过所述MXM显卡模块与所述P3连接器的DVI-D接口连接，所述处理器模块与所述P3连接器的GPIO接口连接；其中，所述处理器模块引出的一路PCIe 3.0信号连接所述MXM显卡模块，所述MXM显卡模块引出的二路DVI-D信号与所述P3连接器的DVI-D接口连接；所述处理器模块引出的一路GPI信号线和五路GPO信号线连接至所述P3连接器的GPIO接口。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P4连接器；所述P4连接器包括多个以太网接口；在所述PCB电路板上设置有网络接口控制器模块；所述处理器模块通过所述网络接口控制器模块与所述P4连接器的一个以太网接口连接，其中，所述处理器模块使用PCIE信号线与所述网络接口控制器模块连接；其中，所述处理器模块引出的一路PCIe 2.0信号线经过所述网络接口控制器模块转换成一路1000Base-T信号线，并连接至所述P4连接器的一个以太网接口；所述处理器模块引出的二路1000Base-T信号线连接至所述P4连接器的一个以太网接口；所述主板扩展芯片组引出的一路1000Base-T信号连接到P4的一个以太网接口。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P5连接器；所述P5连接器包括视频接口、RS接口、USB接口、SATA接口；在所述PCB电路板上设置有基板管理控制器模块；所述处理器模块通过PCIe 2.0信号线与所述P5连接器的视频接口连接；所述主板扩展芯片组与所述P5连接器的USB接口、SATA接口连接；所述主板扩展芯片组通过所述基板管理控制器模块与RS接口连接；其中，所述处理器模块引出的一路DVI-D和一路VGA信号连接到所述P5连接器的视频接口；所述主板扩展芯片组引出的一路USB 2.0信号到所述基板管理控制器，通过所述基板管理控制器与P5连接器的RS接口连接。
可选地，在所述PCB电路板上设置有调试接口；所述基板管理控制器模块和所述调试接口连接。
可选地，所述VPX连接器模块包括：P6连接器；所述P6连接器包括：RS接口、USB接口、GPO接口；其中，所述主板扩展芯片组引出的二路USB 2.0信号线连接至所述P6连接器的USB接口；所述处理器模块引出的二路GPO信号线连接到P6连接器的GPO接口；所述处理器模块引出的二路RS232信号线连接至所示P6连接器的RS接口。
可选地，在所述PCB上设置有RJ45网口和mSATA接口；所述处理器模块引出一路1000Base-T信号线连接所述RJ45网口，所述RJ45网口用于提供上网功能。所述处理器模块引出一路PCIe 3.0信号线连接所述主板扩展芯片组，通过所述主板扩展芯片组连接mSATA接口，其中，所述mSATA接口用于接入板载mSATA硬盘。
可选地，所述处理器模块包括飞腾处理器，所述飞腾处理器采用FT-2000/4处理器；所述FT-2000/4处理器兼容ARM v8体系结构，支持64位和32位指令。
可选地，所述主板扩展芯片组内置有PCIe、SATA、USB和千兆网络控制器。
基于本公开上述实施例提供的基于VPX架构的单板计算机主板，主板采用自主设计，安全性高；主板的数据通信速率高，可以满足对数据大带宽的需求；主板的数据处理的效率高，集成度高，功耗低，可长时间稳定可靠工作；主板提供的接口资源丰富，兼容性强，可满足不同的需求，具有整体性能强劲，稳定性高，接口丰富等特点，提高了产品质量和可靠性。
下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征以及优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为本公开的基于VPX架构的单板计算机主板的一个实施例的模块示意图；
图2为FT-2000/4处理器接口信号示意图；
图3为本公开的基于VPX架构的单板计算机主板的一个实施例的原理示意图；
图4为本公开的基于VPX架构的单板计算机主板的实物示意图；
图5至图7为对基于VPX架构的单板计算机主板进行性能测试的结果示意图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或者两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本公开中术语“和/或”，仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本公开的实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或者专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统或者服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统、大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境等。
如图1所示，本公开提供一种基于VPX架构的单板计算机主板，包括：PCB电路板11，在PCB电路板11上设置有处理器模块12、存储模块14、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)模块18、VGA接口模块19、MXM显卡模块17、主板扩展芯片组13、VPX连接器模块15、第一接口模块16和第二接口模块17等。MXM显卡模块17为独立的显卡模块,其采用MXM(Mobile PCI Express Module)接口，MXM接口是一套基于PCI-Express界面的、为图形处理器设计的设备接口，采用和PCI-Express兼容的通讯协议。
处理器模块12分别与第一接口模块16、GPU模块18、MXM显卡模块17和存储模块14连接。GPU模块18与VGA接口模块19连接，MXM显卡模块17与VPX连接器模块15连接。处理器模块12通过PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)信号线与主板扩展芯片组13连接，处理器模块12和主板扩展芯片组13分别与VPX连接器模块15连接，主板扩展芯片组13与第二接口模块17连接。
第一接口模块12包括XMC(XMC-compliant mezzanine card，交换夹层卡)接口、以太网接口、VGA(Video Graphics Array)接口、音频接口、串行接口、PCIE接口、复位按键接口、高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)等中的至少一个；第二接口模块12包括USB接口、SATA(Serial ATA，即串行ATA)、以太网接口等中的至少一个。本公开的基于VPX架构的单板计算机主板可以配置特制的高强度铝合金加固壳，能够最大限度确保系统的高可靠性。
在一个实施例中，存储模块14包括DDR(双倍速率同步动态随机存储器)模块和FLASH模块等，处理器模块12分别与DDR模块和FLASH模块连接。处理器模块12包括飞腾处理器，飞腾处理器采用FT-2000/4处理器；FT-2000/4处理器兼容ARM v8体系结构，支持64位和32位指令。主板扩展芯片组内置有PCIe、SATA、USB和千兆网络控制器。VPX连接器模块15可以有多种实现方式，例如VPX连接器模块15包括P0连接器、P1连接器、P2连接器、P3连接器、P4连接器、P5连接器和P6连接器。
P0连接器用于为主板提供电源输入并接入复位信号。P1连接器包括：SRIO(SerialRapidIO)接口；在PCB电路板上设置有PCIe交换模块、SRIO模块和NIC模块；PCIe交换模块分别与P1连接器的SRIO接口和SRIO模块连接，SRIO模块通过PCIE信号线与处理器模块连接；NIC模块分别与P1连接器和处理器模块连接；其中，处理器模块引出的一路PCIe信号线经过PCIe交换模块转换为二路PCIe信号线，二路PCIe信号线经过SRIO模块连接至P1连接器；处理器模块引出的一路PCIe信号线经过NIC模块转换成二路网络信号线并连接至P1连接器。
P2连接器包括PCIE接口和GPI接口；处理器模块与P2连接器的PCIE接口通过PCIE信号线连接，处理器模块与P2连接器的GPI接口通过GPI信号线连接。P3连接器包括DVI(Digital Visual Interface)-D接口和GPIO接口；处理器模块通过MXM显卡模块与P3连接器的DVI-D接口连接，处理器模块与P3连接器的GPIO接口连接；其中，处理器模块引出的一路PCIe 3.0信号连接MXM显卡模块，MXM显卡模块引出的二路DVI-D信号与P3连接器的DVI-D接口连接；处理器模块引出的一路GPI信号线和五路GPO信号线连接至P3连接器的GPIO接口。
P4连接器包括多个以太网接口；在PCB电路板上设置有网络接口控制器模块；处理器模块通过网络接口控制器模块与P4连接器的一个以太网接口连接，其中，处理器模块使用PCIE信号线与网络接口控制器模块连接；其中，处理器模块引出的一路PCIe 2.0信号线经过网络接口控制器模块转换成一路1000Base-T信号线，并连接至P4连接器的一个以太网接口；处理器模块引出的二路1000Base-T信号线连接至P4连接器的一个以太网接口；主板扩展芯片组引出的一路1000Base-T信号连接到P4的一个以太网接口。
P5连接器包括视频接口、RS接口、USB接口、SATA接口；在PCB电路板上设置有基板管理控制器模块；处理器模块通过PCIe 2.0信号线与P5连接器的视频接口连接；主板扩展芯片组与P5连接器的USB接口、SATA接口连接；主板扩展芯片组通过基板管理控制器模块与RS接口连接；其中，处理器模块引出的一路DVI-D和一路VGA信号连接到P5连接器的视频接口；主板扩展芯片组引出的一路USB 2.0信号到基板管理控制器，通过基板管理控制器与P5连接器的RS接口连接。在PCB电路板上设置有调试接口；基板管理控制器模块和调试接口连接。
P6连接器包括RS接口、USB接口、GPO接口；其中，主板扩展芯片组引出的二路USB2.0信号线连接至P6连接器的USB接口；处理器模块引出的二路GPO信号线连接到P6连接器的GPO接口；处理器模块引出的二路RS232信号线连接至所示P6连接器的RS接口。
在PCB上设置有RJ45网口和mSATA接口；处理器模块引出一路1000Base-T信号线连接RJ45网口，RJ45网口用于提供上网功能。处理器模块引出一路PCIe3.0信号线连接主板扩展芯片组，通过主板扩展芯片组连接mSATA接口，其中，mSATA接口用于接入板载mSATA硬盘。
在一个实施例中，本公开的基于VPX架构的单板计算机主板可以是一款标准6UVPX主板，处理器模块中的处理器采用飞腾国产处理器FT-2000/4，本公开的基于VPX架构的单板计算机主板上可挂载MXM独立显卡，支持4路HDMI接口(支持4K)和一路VGA接口显示，设置有8GB内存以及丰富的I/O连接，能够同时支持多路以太网口、USB接口、RS232/RS422串口、IPMI总线接口等通讯接口。
FT—2000/4是一款面向桌面应用的高性能的通用处理器。FT—2000/4集成了4个64位高性能核，主频2.6-3.0GHz，商业级工作温度范围是0-70℃；工业级工作温度范围是-40-85℃。内置密码加速引擎，集成系统级安全机制，能够满足复杂应用场景下的性能需求和安全可信需求。
飞腾国产处理器FT-2000/4的接口信号简图如图2所示，一组PCIe3.0 X16可拆2X8信号，一组PCIe3.0 X1信号，一组PCIe3.0 X16可拆2X8信号，一组PCIe3.0 X1信号，一组千兆以太网0，RGMII接口信号，一组千兆以太网1，RGMII接口信号，一组DDR3/DDR3L/DDR4 72位带ECC，3200MT/s信号，一组DDR3/DDR3L/DDR4 72位带ECC，3200MT/s信号，一组SD卡，兼容2.0协议信号，一组HDAudio可接4个Codec信号，一组3路CAN2.0信号，一组4路UART信号，一组4路I2C信号，一组二路通用SPI信号，一组一路QSPI接Flash信号，一组32位GPIO 16位支持外部中断信号。FT-2000/4处理器的主要技术指标包括：
功能指标：兼容ARMv8体系结构，支持64位和32位指令；支持单精度、双精度浮点运算指令；支持ASIMD处理指令；支持基于域隔离的安全机制；支持可信启动。
结构指标：集成4个FTC663核；L2 Cache：每个Cluster内有2MB，共4MB；L3 Cache：分为8个Bank，共4MB；集成2个DDR4-3200通道，支持对DDR存储数据进行实时加密；集成34Lanes PCIe 3.0接口：2个X16(每个可拆分成2个X8)，2个X1；集成2个千兆Ethernet接口(RGMII)，支持10/100/1000Mbps自适应；集成1个SD卡控制器，兼容SD 2.0规范；集成1个HDA(HD-Audio)，支持音频输出，可同时支持最多4个Codec；集成多种密码加速引擎；集成4个UART，1个LPC Master，32个GPIO，4个I2C，1个QSPI，2个通用SPI，2个WDT，1个RTC，16个外部中断(和GPIO共用IO)；集成温度传感器；集成128KB On Chip Memory；集成ROM。FT-2000/4处理器采用1144引脚FCPBGA封装，芯片尺寸为35mm*35mm，焊球节距1.0mm，焊球采用无铅SCA305材料。
在一个实施例中，本公开的基于VPX架构的单板计算机主板的系统框图如图3所示。本公开的基于VPX架构的单板计算机主板符合6U OpenVPX规格，如图4所示。处理器模块包括处理器芯片，处理器芯片采用FT-2000/4，核心为4；主频为2.2GHz。GPU：MXM独立显卡接口；内存：板贴8GB内存；网络：4路千兆以太网MDI电接口；显示：MXM连接器，4路HDMI显示接口，最大分辨率支持4K,一路VGA显示接口，支持1600X1200；串口：二路RS232/422串口，二路RS232串口；USB：4路USB 2.0；二路USB 3.0；万兆网：二路XAUI万兆以太网；Rapidio：二路Rapidio接口；IPMI：二路IPMI总线传输模块的电压、电流、温度；SATA接口：4路SATA信号(1路板上，3路后出)；IO接口：7路GPI接口，7路GPO接口；电源：+12V，范围+11V～+13V，稳态工作电流不大于5A，启动电流不大于7A；PCIE：一路PCIEx8 Gen3；功耗：整体功耗峰值不大于50W(不含显卡时)；系统：支持银河麒麟桌面操作系统。
SRIO是面向嵌入式系统开发提出的高可靠、高性能、基于包交换的新一代高速互联技术。PCIe为PCI-Express(peripheral component interconnect express)，是一种高速串行计算机扩展总线标准。GPI(General-purpose input，通用型之输入)和GPO(General-purpose onput，通用型之输出)为通用型的输入、输出方法。MXM：MXM模块显卡接口。
NIC：网络接口控制器(network interface controller，NIC)，又称网络接口控制器，网络适配器(network adapter)，网卡(network interface card)，或局域网接收器(LAN adapter)。网络接口控制器又称网络接口控制器，网络适配器(network adapter)，网卡(network interface card)，或局域网接收器(LAN adapter)，是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。由于其拥有MAC地址，因此属于OSI模型的第1层。每一个网卡都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号，它被写在卡上的一块ROM中。在网络上的每一个计算机都必须拥有一个独一无二的MAC地址。
BMC：USB信号转串口信号；CPU为中央处理器(CPU，central processing unit)，作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。Chipset为主板扩展芯片组，芯片组(Chipset)是一组共同工作的集成电路“芯片”，负责将计算机的核心——微处理器和机器的其它部分相连接，是决定主板级别的重要部件。
8G DDR3 ECC为内存条；VGA(Video Graphics Array)即视频图形阵列，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点；mSATA：msata是SATA协会开发的新的mini-SATA(Serial ATA，即串行ATA)接口控制器的产品规范，新的控制器可以让SATA技术整合在小尺寸的装置上。USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。
P0连接器：提供复位信号，以及本板卡供电。P1连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X8信号，经过PCIe转换为二路PCIe X4，二路PCIe X4信号经过二路PCIe-SRIO连接到P1连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4，经过网络接口控制器(NIC)转换成二路10GE网络信号到P1连接器上。
P2连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X8 3.0信号连接到P2连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出6路GPI信号连接到P2连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X8信号。
P3连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X8 3.0信号连接到MXM接口，然后通过MXM接口出二路DVI-D信号到P3连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路GPI和五路GPO信号连接到P3连接器上。
P4连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X1 2.0，经过网络接口控制器(NIC)转换成一路1000Base-T信号连接到P4连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出二路1000Base-T信号连接到P4连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出一路1000Base-T信号连接到P4连接器上。
P5连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出3路USB 3.0信号连接到P4连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路DVI-D和一路VGA信号连接到P5连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出二路SATA 3.0信号连接到P4连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出一路USB 2.0信号到基板管理控制器(BMC)，通过基板管理控制器(BMC)出二路RS232/RS422/RS485信号连接到P5连接器上。
P6连接器：FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出二路USB 2.0信号连接到P6连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出二路GPO信号连接到P6连接器上。FT-2000/4处理器一个引脚引出二路RS232信号连接到P6连接器上。
FT-2000/4处理器一个引脚连接到8G DDR3 ECC内存。FT-2000/4处理器一个引脚连接到FLASH芯片。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X1 2.0通过GPU连接到VGA上，VGA为前出口，用做视频显示接口。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路RS232信号连接到前出RJ45串口。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路信号连接到复位&LED指示灯。
FT-2000/4处理器一个引脚引出一路1000Base-T信号连接到前出RJ45网口，连接网线供VPX6-A506主板上网使用。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出二路USB2.0信号连接到USB口。FT-2000/4处理器一个引脚引出一路PCIe X4 3.0信号到芯片组，通过芯片组出信号连接到mSATA上，可以板载mSATA硬盘使用。
在一个实施例中，对本公开的基于VPX架构的单板计算机主板进行万兆网接口性能测试，搭建两台存储卡的万兆网光纤直连的测试环境，并采用专业的局域网测速工具软件charIOT进行万兆网接口性能进行测试。charIOT是一款专业的局域网测速工具软件，可以提供端到端，多操作系统，多协议测试，多应用模拟测试，其应用范围包括有线，无线，局域，广域网络及网络设备，从用户的角度测试网络和网络参数(吞吐量、反应时间、延时、丢包等)。charIOT通过产生模拟真实的流量，采用End to End的方法测试网络设备或网络系统在真实环境中的性能。在需要测试的两台主板上安装charIOT的Endpoint程序并运行它，在另一台机器上安装charIOT的控制台程序。
测试结果为：未经优化的测试,本公开的基于VPX架构的单板计算机主板采用TCP协议,吞吐性能为3964Mbps，如图5所示；优化后的测试,本公开的基于VPX架构的单板计算机主板采用TCP协议,吞吐性能为3964Mbps，如图6所示；极限性能,本公开的基于VPX架构的单板计算机主板采用TCP协议,吞吐性能为9903Mbps，如图7所示。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势以及效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
上述实施例中的基于VPX架构的单板计算机主板，主板采用自主设计，安全性高；主板的数据通信速率高，可以满足对数据大带宽的需求；主板的数据处理的效率高，集成度高，功耗低，可长时间稳定可靠工作；主板提供的接口资源丰富，兼容性强，可满足不同的需求，具有整体性能强劲，稳定性高，接口丰富等特点，提高了产品质量和可靠性，可以配置特制的高强度铝合金加固壳，确保了高可靠性，可以广泛应用于军用计算机和军用加固计算机的计算处理中心。
可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述，以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改等对于本领域技术人员而言，是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面，而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式中。尽管以上已经讨论了多个示例方面以及实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种基于VPX架构的单板计算机主板，其特征在于，包括：
PCB电路板；在所述PCB电路板上设置有处理器模块、存储模块、GPU模块、VGA接口模块、MXM显卡模块、主板扩展芯片组、VPX连接器模块、第一接口模块和第二接口模块；所述处理器模块分别与所述第一接口模块、所述GPU模块、所述MXM显卡模块和所述存储模块连接；所述GPU模块与所述VGA接口模块连接；所述MXM显卡模块与所述VPX连接器模块连接；所述处理器模块通过PCIE信号线与所述主板扩展芯片组连接，所述处理器模块和所述主板扩展芯片组分别与所述VPX连接器模块连接；所述主板扩展芯片组与所述第二接口模块连接。
2.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述存储模块包括：DDR模块和FLASH模块；
所述处理器模块分别与所述DDR模块和所述FLASH模块连接。
3.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述第一接口模块包括：XMC接口、以太网接口、音频接口、串行接口、PCIE接口、IPMI总线接口、复位按键接口中的至少一个；
所述第二接口模块包括：USB接口、SATA接口、以太网接口中的至少一个。
4.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P0连接器；所述P0连接器用于为主板提供电源输入并接入复位信号。
5.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P1连接器；所述P1连接器包括：SRIO接口；在所述PCB电路板上设置有PCIe交换模块、SRIO模块和NIC模块；所述PCIe交换模块分别与所述P1连接器的SRIO接口和所述SRIO模块连接，所述SRIO模块通过PCIE信号线与所述处理器模块连接；所述NIC模块分别与所述P1连接器和所述处理器模块连接；
其中，所述处理器模块引出的一路PCIe信号线经过所述PCIe交换模块转换为二路PCIe信号线，所述二路PCIe信号线经过所述SRIO模块连接至所述P1连接器；所述处理器模块引出的一路PCIe信号线经过所述NIC模块转换成二路网络信号线并连接至所述P1连接器。
6.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P2连接器；所述P2连接器包括PCIE接口和GPI接口；所述处理器模块与所述P2连接器的PCIE接口通过PCIE信号线连接，所述处理器模块与所述P2连接器的GPI接口通过GPI信号线连接。
7.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P3连接器；所述P3连接器包括DVI-D接口和GPIO接口；所述处理器模块通过所述MXM显卡模块与所述P3连接器的DVI-D接口连接，所述处理器模块与所述P3连接器的GPIO接口连接；
其中，所述处理器模块引出的一路PCIe 3.0信号连接所述MXM显卡模块，所述MXM显卡模块引出的二路DVI-D信号与所述P3连接器的DVI-D接口连接；所述处理器模块引出的一路GPI信号线和五路GPO信号线连接至所述P3连接器的GPIO接口。
8.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P4连接器；所述P4连接器包括多个以太网接口；在所述PCB电路板上设置有网络接口控制器模块；所述处理器模块通过所述网络接口控制器模块与所述P4连接器的一个以太网接口连接，其中，所述处理器模块使用PCIE信号线与所述网络接口控制器模块连接；
其中，所述处理器模块引出的一路PCIe 2.0信号线经过所述网络接口控制器模块转换成一路1000Base-T信号线，并连接至所述P4连接器的一个以太网接口；所述处理器模块引出的二路1000Base-T信号线连接至所述P4连接器的一个以太网接口；所述主板扩展芯片组引出的一路1000Base-T信号连接到P4的一个以太网接口。
9.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P5连接器；所述P5连接器包括视频接口、RS接口、USB接口、SATA接口；在所述PCB电路板上设置有基板管理控制器模块；所述处理器模块通过PCIe 2.0信号线与所述P5连接器的视频接口连接；所述主板扩展芯片组与所述P5连接器的USB接口、SATA接口连接；所述主板扩展芯片组通过所述基板管理控制器模块与RS接口连接；
其中，所述处理器模块引出的一路DVI-D和一路VGA信号连接到所述P5连接器的视频接口；所述主板扩展芯片组引出的一路USB 2.0信号到所述基板管理控制器，通过所述基板管理控制器与P5连接器的RS接口连接。
10.如权利要求1所述的单板计算机主板，其中，
所述VPX连接器模块包括：P6连接器；所述P6连接器包括：RS接口、USB接口、GPO接口；
其中，所述主板扩展芯片组引出的二路USB 2.0信号线连接至所述P6连接器的USB接口；所述处理器模块引出的二路GPO信号线连接到P6连接器的GPO接口；所述处理器模块引出的二路RS232信号线连接至所示P6连接器的RS接口。
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