CN113312199A - 工控机主板及工控机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工控机主板，包括：显示接口、第一存储器、显卡和电子开关，所述第一存储器用于存储所述工控机主板所连接的外部显示器的EDID信息；所述电子开关的第一接触端与所述显示接口连接，所述电子开关的第二接触端与所述第一存储器连接，所述电子开关的公共端与所述显卡连接，所述电子开关用于将所述第一接触端或者所述第二接触端与所述公共端连通；当所述电子开关将第一接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自外部显示器的EDID信息；当所述电子开关将第二接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自所述第一存储器的EDID信息。本发明的工控机主板能够使工控机兼容各种类型显示器，保证显示器都能正常显示。

Description

工控机主板及工控机
技术领域
本发明涉及工控机技术领域，尤其涉及一种工控机主板及工控机。
背景技术
显示器中的存储器(如EEPROM)一般存储有生产厂家预置的EDID(ExtendedDisplay Identification Data，扩展显示标识数据)，EDID包含有关显示器及其性能的参数，如供应商信息、分辨率、纵横比、刷新频率等。
在工业应用领域，工控机与显示器连接后，在需要读取显示器的EDID信息时，工控机会通过预置在显示器通信接口内的DDC通道去读取显示器的EDID信息。其中DDC(DISPLAYDATA CHNNEL)，译为显示数据通道，DDC通道采用I2C通信协议，显示器通过DDC通道与工控机进行交互，传递EDID信息。
但是在工业应用环境中，工控机常常需要与不同厂家的显示器进行搭配显示。由于工业环境更新换代较慢，工控机常常需要兼容不同年代的显示器。而有些显示器的存储器中有可能没有EDID信息或者EDID信息特殊导致工控机根据该EDID信息无法使显示器正常显示，此时工控机通过DDC通道读取EDID信息后，就会出现显示器不显示或者花屏等现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种工控机主板及工控机，能够解决工控机连接的显示器显示异常的问题。
第一方面，本发明提供一种工控机主板，包括：显示接口，所述工控机主板通过所述显示接口与外部显示器连接，所述工控机主板还包括：第一存储器、显卡和电子开关，所述第一存储器用于存储所述工控机主板所连接的外部显示器的EDID信息；
所述电子开关的第一接触端与所述显示接口连接，所述电子开关的第二接触端与所述第一存储器连接，所述电子开关的公共端与所述显卡连接，所述电子开关用于将所述第一接触端或者所述第二接触端与所述公共端连通；
当所述电子开关将第一接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自外部显示器的EDID信息；
当所述电子开关将第二接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自所述第一存储器的EDID信息。
可选地，所述第一存储器为支持I2C通信协议的EEPROM类型的存储器。
可选地，所述第一存储器的型号为AT24C02C。
可选地，所述电子开关为4通道的2:1的模拟开关。
可选地，所述电子开关的型号为SN74CBTLV3257。
可选地，所述工控机主板还包括：BIOS芯片，用于控制所述电子开关的端口切换。
可选地，所述工控机主板还包括：处理器和第二存储器，所述第二存储器用于存储待烧录的显示器EDID信息，所述处理器用于将所述待烧录的显示器EDID信息在线烧录到所述第一存储器中。
可选地，所述处理器和所述第一存储器通过SMBus总线连接。
可选地，所述处理器按照I2C协议对所述第一存储器进行在线烧录。
第二方面，本发明提供一种工控机，包括上述工控机主板。
本发明提供的工控机主板及工控机，当显示器的EDID信息异常时，可以切换到工控机端的第一存储器，解决了显示异常的问题。同时本发明可以根据显示器的不同型号，通过在线烧录第一存储器以更改工控机主板端EDID存储电路里的EDID信息。本发明的工控机主板具有灵活性高，与不同VGA显示器兼容性强的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的工控机主板的结构示意图；
图2为本发明一实施例中第一存储器的示意图；
图3为本发明一实施例中电子开关的示意图；
图4为本发明一实施例中第一存储器在线烧录的流程图；
图5为本发明一实施例中待烧录文件的参数示意图；
图6为I2C协议的时序简图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种工控机主板，如图1所示，所述工控机主板包括：显示接口101，第一存储器102，显卡103和电子开关104，其中，
工控机主板通过显示接口101连接至外部显示器，以获取外部显示器的EDID信息；
第一存储器102用于存储所述工控机主板所连接的外部显示器的EDID信息；
电子开关104具有两个可切换的接触端和一个公共端，其作用在于，可以将任何一个接触端连接至公共端，电子开关两个接触端记为第一接触端和第二接触端，第一接触端连接至显示接口101的DDC通道上，第二接触端连接至第一存储器102的I2C通道上，
电子开关104公共端直接连接到显卡103的DDC通道上，本实施例中，电子开关104和显示接口101之间形成第一信号通道，电子开关104和第一存储器102之间形成第二信号通道，电子开关104和显卡103之间形成第三信号通道，通过电子开关104，可以将所述第一信号通道或者所述第二信号通道与所述第三信号通道连通；
当第一信号通道与第三信号通道连通时，显卡103用于读取来自外部显示器的EDID信息；当第二信号通道与第三信号通道连通时，显卡103用于读取来自第一存储器的EDID信息。
本实施例提供的工控机主板，当显示器的EDID信息异常时，可以切换到工控机端的第一存储器，实现了EDID信息的冗余显示，解决了显示异常的问题。
本实施例中，显示接口101可以是VGA接口、LVDS接口、DVI接口或者HDMI接口，第一存储器102采用256字节(256X8)的EEPROM类型的存储器，例如AT24C02C，本芯片支持标准I2C通信协议，操作简单。图2为本芯片的管脚功能示意图，A0、A1、A2为EEPROM的地址选通引脚，SDL、SDA为I2C通道。
电子开关104为一切二电子开关，包括一个公共端和两个接触端，采用2:1的模拟开关，用于将两个接触端的其中一个选通连接至公共端。例如，电子开关使用SN74CBTLV3257，本芯片切换有效电平为标准3.3TTL电平，使用简单，如图3所示，1A、2A、3A、4A为电子开关的公共端(记为端口A)，1B1、2B1、3B1、4B1(记为端口B1)和1B2、2B2、3B2、4B2(记为端口B2)为电子开关可切换的两个接触端。每个端口都是四路信号，S、OE#为选通接口。其工作原理为：当OE#为低电平，S为低电平时，端口A和端口B1连通；当OE#为低电平，S为高电平时，端口A和端口B2连通；如果OE#为高电平，则不论S为何种电平，电子开关均处于断开状态。
如图1所示，本发明实施例的工控机主板，还包括：BIOS芯片，用于控制所述电子开关的端口切换。本实施例中，BIOS芯片通过SPI协议与主板南桥通信，当工控机上电开机时BIOS芯片会对硬件之间的接口进行扫描、分配中断号等，上电开机时BIOS会对工控机进行初始化配置。在本方案中需要应用到BIOS的配置功能对电子开关的初始状态进行配置，使用BIOS配置电子开关的输出接口是端口B1还是端口B2。
本发明实施例提供的工控机主板，在实际工作时，一般情况下工控机开机后，电子开关将与外部显示器连接的接触端和公共端接通，显卡读取外部显示器的EDID信息。当外部显示器的EDID信息存在问题(分辨率异常或VGA显示器没有EDID)，此时进入BIOS操作界面设置电子开关状态，控制电子开关进行端口切换，将与第一存储器连接的接触端和公共端接通，显卡将读取第一存储器的EDID信息，可见，本发明通过在工控机主板增加一个板载的存储有显示器EDID信息的第一存储器，能够解决显示器EDID信息异常的问题。
进一步地，当外部显示器更换后，为了兼容不同型号的外部显示器，本实施例中的第一存储器支持在线烧录，烧录后可以更改存储芯片的EDID信息，以匹配新的显示器。
参阅图1，工控机主板还包括：处理器106和第二存储器107，第二存储器107为工控机的硬盘，处理器106和第二存储器107通过SATA总线连接，处理器106还通过SMBus总线和第一存储器102的I2C通道连接，第二存储器107中存储有新的EDID信息，处理器106用于对第一存储器102进行在线烧录，以更新第一存储器存储的EDID信息。SMBus总线遵循SMBus协议，SMBus协议为I2C协议的子协议。SMBus协议是INTEL公司在I2C协议的基础上增加限制频率、传输速率而形成的新协议。
具体地，烧录流程可参阅图4，包括以下步骤：
1、处理器将待烧录文件导入第二存储器中，待烧录文件命名为EDID.BIN，EDID.BIN文件内是128bit的EDID信息。
图5为一组标准的128bit的EDID信息，其中包含有关显示器及其性能的参数，包括供应商信息、最大图像大小、颜色设置、厂商预设置、频率范围的限制以及显示器名和序列号的字符串。EDID信息一般由屏幕厂家提供。
2、处理器检测是否读到第一存储器，若是则进行下一步，否则结束运行。
3、处理器通过I2C总线将128bit的EDID数据烧录进第一存储器，I2C总线是一种双向二进制同步串行总线，它只需要两根线SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)即可完成主机与从机的通信。SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)都是双向I/O线，接口电路为开漏输出，需要通过上拉电阻接电源VCC。图6示出了I2C协议的时序简图。
I2C总线是一个多主机总线，数据传输和地址设定由软件设定。I2C总线具有低功耗，抗扰能力高等特点。
4、处理器校验标识位是否正确，检验正确则表示烧录完成，128bit的信息正确的烧录进入第一存储器，烧录结束，若校验错误，则表示烧录信息错误需要重新烧录EDID信息。
本发明另一实施例提供一种工控机，包括上述实施例中的工控机主板。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种工控机主板，包括：显示接口，所述工控机主板通过所述显示接口与外部显示器连接，其特征在于，所述工控机主板还包括：第一存储器、显卡和电子开关，所述第一存储器用于存储所述工控机主板所连接的外部显示器的EDID信息；
所述电子开关的第一接触端与所述显示接口连接，所述电子开关的第二接触端与所述第一存储器连接，所述电子开关的公共端与所述显卡连接，所述电子开关用于将所述第一接触端或者所述第二接触端与所述公共端连通；
当所述电子开关将第一接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自外部显示器的EDID信息；
当所述电子开关将第二接触端与公共端连通时，所述显卡读取来自所述第一存储器的EDID信息。
2.根据权利要求1所述的工控机主板，其特征在于，所述第一存储器为支持I2C通信协议的EEPROM类型的存储器。
3.根据权利要求2所述的工控机主板，其特征在于，所述第一存储器的型号为AT24C02C。
4.根据权利要求1所述的工控机主板，其特征在于，所述电子开关为4通道的2:1的模拟开关。
5.根据权利要求4所述的工控机主板，其特征在于，所述电子开关的型号为SN74CBTLV3257。
6.根据权利要求1所述的工控机主板，其特征在于，所述工控机主板还包括：BIOS芯片，用于控制所述电子开关的端口切换。
7.根据权利要求1所述的工控机主板，其特征在于，所述工控机主板还包括：处理器和第二存储器，所述第二存储器用于存储待烧录的显示器EDID信息，所述处理器用于将所述待烧录的显示器EDID信息在线烧录到所述第一存储器中。
8.根据权利要求7所述的工控机主板，其特征在于，所述处理器和所述第一存储器通过SMBus总线连接。
9.根据权利要求7所述的工控机主板，其特征在于，所述处理器按照I2C协议对所述第一存储器进行在线烧录。
10.一种工控机，其特征在于，所述工控机包括如权利要求1-9中任一项所述的工控机主板。
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