CN115292239A - 基于申威831处理器的一体式计算机 - Google Patents

基于申威831处理器的一体式计算机 Download PDF

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姬叶华
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Abstract

本发明提供了一种基于申威831处理器的一体式计算机，包括：主板模块、内存模块、显示模块、存储模块以及一体机壳体；所述主板模块上设置申威831处理器、主板、SATA控制器以及PCIe switch桥片；所述内存模块上设置DDR4内存；所述显示模块上设置显卡；所述存储模块上设置固态盘或机械盘；所述内存模块、显示模块、存储模块均安装在所述主板模块上；所述主板模块安装在所述一体机壳体上；显示屏嵌入于一体机壳体的前面板中，显示屏与显卡连接，用于显示用户界面。

Description

基于申威831处理器的一体式计算机
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体地，涉及基于申威831处理器的一体式计算机，更为具体地，涉及一种面向国产化的一体式计算机终端产品的系统实现。
背景技术
聚焦贸易战次生影响，关键元器件断供、禁运，我国诸多场景、行业应用的信息化建设软硬件平台仍存在过多依赖国外商用产品等核心安全问题，研究基于国产处理器、国产固件、国产操作系统深度优化适配技术及产品体系，持续研制高性能、移动化终端计算机，目标解决国外技术封锁、限售和禁运甚至可能存在的安全后门问题，解决我国行业应用办公信息系统的潜在安全威胁，保障国家信息化建设的可持续性发展。目前市场上已有的类似产品主要为基于申威421处理器的台式机、一体机，其性能均弱于本发明产品，提升计算机的整体性能以提升用户的直观使用体验。
专利文献CN112257127A(申请号：202011137422.5)公开了一种申威421处理器的一体式计算机，涉及计算机技术领域；包括机箱，所述机箱内设置有主板、硬盘、显示屏、生物识别模块及重力感应模块，主板上设置有申威421处理器、CPLD控制芯片、内存、国产UEFI固件及显卡，显示屏嵌入于机箱的前面板中，显示屏与显卡连接用于显示用户界面，生物识别模块用于进行生物识别以确定是否登陆操作系统，包括图像采集器和指纹识别模块，图像采集器用于拍摄使用者的图像进行人脸识别，指纹识别模块用于采集指纹进行指纹比对识别，重力感应模块用于感应机箱旋转并发出屏幕旋转指令以调节显示屏的显示方向。该专利和本发明都涉及申威处理器一体式计算机；但是本发明提出的一体式计算机，选用最新的国产申威高性能处理器、国产内存、国产电子盘、国产高性能图形处理器集成一体化设计,整体设计更符合人体工学设计。从处理器芯片、内存、硬盘、显卡、网卡、固件、操作系统、数据库、中间件等关键核心器件、软件全部实现国产化，从根本上解决国外技术封锁、限售和禁运甚至可能存在的安全后门问题。
专利文献CN210954874U(申请号：202020046567.3)公开了一种基于申威SW421处理器的国产计算机主板，属于计算机应用技术领域。该主板采用申威SW421处理器作为核心计算单元，采用CPU+PCI-E桥的模式进行PCI-E资源扩展；通过SATA控制器芯片实现SATA接口功能，通过USB控制器芯片实现USB3.0接口功能，通过音频芯片实现音频功能，通过网络控制器实现网络接口功能。其中，所述SATA接口至少4路，所述USB3.0接口至少6个，所述网络接口是千兆自适应以太网接口。该专利和本发明都涉及申威处理器；而本发明提出的申威处理器是采用申威新一代Core3B核心，采用的处理器核心数更多达到8核，主频更高达到2.5GHz，提升了整个计算机的CPU浮点和整形运算能力，有效解决用户实际使用卡顿等直观体验。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于申威831处理器的一体式计算机。
根据本发明提供的一种基于申威831处理器的一体式计算机，包括：主板模块、内存模块、显示模块、存储模块以及一体机壳体；
所述主板模块上设置申威831处理器、主板、SATA控制器以及PCIe switch桥片；
所述内存模块上设置DDR4内存；
所述显示模块上设置显卡；
所述存储模块上设置固态盘或机械盘；
所述内存模块、显示模块、存储模块均安装在所述主板模块上；所述主板模块安装在所述一体机壳体上；
显示屏嵌入于一体机壳体的前面板中，显示屏与显卡连接，用于显示用户界面。
优选地，还包括散热模组、摄像头、喇叭、光驱和外置电源。
优选地，所述主板模块通过DDR4 SO-DIMM内存插座安装内存模块，通过标准MXM3.0显卡插座安装显示模块，通过SATA3.0插座安装存储模块；所述主板模块通过内嵌方式放置于设备壳体，并通过螺钉固定于壳体之上，通过LVDS显示排线连接一体机壳体内的显示屏。
优选地，主板配置电源和特殊信号接口、时钟接口、存储器接口、PCIe接口、维护与测试接口以及低速接口。
优选地，软件系统包括昆仑固件和统信操作系统；
所述昆仑固件包括昆仑固件基础代码、CPU代码以及设备代码；
所述统信操作系统包括加载器、硬件抽象层、内核、根文件系统、资源管理系统以及数据库。
优选地，所述昆仑固件能够在操作系统上电后实现BIOS开机自检，对硬件设备初始化和引导操作系统的功能。
优选地，所述统信操作系统提供通用操作系统基本功能，所述通用操作系统基本功能包括：CPU适配、网络及显示芯片适配、固件适配、外设驱动以及应用程序开发接口功能。
优选地，所述存储模块采用SATA3.0接口，安装机械盘或固态盘，满足用户不同需求。
优选地，壳体外部支架将一体机机箱稳固的支撑在水平桌面上，支持-3度前倾+20度后仰的旋转范围调整。
优选地，所述散热模组按照强制风冷进行设计，根据元器件及整机总体功耗选择相应风冷散热组件，以达到整机最高性能及最佳散热效果。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、使用国产最新申威831处理器和国产统信操作系统，申威831处理器为SW64指令集架构，采用申威最新Core3B核心，较之前的申威421处理器系列终端产品，在处理器浮点运算、整形运算、内存带宽、图形处理性能等方面均有较大程度的提升，浮点运算、整形运算实测数据提升1倍以上，内存带宽提升1倍，图形处理性能提升5倍以上，通过更高的制造工艺实现了在处理器功耗不增加的情况下整体性能提升1倍的技术效果，可以满足用户对国产化程度更高、图形性能更高的使用要求，从根本上解决国外技术封锁、限售和禁运甚至可能存在的安全后门问题；
2、将最新的国产申威高性能处理器、国产内存、国产电子盘、国产高性能图形处理器集成一体化设计，节省了成本与空间，较之前申威终端平台的一体式计算机更具性价比，提升了用户的整体使用体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一体式计算机体系结构图。
图2为一体式计算机主板逻辑框图。
图3为一体式计算机剖面图。
1-主板模块；2-MXM显卡模块；3-光驱；4-电子盘；5-扬声器；6-内存安装位置；7-散热器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
现有市场上主要为基于申威421处理器的台式机、一体机，其性能均较弱，因此需要进一步提升计算机的整体性能以提升用户的直观使用体验。针对上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于申威831处理器的一体式计算机，将国产处理器、国产内存、国产显卡、国产电子盘统一集成在一体式计算机内，实现了一体式计算机硬件核心部件全国产化架构设计，可以完全替代基于Intel x86处理器和通用非国产零部件设计的计算机设备，实现了基于申威SW-WY831八核处理器设计全国产化一体式计算机，适配国产昆仑固件、国产统信操作系统，可兼容WPS等通用国产办公软件及数据库，可满足日常办公、学习、图形运算等常规需求，基于此国产化软硬件平台，重点突破国产高性能图形加速优化技术，高分辨率和多屏显示等基础技术，从处理器芯片、内存、硬盘、显卡、网卡、固件、操作系统、数据库、中间件等关键核心器件、软件全部实现国产化，从根本上解决国外技术封锁、限售和禁运甚至可能存在的安全后门问题。同时，提高了国产化计算机的整体运算能力，提升用户的整体使用体验。
具体地，根据本发明提供的一种基于申威831处理器的一体式计算机，包括：
申威831处理器、主板、DDR4内存、显卡、固态盘、光驱、显示屏、SATA控制器、PCIeswitch桥片等。软件系统核心部件包括：昆仑固件和统信操作系统。昆仑固件包括昆仑固件基础代码、CPU代码、设备代码等模块，系统上电后实现BIOS开机自检，对硬件设备初始化和引导操作系统的功能；统信操作系统包括加载器、硬件抽象层、内核、根文件系统、资源管理系统、数据库等部分组成，提供通用操作系统基本功能如CPU适配、网络及显示芯片适配、固件适配、外设驱动、应用程序开发接口等功能。
基于申威831处理器的一体式计算机，如图1、图3所示，主要有主板模块、内存模块、显示模块、存储模块、一体机壳体组件(液晶屏、散热模组、摄像头、喇叭、光驱和外置电源等)组成。主板模块设计时通过DDR4 SO-DIMM内存插座安装内存模块，通过标准MXM3.0显卡插座安装显示模块，通过SATA3.0插座安装存储模块，主板模块通过内嵌方式放置于设备壳体，并通过螺钉固定于壳体之上，通过LVDS显示排线连接一体机壳体内的液晶屏。
系统设计遵循全国产化的基本原则，主板模块设计如图2逻辑框图所示。
处理器采用SW-WY831国产处理器，该CPU为SW64指令集架构，采用最新申威Core3B核心、16MB的三级共享缓存，内存支持DDR4 3200MHz，主频达到2.0GHz以上，集成16Lane的PCIe 4.0链路，支持2路x8和1路x16灵活配置，FCLBGA封装。全芯片集成8个计算核心，最高工作频率2.5GHz，每个物理核心支持1个线程；集成1个主动安全管理核心ASP_CORE，最高工作频率750MHz；全芯片集成16MB的三级Cache，采用CC_NUMA方式共享片内三级Cache，采用SMP方式访问主存，支持核心与各类IO接口对存储空间访问的Cache一致性；三级Cache分为4个分体(每个分体4MB)，每个分体与两个核心组成一个核组，4个核组和IO接口利用环网进行片上互连；主动安全管理核心ASP_CORE与片内IO路由部件IRU和SPBU(Security Pre-Boot Unit)相连，支持ASP_CORE向片内计算子系统发出连续的访存请求、IO请求。
电源和特殊信号接口：为处理器提供内核电源和I/O电源，为处理器提供模拟电源等特殊信号；
处理器时钟接口：为处理器提供时钟源，通过配置产生处理器内部各种工作时钟；
处理器存储器接口：全芯片集成2个DDR4存储器通道，每个通道数据宽度为72bit(含8位ECC)，支持UDIMM、RDIMM和LRDIMM，单通道带宽可达25.6GB/s(DDR4-3200)；
处理器PCIe接口：全芯片集成16Lane的PCIe 4.0链路，支持2路x8和1路x16灵活配置；
处理器维护与测试接口：集成兼容IEEE1149.1标准的JTAG测试接口，支持通过JTAG接口进行芯片的上电初始引导、内部状态扫描、维护和调试等功能，支持通过JTAG接口实现芯片内部的一些测试功能；
处理器低速接口：3套I2C接口、1套SPI接口、1套Uart、1套GPIO和1套LPC接口。
内存模块采用国产紫光商用DDR4 SODIMM内存条，DDR4-3200。
显示模块选用国产MXM独立显卡，支持4路HDMI和1路VGA显示接口，分辨率不低于1920×1080@60Hz；标准MXM V3.1接口显卡，采用自主可控高性能图形处理器，系统采用单片GPU图形显示芯片JM7201，输出1路HDMI接口，1路LVDS链路视频输出，1路模拟VGA接口。
存储模块采用高速SATA3.0接口，可安装机械盘或固态盘，可满足用户不同需求，本设计选用国产512G固态盘，固态盘选用先进的NAND FLASH作为存储介质，数据传输速度快，响应时间低，同时可靠性高，功耗极低，在振动和冲击方面有着非常好的抗性，并且在恶劣的环境下也有着很强的适应性。
一体机壳体组件采用市场上现有成熟的23.8英寸液晶显示屏和配套机壳(集成光驱模块)，显示屏的显示颜色、最大分辨率、对比度、亮度、可视角度、响应时间符合商用一体机设计，壳体外部支架将一体机机箱稳固的支撑在水平桌面上，支持-3度前倾+20度后仰的旋转范围调整。散热方面，按强制风冷进行设计，根据元器件及整机总体功耗选择最合适的风冷散热组件，以达到整机最高性能及最佳散热效果。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，包括：主板模块、内存模块、显示模块、存储模块以及一体机壳体；
所述主板模块上设置申威831处理器、主板、SATA控制器以及PCIe switch桥片；
所述内存模块上设置DDR4内存；
所述显示模块上设置显卡；
所述存储模块上设置固态盘或机械盘；
所述内存模块、显示模块、存储模块均安装在所述主板模块上；所述主板模块安装在所述一体机壳体上；
显示屏嵌入于一体机壳体的前面板中，显示屏与显卡连接，用于显示用户界面；
外置电源与所述主板模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，还包括散热模组、摄像头、喇叭以及光驱。
3.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，所述主板模块通过DDR4 SO-DIMM内存插座安装内存模块，通过标准MXM3.0显卡插座安装显示模块，通过SATA3.0插座安装存储模块；所述主板模块通过内嵌方式放置于设备壳体，并通过螺钉固定于壳体之上，通过LVDS显示排线连接一体机壳体内的显示屏。
4.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，主板配置电源和特殊信号接口、时钟接口、存储器接口、PCIe接口、维护与测试接口以及低速接口。
5.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，软件系统包括昆仑固件和统信操作系统；
所述昆仑固件包括昆仑固件基础代码、CPU代码以及设备代码；
所述统信操作系统包括加载器、硬件抽象层、内核、根文件系统、资源管理系统以及数据库。
6.根据权利要求4所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，所述昆仑固件能够在操作系统上电后实现BIOS开机自检，对硬件设备初始化和引导操作系统的功能。
7.根据权利要求4所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，所述统信操作系统提供通用操作系统基本功能，所述通用操作系统基本功能包括：CPU适配、网络及显示芯片适配、固件适配、外设驱动以及应用程序开发接口功能。
8.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，所述存储模块采用SATA3.0接口，安装机械盘或固态盘，满足用户不同需求。
9.根据权利要求1所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，壳体外部支架将一体机机箱稳固的支撑在水平桌面上，支持-3度前倾+20度后仰的旋转范围调整。
10.根据权利要求2所述的基于申威831处理器的一体式计算机，其特征在于，所述散热模组按照强制风冷进行设计，根据元器件及整机总体功耗选择相应风冷散热组件，以达到整机最高性能及最佳散热效果。
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