CN202003273U - 模块化计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化计算机，旨在提供一种基于总线的模块化计算机。它包括主板和模块卡，主板包括总线控制器和插槽，总线控制器与插槽连接，模块卡通过插槽与主板连接。总线控制器控制各模块的优先级问题。各模块通过总线交换数据。每种模块卡可以实现不同的功能，用户可以根据自己的需求选择不同过的模块。本实用新型适用于所有计算机领域。

Description

模块化计算机

技术领域

本实用新型涉及一种计算机结构，尤其是涉及一种基于总线的模块化计算机。

背景技术

目前，传统的计算机是由一个高性能的中央处理器(CPU)以及在其上运行的操作系统和应用软件组成。硬件和软件互相配合，形成完整计算机系统。计算机硬件的核心是计算机的CPU，CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，主要由运算器和控制器组成。软件主要包括系统软件和应用软件，操作系统(Operating System，简称OS)是现代计算机必不可少的系统软件，操作系统是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。应用软件在操作系统基础上针对用户的需要进行操作，以实现用户使用计算机的最终目的。应用软件直接对操作系统进行操作，而操作系统直接面向硬件，实现应用软件对硬件电路的间接操作。

现在计算机技术不断向高速、多功能发展。这造成了计算机操作系统和计算机中央处理器的设计越来越复杂，改进难度越来越大；而且这两项技术主要垄断在国外几家大公司手中。这样造成了计算机软硬件技术的现状已经严重束缚了计算机的发展。

中华人民共和国国家知识产权局于2008年06月25日公开了公开号为101206505的专利文献，名称为计算机超级模块和超级模块化计算机，所述超级模块壳体内设置有硬件接口；壳体下表面前端设有多孔插座，该多孔插座内部借助线缆与所述硬件接口电连接；底盖上、多孔插座的两侧有两条导槽；壳体的上盖上，靠近左、右两侧设有两条与两条导槽相适配的导轨，上盖的前端设有与多孔插座相适配的多针插头，该多针插头与多孔插座于壳体内部实现互相电连接。此方案的各超级模块之间、超级模块与超级模块化计算机之间，能够自由配合并导向定位插接，使计算机的系统配置灵活方便、扩展性能强；升级更换操作简单，普通用户都能随意操作而不需太多的专业知识。此方案的不足之处在于还是没有脱离原有的计算机结构，受到的限制较大。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的计算机性能不能有效利用、开发受限、容易受病毒、木马攻击等的技术问题，提供一种可以自由选择足够性能的模块、无需专一的CPU和操作系统的模块化计算机。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种模块化计算机，包括主板和模块卡，主板包括总线控制器和插槽，总线控制器与插槽连接，模块卡通过插槽与主板连接。总线控制器控制各模块的优先级问题。各模块通过总线交换数据。每种模块卡可以实现不同的功能，用户可以根据自己的需求选择不同过的模块。

作为优选，模块卡包括依次连接的总线接口、数据缓冲区、嵌入式处理器，嵌入式处理器还连接有工作存储器，总线接口与插槽连接。

作为优选，模块卡还包括外部接口，外部接口与嵌入式处理器连接。

作为优选，主板还包括电源接口，电源接口与供电电源及插槽中的电源端子连接。

作为优选，总线的数据传输媒介为无源光纤。

作为优选，工作存储器包括只读存储器和可擦写存储器。

作为优选，模块卡包括显示模块卡、键盘模块卡、鼠标模块卡、办公软件模块卡、硬盘模块卡、游戏模块卡、网络模块卡。

由于各个软件功能模块是由专用的计算模块构成，对于进一步提高计算机性能和功能提供了便利。计算机开发者不再受制于微软和英特尔等公司，打破传统的集中式开发，这样就可以针对某一种功能开发出高性能的功能模块，而不必受通用计算机要求的束缚。

由于这种模块化计算机将软件附着在各个硬件模块上，所以对软件知识产权的保护起到了积极的作用。

由于这种模块化计算机无集中式的操作系统，避免了因集中式操作系统设计的复杂而带来的系统漏洞和缺陷，所以这种模块化的计算机模块式结构可以免受病毒和木马的攻击，起到很好地防御病毒的效果。

这种模块化计算机不但可以实现单一功能，当用户需求多个功能时，还可以采用多个功能模块并行的方式，只要插入多个应用软件模块，就能达到多个软件高效并行的效果，这种选择性多功能是通用计算机所不能比拟的。

由于这种模块化计算机采用模块式的结构，这样使得硬件的开发已经摆脱集中式中央处理器设计的束缚，那么所有的计算机开发爱好者都可以利用嵌入式的技术开发出计算机的功能模块，使计算机的研制不再集中在少数计算机工程技术人员手中，这必将大大推动计算机技术的发展。

由于计算机性能的要求，计算机的器件不断地更新换代，那么集中式计算机将会产生大量的电子垃圾，而模块化计算机可以针对用户的需求，仅仅改进或者替换某些模块器件，所以这种模块化的计算机可以避免大量电子垃圾的产生，合理利用自然资源，起到很好的节能效果。

本实用新型的有益效果是，这种模块式的新型计算机体系结构，不但可以产生很好地节能效果，而且所有的计算机工程技术人员都可以参与计算机模块功能的开发，这将促进计算机技术的飞速发展。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的模块卡的一种结构示意图；

图中：1、总线控制器，2、显示模块卡，3、显示器，4、鼠标模块卡，5、鼠标，6、键盘模块卡，7、键盘，8、办公软件模块卡，9、硬盘模块卡，10、游戏模块卡，11、网络模块卡，12、网线。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种模块化计算机，包括主板和模块卡，主板上设有总线控制器1和插槽，模块卡通过插槽与高速总线连接，总线的数据传输媒介为无源光纤。

如图1所示，模块卡包括显示模块卡2、键盘模块卡6、鼠标模块卡4、办公软件模块卡8、硬盘模块卡9、游戏模块卡10、网络模块卡11等，各模块卡都与高速总线连接，显示器3连接显示模块卡2，鼠标5连接鼠标模块卡4，键盘7连接键盘模块卡6，整个模块化计算机通过与网络模块卡11连接的网线12与网络通信，网络模块卡11中包含无线网络模块，可以连接无线网络。用户可以自由选择需要的模块，即能充分利用模块的性能，也不会造成浪费，尤其对与一些特殊场合的专用计算机更可以具有针对性。

模块卡的内部结构如图2所示，其中总线接口13是连接模块卡和高速总线的桥梁，其功能是完成模块卡信号和高速总线信号之间的协调和转换；数据缓冲区14主要来缓冲数据，既可以将数据处理逻辑单元发送的数据先送入数据缓冲区14中，等高速总线使用权到达时，可迅速将数据发送到高速总线上进行处理，也可以把从高速总线送来的数据，先快速存入数据缓冲区14中，等待数据处理逻辑单元进行处理；数据处理逻辑单元分为嵌入式处理器15和工作存储器17两部分，嵌入式处理器15可以根据用户需求选择性能不同的处理器，工作存储器17包括只读存储器和可擦写存储器，只读存储器用来存储软件数据，可以防止随意拷贝侵犯版权，并且免除被病毒感染的风险，可擦写存储器用来存储工作数据；外部接口16的功能是提供与外界的沟通通道，对于办公软件模块卡8、游戏模块卡9等没有无需与其他部件连接的模块卡，可以省去外部接口16。

主板上设有电源接口，电源接口与供电电源及插槽中的电源端子连接。用户可以自由选择不同功率的供电电源来匹配计算机。

本实施例的模块化计算机工作过程如下：

首先，供电电源对高速总线和插槽供电，整个系统处工作状态，总线控制器1处于等待状态，当用户根据自己的需求插入某些模块卡时，这些软件模块同时向高速总线发出请求，根据优先级先后，此时只有一块模块卡拥有高速总线使用权，它会迅速和高速总线进行读写数据和程序，执行此软件模块的功能，而没有高速总线使用权的模块会暂时处于等待状态，等待总线控制器1对它发送接受请求信号。当用户使用完计算机，想要关闭计算机，只需对高速总线和插槽断电即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了总线、模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.一种模块化计算机，包括主板和模块卡，其特征在于，所述主板包括总线控制器和若干个插槽，所述总线控制器与所述插槽连接，所述模块卡通过插槽与主板连接。

2.根据权利要求1所述的模块化计算机，其特征在于，所述模块卡包括依次连接的总线接口、数据缓冲区、嵌入式处理器，所述嵌入式处理器还连接有工作存储器，所述总线接口与插槽连接。

3.根据权利要求1或2所述的模块化计算机，其特征在于，所述模块卡还包括外部接口，所述外部接口与嵌入式处理器连接。

4.根据权利要求1或2所述的模块化计算机，其特征在于，所述主板还包括电源接口，所述电源接口与供电电源及插槽中的电源端子连接。

5.根据权利要求3所述的模块化计算机，其特征在于，所述总线的数据传输媒介为无源光纤。

6.根据权利要求1所述的模块化计算机，其特征在于，所述工作存储器包括只读存储器和可擦写存储器。

7.根据权利要求1所述的模块化计算机，其特征在于，所述模块卡包括显示模块卡、键盘模块卡、鼠标模块卡、办公软件模块卡、硬盘模块卡、游戏模块卡、网络模块卡。

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