CN204945694U - 一种基于龙芯gsc3280片上系统的核心板 - Google Patents

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段作杰
白树云
林上升
秦振山
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Abstract

本实用新型提供一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板。它涉及工业自动化控制领域、物联网领域及各类数据采集处理系统中的应用。核心板包括PCB板、GSC3280芯片、DDR2内存储器、NAND？Flash存储器。核心板有120引脚，采用TQFP封装，核心板整体结构简洁、功能丰富、组装简单、应用方便。其外形尺寸较小，仅为45mm×45mm×2.7mm，其设计充分考虑到各类工业控制领域、物联网领域数据采集处理过程中具体的应用环境与要求，使应用者提高了开发效率，降低了开发成本和难度，增加了系统的稳定性、可维护性和系统的安全性。

Description

一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板
技术领域
本实用新型涉及集成电路应用技术领域，尤其涉及应用于工业自动化控制领域、物联网领域及各类数据采集处理系统中的应用领域，具体涉及一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板。
背景技术
随着自动化控制、物联网应用及各类数据采集处理系统中的应用不断扩展，基于片上系统(SoCSystemonChip)的核心板的应用也在逐步扩展中，给各类工控和数据采集处理系统新产品开发带来了功能更多的工具。
片上系统的核心板一般是在PCB电路板本体上设有主控制器模块、存储器模块以及与主控制器模块所对应连接的其它辅助模块，如电源模块、复位振荡模块、USB接口电路等，以此构成一个最小的开发系统。
但是在现有技术的核心板，其核心部件大多采用单片机作为主控制模块，由此造成以下四方面的问题：一是由于其工作主频低，处理速度难以适应较高的数据流量；二是无法使用流行的操作系统，以致造成在原核心板系统上开发的成果还要在新的系统上进行升级，使开发效率降低，产品开发周期长，增加了开发成本；三是接口形式和数量受到一定的限制，若需增加接口形式，还需增加辅助电路或芯片；四是核心板的外形较大，难以适应狭窄的各类控制设备的空间。因此，设计一种基于国产龙芯GSC3280芯片的工业控制核心板是很有必要的。
实用新型内容
针对现有产品在存在的技术缺陷，本实用新型的目的在于基于国产龙芯处理器技术架构，提供一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，是一款面向工业自动化控制领域的高性价比嵌入式主板，用于工业控制领域、物联网领域及各类数据采集处理系统的开发，以提高开发效率，降低开发难度和成本，增加系统的稳定性和可维护性。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，包括：一PCB板；所述PCB板上布置有一GSC3280芯片、一DDR2内存储器及一NANDFlash存储器。
进一步地，所述GSC3280芯片包括一主控处理器，所述主控处理器为一32位龙芯处理器。主频最高达300MHz。
进一步地，还包括位于所述PCB板的四个边的120个引脚，每一边布置30个所述引脚。
进一步地，所述引脚为邮票孔形式，可以获得更好的成本优势和电气性能，邮票孔间距为1.3mm。
进一步地，所述引脚采用TQFP(thinquadflatpackage薄四方扁平封装)封装方式设置于所述PCB板的四个边。与传统的SOP(SmallOut-LinePackage小外形封装)封装形式相比，更有效地利用了封装成本。
进一步地，所述PCB板的外形尺寸(长、宽、高)为45mm×45mm×2.7mm。适合内嵌于各种数据处理设备。
进一步地，所述GSC3280芯片、所述DDR2内存储器及所述NANDFlash存储器布置于所述PCB板的一面，还包括设置于该面的一屏蔽罩。以期达到完美的EMC(ElectroMagneticCompatibility)电磁兼容性能。
进一步地，所述PCB板采用6层沉金板成型。
进一步地，所述引脚包括：100M以太网接口；8个标准异步串口；CAN总线接口；USBOTG接口(USB2.0)；标准SPI接口；4路ADC输入；1路电池检测输入；8位外部存储器总线接口；I2S总线接口；1路ISO7816接口；LCD数字屏接口；SD/SDIO接口；支持四线电阻触摸屏；多个可配置的GPIO。
如上所述，通过采取上述的技术方案：本实用新型的核心板在其设计过程中，已经充分考虑到各类工业控制领域、物联网领域数据采集处理过程中具体的应用环境与要求，因此，没有像采用其他单片机的核心板那样，若需扩展接口形式，还需要在核心板的电路外再增加辅助芯片；另外，由于采用国产龙芯处理器作为核心处理部件，减少了采用国外核心处理硬件的后门隐患，增强了应用系统的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的结构示意图。
图2为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的引脚线路示意图。
图3为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的GNA引脚定义图。
图4为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的GNB引脚定义图。
图5为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的GNC引脚定义图。
图6为本实用新型的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板的GND引脚定义图。
附图标记说明：1-PCB板；11-DDR2内存储器；12-GSC3280芯片；13-NANDFlash存储器；14-GNA引脚；15-GNB引脚；16-GNC引脚；17-GND引脚。
具体实施方式
基于龙芯GSC3280片上系统的核心板采用GSC3280芯片，下面结合附图对本实用新型具体实施进一步描述。
本实用新型具体实施方式采用以下技术方案：一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，核心板结构框图如图1所示，包括：PCB板1、GSC3280芯片12、DDR2内存储器11、NANDFlash存储器13。核心板整体结构简洁、功能丰富、组装简单、应用方便。
核心板的PCB板1，采用6层沉金板设计，适用于运行环境恶劣、无人值守、连续24小时工作、对成本敏感的各种应用领域。
核心板120个引脚分布于PCB板1四周，采用30(引脚)×4(边)的形式，PCB板1对外引脚采用邮票孔形式，方便安装和拆卸，并可以获得更好的成本优势和电气性能，邮票孔间距1.3mm。
核心板各部位尺寸具体为：外形尺寸(长、宽、高)为45mm×45mm×2.7mm。较小的核心板外形尺寸对各种数据处理设备具有较强的空间适应性。核心板引脚线长度为3.5mm；引脚线宽度为0.9mm；各引脚线中心间隔为1.3mm。
优选的，根据实际应用需要，为进一步改善核心板的电磁兼容性能，在核心板PCB底板的四周，每边各有三处连接点，用于增加核心板的屏蔽罩。
核心板主控制芯片采用龙芯GSC3280片上系统芯片，GSC3280芯片是一款主要面向工业终端类应用的SOC芯片，采用0.13um标准CMOS制造工艺，主频300MHz。芯片以32位龙芯处理器作为主控处理器，并在片内集成了丰富的功能模块与外围设备，丰富的片内集成设备提高了整体性能，降低了系统成本，并可以满足更多的应用需求。芯片的一个显著特征是采用了32位龙芯处理器作为主控处理器。32位龙芯处理器是一款7级流水乱序执行RISC处理器，具有独立的16KB指令cache与16KB数据cache，支持MMU，可以运行Linux、WinCE、VxWorks等主流操作系统。GSC3280芯片内部总线架构采用了主流的AXI、AHB、APB总线，并针对片内设备的特点与应用需求进行了一系列设计结构优化，提高了系统性能与数据吞吐率。同时，GSC3280芯片采用了一系列的低功耗优化措施，包括休眠模式、关闭无用时钟、低频运行等，软硬件的配合可以显著降低整个芯片的功耗。32位龙芯处理器作在片内集成了功能模块与外围设备控制模块，包括10/100Mbps以太网MAC控制器、USB2.0OTG控制器、DDR2控制器、NANDFlash控制器、I2C、UART、SPI。
核心板的DDR2内存储器11为128MByte。
核心板所采用的NANDFlash存储器13，其基本配置为128MByte。
优选的，根据实际应用需要，NANDFlash存储器13也可扩展到256MByte，直至1GByte。
核心板采用3.3V电源直接供电方式，免除了在引入5V电源后再增加电压转换装置的成本负担。
基于龙芯GSC3280片上系统的核心板引脚线路示意如图2所示，从图中可以看出，其中左下角为引脚的起始位置。
基于龙芯GSC3280片上系统的核心板引脚定义如图3至图6所示。根据图中描述的引脚定义可知，核心板可支持的功能包括：100M以太网接口，支持Linux操作系统的Socket操作；8个标准异步串口，可支持RS232、RS485；CAN总线接口；USBOTG接口(USB2.0)，可支持Host和Device模式；标准SPI接口；4路ADC输入，分辨率12-bit；1路电池检测输入，也可作为8-bit分辨率的ADC输入使用；8位外部存储器总线接口；I2S总线接口；1路ISO7816接口，可支持标准PSAM、SIM卡；LCD数字屏接口，最高支持1440*900分辨率；SD/SDIO接口，直接支持SD卡或者SDIO设备，(比如WIFI模块)；支持四线电阻触摸屏；多个可配置的GPIO。

Claims (8)

1.一种基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，包括：一PCB板，所述PCB板上布置有一GSC3280芯片、一DDR2内存储器及一NANDFlash存储器；还包括位于所述PCB板的四个边的引脚，所述引脚采用邮票孔形式，邮票孔间距1.3mm。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于：所述GSC3280芯片包括一主控处理器，所述主控处理器为一32位龙芯处理器。
3.根据权利要求1所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述PCB板采用6层沉金板成型。
4.根据权利要求1所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述引脚数量为120个，所述PCB板的四个边每一边布置30个所述引脚。
5.根据权利要求4所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述引脚采用TQFP封装方式设置于所述PCB板的四个边。
6.根据权利要求1所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述GSC3280芯片、所述DDR2内存储器及所述NANDFlash存储器布置于所述PCB板的一面，还包括设置于该面的一屏蔽罩。
7.根据权利要求1所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述PCB板的外形尺寸为45mm×45mm×2.7mm。
8.根据权利要求4所述的基于龙芯GSC3280片上系统的核心板，其特征在于，所述引脚包括：100M以太网接口；8个标准异步串口；CAN总线接口；USBOTG接口；标准SPI接口；4路ADC输入；1路电池检测输入；8位外部存储器总线接口；I2S总线接口；1路ISO7816接口；LCD数字屏接口；SD/SDIO接口；四线电阻触摸屏接口；多个可配置的GPIO。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110661959A (zh) * 2019-10-30 2020-01-07 深圳市猫头鹰微视科技有限公司 一种邮票孔焊盘表面贴装型图像视觉处理模组
CN111142615A (zh) * 2019-12-02 2020-05-12 北京特种机械研究所 一种基于龙芯3a的抗电磁国产加固计算机

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