CN205193686U - 计算设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计算设备，其包括：背板，所述背板包括具有介质有关接口的网络连接线；处理卡，所述处理卡包括处理单元和第一网络接口，所述处理单元经由所述第一网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，所述处理单元包括数字信号处理器；以及交换卡，所述交换卡包括第二网络接口，所述交换卡经由所述第二网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，以使所述交换卡与所述处理卡进行网络互连。本实用新型提供的计算设备由于使用数字信号处理器代替CPU来进行图像处理，因此大大降低了该计算设备的成本，并且提高了计算设备的处理能力、降低了计算设备的功耗。

Description

计算设备

技术领域

本实用新型涉及数字信号处理技术领域，具体涉及一种计算设备。

背景技术

数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术，也就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术。现有技术的数字信号处理系统通常使用多个CPU，因此开发难度大，需要专业的技术知识以及芯片厂商的大力支持才能完成，而且这种数字信号处理系统中多个CPU串行运行，还具有处理速度慢、成本高、系统能耗高等缺点。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提出了一种计算设备，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

根据本实用新型一个方面，提供了一种计算设备，包括：背板，所述背板包括具有介质有关接口的网络连接线；处理卡，所述处理卡包括处理单元和第一网络接口，所述处理单元经由所述第一网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，所述处理单元包括数字信号处理器；以及交换卡，所述交换卡包括第二网络接口，所述交换卡经由所述第二网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，以使所述交换卡与所述处理卡进行网络互连。

可选地，所述处理卡是多个，以用于执行分布式计算。

可选地，每个所述处理卡包括多个所述处理单元，以用于执行分布式计算。

可选地，所述处理单元还包括连接至所述数字信号处理器的内存和闪存。

可选地，所述处理单元还包括第一物理接口收发器，所述数字信号处理器经由所述第一物理接口收发器连接到所述第一网络接口。

可选地，所述交换卡包括交换芯片和第二物理接口收发器，所述交换芯片经由所述第二物理接口收发器连接到所述第二网络接口。

可选地，所述处理卡还包括电源交换电路，所述电源交换电路连接至所述第一网络接口。

可选地，所述处理卡还包括电源接口以及连接至所述电源接口的电源交换电路。

可选地，所述处理卡还包括连接至所述处理单元的指示灯和/或串口。

可选地，所述网络连接线为用于千兆以太网的缆线或用于万兆以太网的缆线。

本实用新型提供的计算设备由于使用数字信号处理器代替CPU来进行图像处理，因此大大降低了该计算设备的成本，并且提高了计算设备的处理能力、降低了计算设备的功耗。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的计算设备的示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的背板信号连接的示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的处理卡的物理结构示意图；以及

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的交换卡的物理结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种计算设备。图1示出了根据本实用新型的一个实施例的计算设备100。该计算设备100包括背板110、处理卡120和交换卡130。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的背板110的信号连接。

处理卡120和交换卡130均设置在背板110上。背板110上设置有具有介质有关接口(MediaDependentInterface，MDI)的网络连接线200。网络连接线200通过MDI接口连接在处理卡120和交换卡130之间，用于进行两者之间的网络互连。背板110上可以设置有插槽。插槽例如包括第一插槽到第七插槽210、220、230、240、250、260、270。MDI接口可以设置在插槽中。处理卡120可插入在第一插槽到第七插槽210到270内，并与MDI接口电连接。图2中示出的用于连接处理卡的插槽的数量仅为示例性的，背板110上的插槽数量可以根据需要来设计。背板110上的网络互连可以通过以太网(Ethernet)来实现。网络连接线200可以为用于以太网的电缆。以太网在互联设备之间可以以10/100/1000Mbps的速率传送信息包。网络连接线200可以为用于千兆以太网(GigabitEthernet，GE)的缆线或用于万兆以太网(10GigabitEthernet，10GE)的缆线。在优选实施例中，可以使用用于千兆以太网GE的电缆作为网络连接线200。

处理卡120可以包括处理单元310和第一网络接口320，参见图3。处理单元310可以经由第一网络接口320连接至背板110的网络连接线200的MDI接口。第一网络接口320作为处理卡120的对外接口，可以采用基于网络协议的接插件。例如，可以采用对应于CPCI(CompactPeripheralComponentInterconnect，紧凑型外设部件互连标准)连接器中的J3插座的设计。管脚设计上可以参考PICMG2.16的规定。除了标准规定的网络总线以外，增加了私有的插槽地址线和/或12V电源等。J3插座为由IEC60917和IEC61076-101定义的屏蔽式2mm间距5行的CPCI连接器中的J3插座。在一个优选实施例中，处理单元310可以包括数字信号处理器311以及连接至数字信号处理器311的内存312和闪存313。具体地，数字信号处理器311可以采用德州仪器(TI)公司的TMS320DM816x系列芯片，例如DM8168芯片。该DM8168芯片采用ARM(AdvancedRISCMachine)+DSP(数字信号处理器)+HDVICP2(High-DefinitionVideoandImagingCoprocessors)架构。其中，ARM是Acorn计算机有限公司设计32/64位嵌入式RISC(精简指令集计算)处理器，具有低功耗、低成本和高性能的优点；HDVICP2是TI公司最新一代的高清视频图像处理引擎。DM8168芯片可以通过GPIO管脚读取插槽号和设备号。闪存313用来存放UBOOT、Linux内核、应用程序、系统配置文件等。通过拨码开关可以控制DM8168的启动方式(仿真器JTAG启动、FLASH启动、串口启动、网口启动等)。内存312可以包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和双倍速率(DDR)同步动态随机存储器(SDRAM)。EEPROM用来存放MAC地址等配置信息。DDR用来运行linux操作系统和应用程序。

在一个具体实施例中，处理单元310可以包括一个DM8168芯片、4片2Gb的DDR3SDRAM、1片2Gb的闪存和1片EEPROM。另外，处理单元310可以包括第一物理接口收发器314。第一物理接口收发器314可以采用PHY(PhysicalLayer)芯片，例如88E1111网络PHY芯片。数字信号处理器311通过第一物理接口收发器314连接至第一网络接口320。

优选地，处理卡120可以包括多个处理单元310。多个处理单元310可并行处理，以用于执行分布式计算。在图示实施例中，处理卡120包括两个处理单元130。在未示出的其他实施例中，处理卡120可以包括更多个处理单元130。多个处理单元130相互独立，分别通过各自的第一物理接口收发器314和交换卡130相连接。处理卡120可以采用6UCPCI机械结构、233mm*160mm规格，其中1U＝4.445cm。但不使用PCI总线，而使用以太网进行内部通讯。采用以太网进行计算设备的内部通讯可以具有较高的通信速率、并且资源共享能力较强。

优选地，处理卡120是多个。多个处理卡120可并行处理，以用于执行分布式计算。本实用新型采用分布式计算方法，可以使用成千上万个节点快速完成数字信号处理，例如视频压缩。多个处理卡120可以具有不同的核和/或不同的频率。

此外，处理卡120还可以包括电源转换电路330。电源转换电路330可以连接到第一网络接口320。当然，在未示出的其他实施例中，处理卡120也可以具有单独的电源接口。在此情况下，电源转换电路330与该电源接口连接。此外，处理卡120还可以包括各种指示灯，例如包括指示电源状态的电源指示灯以及/或者指示处理卡运行状态的运行指示灯341和342。进一步，处理卡120还可以包括串口351和352等。串口351和352可以主要用于调试和查看系统运行情况。串口351和352可以采用串口转换芯片max3232。需要说明的是，指示灯和串口的数量和类型可以根据需要来设置。

交换卡130可以包括第二网络接口421a和421b。第二网络接口421a和421b为基于网络协议的接插件。作为示例，第二网络接口421a可以采用对应于CPCI连接器中的J3插座的设计。第二网络接口421b可以采用对应于CPCI连接器中的J5插座的设计。管脚设计上可以参考PICMG2.16的规定。交换卡130可以包括交换芯片411以及第二物理接口收发器412a和412b。交换芯片441经由第二物理接口收发器412a和412b分别连接到第二网络接口421a和421b。其中，第二物理接口收发器412a和412b可以为8口网络PHY芯片。交换卡130经由第二网络接口421a和421b连接至网络连接线200的MDI接口，以使交换卡120与处理卡130进行网络互连。交换卡130可以采用Marvell公司的98DX216/98DX224交换芯片，支持16/24路千兆以太网接口，对内支持14路千兆以太网，对外支持4路千兆以太网，1路光接口，采用无管理的工作模式。98DX216和98DX224属于同一个系列，管脚兼容，可方便进行网口扩展。

上述计算设备由于使用数字信号处理器代替CPU来进行图像处理，因此大大降低了该计算设备的成本，并且提高了计算设备的处理能力、降低了计算设备的功耗。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的设备解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种计算设备，其特征在于，包括：

背板，所述背板包括具有介质有关接口的网络连接线；

处理卡，所述处理卡包括处理单元和第一网络接口，所述处理单元经由所述第一网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，所述处理单元包括数字信号处理器；以及

交换卡，所述交换卡包括第二网络接口，所述交换卡经由所述第二网络接口连接至所述网络连接线的所述介质有关接口，以使所述交换卡与所述处理卡进行网络互连。

2.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理卡是多个，以用于执行分布式计算。

3.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，每个所述处理卡包括多个所述处理单元，以用于执行分布式计算。

4.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理单元还包括连接至所述数字信号处理器的内存和闪存。

5.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理单元还包括第一物理接口收发器，所述数字信号处理器经由所述第一物理接口收发器连接到所述第一网络接口。

6.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述交换卡包括交换芯片和第二物理接口收发器，所述交换芯片经由所述第二物理接口收发器连接到所述第二网络接口。

7.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理卡还包括电源交换电路，所述电源交换电路连接至所述第一网络接口。

8.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理卡还包括电源接口以及连接至所述电源接口的电源交换电路。

9.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述处理卡还包括连接至所述处理单元的指示灯和/或串口。

10.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述网络连接线为用于千兆以太网的缆线或用于万兆以太网的缆线。