CN206075195U

CN206075195U - 基于申威411处理器和申威套片的cpci工控机主板

Info

Publication number: CN206075195U
Application number: CN201620736855.5U
Authority: CN
Inventors: 程石林; 周毅; 朱维; 郭枫; 陆暤冉; 邹羽晞
Original assignee: Wuxi City Is With Core Heng Tong Science And Technology Ltd
Current assignee: Wuxi City Is With Core Heng Tong Science And Technology Ltd
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2026-07-13

Abstract

本实用新型公开一种基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，包括64bit PCI‑E to PCI桥模块、申威411处理器、套片控制器模块、CPCI连接器模块；所述64bit PCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，PI7C9X130D芯片接出64bit的六路PCI接口；所述套片控制器模块接出一路USB转IDE控制器模块、一路RS232驱动收发控制器模块、一路音频编解码模块、五路USB信号，五路USB信号中一路输出给USB转串口控制器模块、一路输出给USB转USB HUB控制器、三路输出给CPCI连接器模块。本实用新型安全性高，接口资源丰富，兼容性强。

Description

基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板

技术领域

本实用新型涉及一种工控机主板，尤其涉及一种基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板。

背景技术

近几十年中，由于计算机的快速发展，人类的生活方式被极大地改变。在工业控制及生产过程中，计算机也得到了广泛的应用，这就是工业计算机。所谓工业计算机，简单的来说，就是把计算机应用在工业控制及生产过程中，也正是由于应用在了工业控制及生产过程中，工业计算机被赋予了和普通的计算机不同的特点。随着我国信息化发展逐步深入，信息安全问题日益严重。尤其是“棱镜门”事件的爆发，更是为我国的信息安全保护问题敲响了警钟。因此，加强我国自身的信息安全建设刻不容缓。为了推动我国的信息安全建设，对信息安全产品的国产化需求越来越迫切。在信息安全产品中最重要的一个部分就是嵌入式系统信息安全的问题，而嵌入式系统中的重要组成部分就是处理器，因而整个嵌入式系统的安全性能的高低取决于处理器内核的安全性。但是，目前在工业控制计算机中国外品牌的处理器还是处于主导地位，这些处理器内核在结构设计中主要考虑的是速度、可靠性、功耗等一些非安全性的因素，导致处理器存在很多安全漏洞，使得不法分子或国外反动势力可以很容易在出口到我国的处理器中植入监听、监视装置来窃取我国政府部门、科研机构、企事业单位等的机密信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过一种基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其包括64bit PCI-E toPCI桥模块、申威411处理器、套片控制器模块、CPCI连接器模块；所述64bit PCI-E to PCI桥模块与申威411处理器、CPCI连接器模块连接，所述套片控制器模块与申威411处理器连接；所述64bit PCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，PI7C9X130D芯片接出64bit的六路PCI接口；所述申威411处理器集成有一路DDR3存储控制器接口和两路PCIE接口，DDR3存储控制器接口外接DDR3内存颗粒即DDR3主存，一路PCIE接口接套片控制器模块，另一路PCIE接口接64bit PCIE to PCI桥模块；所述套片控制器模块接出一路USB转IDE控制器模块、两路千兆以太网控制器、一路千兆以太网PHY芯片、两路视频编解码模块、五路USB信号、两路SATA信号、一路miniSATA电子盘、一路RS232驱动收发控制器模块、一路音频编解码模块、一路PS/2键鼠，所述五路USB信号中一路输出给USB转串口控制器模块、一路输出给USB转USB HUB控制器、三路输出给CPCI连接器模块；所述CPCI连接器模块包括J1、J2、J3、J4、J5五个连接器，J1、J2为引脚已定义连接器；J3、J4和J5为用户自定义连接器。

特别地，所述USB转USB HUB控制器接出两路USB信号，其中一路USB信号接到CPCI连接器上，另外一路USB信号接到USB转并口模块，USB转并口模块接出一路并口信号。

特别地，所述音频编解码模块模块接出一路音频信号，音频信号中包括输入、输出信号。

特别地，所述千兆以太网PHY芯片接出两路自适应千兆网。

特别地，所述两路视频编解码模块分别接出DVI+VGA信号和DVI信号。

特别地，所述RS232驱动收发控制器模块接出一路RS232信号。

特别地，所述两路千兆以太网控制器接出两路千兆以太网信号。

特别地，所述64bit PCIE TO PCI桥模块接出PCI信号连接至CPCI连接器模块。

特别地，所述CPCI连接器模块中J3上定义了两路千兆以太网信号，J4和J5上定义了四路USB信号、两路千兆以太网信号、两路串口信号、两路DVI信号、两路SATA信号、一路VGA信号、一路并口信号、一路IDE信号、一路PS2信号和一路音频信号。

本实用新型提出的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板中64bitPCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，与传统工控机主板相比，节省了芯片数量，直接降低了成本；且单个芯片能够完全避免芯片和芯片之间可能存在的兼容性问题；单个芯片在PCB走线时能够有效降低信号完整性的问题，使得本实用新型稳定、可靠；单个芯片能够有效降低整个主板的工作热量，对于散热的问题，提供了更多可能的实现方案。本实用新型采用我国完全自主设计的申威处理器,其软硬件设计完全自主可控，安全性高，为我国电力、通信、金融和国防等国家命脉行业的信息安全提供有力保障，同时本实用新型接口资源丰富，兼容性强，可满足不同行业的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本实用新型。

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板结构图。

本实施例中基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板具体包括64bitPCI-E to PCI桥模块、申威411处理器、套片控制器模块、CPCI连接器模块；所述64bit PCI-E to PCI桥模块与申威411处理器、CPCI连接器模块连接，所述套片控制器模块与申威411处理器连接；所述64bit PCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，PI7C9X130D芯片接出64bit的六路PCI接口；PI7C9X130D芯片可以配置为66MHz或者33MHz的64bit的PCI总线信号。所述申威411处理器集成有一路DDR3存储控制器接口和两路PCIE接口，DDR3存储控制器接口外接DDR3内存颗粒即DDR3主存，一路PCIE接口接套片控制器模块，另一路PCIE接口接64bit PCIE to PCI桥模块；所述套片控制器模块接出一路USB转IDE控制器模块、两路千兆以太网控制器、一路千兆以太网PHY芯片、两路视频编解码模块、五路USB信号、两路SATA信号、一路miniSATA电子盘、一路RS232驱动收发控制器模块、一路音频编解码模块、一路PS/2键鼠，所述五路USB信号中一路输出给USB转串口控制器模块、一路输出给USB转USB HUB控制器、三路输出给CPCI连接器模块；所述CPCI连接器模块包括J1、J2、J3、J4、J5五个连接器，J1、J2为引脚已定义连接器；J3、J4和J5为用户自定义连接器。其中，所述千兆以太网PHY芯片即指图1中千兆以太网PHY，所述USB转USB HUB控制器即指图1中USB HUB。

具体的，所述USB转USB HUB控制器接出两路USB信号，其中一路USB信号接到CPCI连接器上，另外一路USB信号接到USB转并口模块，USB转并口模块接出一路并口信号。所述音频编解码模块模块接出一路音频信号，音频信号中包括输入、输出信号。所述千兆以太网PHY芯片接出两路自适应千兆网。所述千兆以太网PHY芯片接出两路GMII/RGMII信号。所述两路视频编解码模块分别接出DVI+VGA信号和DVI信号。所述RS232驱动收发控制器模块接出一路RS232信号。所述两路千兆以太网控制器接出两路千兆以太网信号。所述64bit PCIETO PCI桥模块接出PCI信号连接至CPCI连接器模块。所述CPCI连接器模块中J3上定义了两路千兆以太网信号，J4和J5上定义了四路USB信号、两路千兆以太网信号、两路串口信号、两路DVI信号、两路SATA信号、一路VGA信号、一路并口信号、一路IDE信号、一路PS2信号和一路音频信号。

所述申威411处理器为主板的核心处理、控制单元。申威411处理器是一款由上海高性能集成电路设计中心自主研发的64bit字长的高性能通用处理器。申威411处理器采用多核架构和片上系统(System On Chip，SOC)技术，单芯片集成了4个对称的64bit通用处理器核心，还集成了一路DDR3存储控制器、两路PCIE接口、一路维护接口和一路测试接口，通过高速片上网络互连，组成多核结构的高性能处理器，其最高工作频率为1.6GHz。所述套片控制器模块为主板提供各种控制器及I/O接口。所述套片控制器模块采用国产IO芯片SWICH，该芯片集成了多层次片上通信结构、高性能PCI-E交叉开关、图形图像子系统、DDR2/3存储控制器、高速输入输出部件、低速输入输出部件以及系统控制部件等；片内集成符合国家标准的可信密码模块TCM，具有加/解密、签名/验签、密钥处理等密码运算功能，满足系统可信引导和软件的安全认证需求，适用于高安全需要的国产化系列平台产品应用。

需要说明的是，图中64bit PCIE to PCI桥模块指64bit PCIE to PCI桥芯片。DDR3(Double Data Rate3,即第三代双倍速率同步动态随机存储器)是指一种内存规格。PCIE(PCI Express)是指增强型外部互联标准是一种连接电子计算机主板和外部设备的总线标准。PCI(Personal Computer Interface)是指外设互联标准，是一种连接电子计算机主板和外部设备的总线标准。GMII(Gigabit Medium Independent Interface)是一种千兆以太网接口标准。RGMII(Reduced Gigabit Medium Independent Interface)是一种简化的千兆以太网接口标准。DVI(Digital Visual Interface)是数字视频接口。VGA(VideoGraphics Array)是一种视频输出标准。USB(Universal Serial Bus)是一个外部总线标准。UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种通用串行数据总线。RS232是一种异步传输标准接口。PS/2是在较早电脑上常见的接口之一，用于鼠标、键盘等设备。SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是一种串行高级技术，是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。IDE(Integrated Drive Electronics)是电子集成驱动器。LPT(LinePrint Terminal)即打印终端，是用于打印机或者其他设备的。CPCI(Compact PeripheralComponent Interconnect)中文又称紧凑型PCI，是国际工业计算机制造者联合会(PCIIndustrial Computer Manufacturer's Group，简称PICMG)于1994提出来的一种总线接口标准。

本实用新型的技术方案中64bit PCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，与传统工控机主板相比，节省了芯片数量，直接降低了成本；且单个芯片能够完全避免芯片和芯片之间可能存在的兼容性问题；单个芯片在PCB走线时能够有效降低信号完整性的问题，使得本实用新型稳定、可靠；单个芯片能够有效降低整个主板的工作热量，对于散热的问题，提供了更多可能的实现方案。本实用新型采用我国完全自主设计的申威处理器,其软硬件设计完全自主可控，安全性高，为我国电力、通信、金融和国防等国家命脉行业的信息安全提供有力保障，同时本实用新型接口资源丰富，兼容性强，可满足不同行业的需求。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，包括64bitPCI-E to PCI桥模块、申威411处理器、套片控制器模块、CPCI连接器模块；所述64bit PCI-E to PCI桥模块与申威411处理器、CPCI连接器模块连接，所述套片控制器模块与申威411处理器连接；所述64bit PCIE to PCI桥模块采用PI7C9X130D芯片，PI7C9X130D芯片接出64bit的六路PCI接口；所述申威411处理器集成有一路DDR3存储控制器接口和两路PCIE接口，DDR3存储控制器接口外接DDR3内存颗粒即DDR3主存，一路PCIE接口接套片控制器模块，另一路PCIE接口接64bit PCIE to PCI桥模块；所述套片控制器模块接出一路USB转IDE控制器模块、两路千兆以太网控制器、一路千兆以太网PHY芯片、两路视频编解码模块、五路USB信号、两路SATA信号、一路miniSATA电子盘、一路RS232驱动收发控制器模块、一路音频编解码模块、一路PS/2键鼠，所述五路USB信号中一路输出给USB转串口控制器模块、一路输出给USB转USB HUB控制器、三路输出给CPCI连接器模块；所述CPCI连接器模块包括J1、J2、J3、J4、J5五个连接器，J1、J2为引脚已定义连接器；J3、J4和J5为用户自定义连接器。

2.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述USB转USB HUB控制器接出两路USB信号，其中一路USB信号接到CPCI连接器上，另外一路USB信号接到USB转并口模块，USB转并口模块接出一路并口信号。

3.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述音频编解码模块接出一路音频信号，音频信号中包括输入、输出信号。

4.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述千兆以太网PHY芯片接出两路自适应千兆网。

5.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述两路视频编解码模块分别接出DVI+VGA信号和DVI信号。

6.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述RS232驱动收发控制器模块接出一路RS232信号。

7.根据权利要求1所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述两路千兆以太网控制器接出两路千兆以太网信号。

8.根据权利要求1至7之一所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述64bit PCIE TO PCI桥模块接出PCI信号连接至CPCI连接器模块。

9.根据权利要求8所述的基于申威411处理器和申威套片的CPCI工控机主板，其特征在于，所述CPCI连接器模块中J3上定义了两路千兆以太网信号，J4和J5上定义了四路USB信号、两路千兆以太网信号、两路串口信号、两路DVI信号、两路SATA信号、一路VGA信号、一路并口信号、一路IDE信号、一路PS2信号和一路音频信号。