CN208325116U - 一种具备交换功能的车载计算单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于计算机技术领域，具体地说是一种具备交换功能的车载计算单元。该实用新型的具备交换功能的车载计算单元包括计算模块和交换模块，所述计算模块包括CPU、PCH、FPGA、万兆网络芯片和千兆网络芯片，CPU与PCH相连接，FPGA与CPU相连接，万兆网络芯片、千兆网络芯片分别与PCH相连接；所述交换模块包括交换芯片、若干PHY、DDR3 SDRAM、NAND Flash和EEPROM，交换芯片与FPGA相连接。本实用新型的具备交换功能的车载计算单元结构设计简单合理，稳定性强、可靠性高和整体低功耗，具有良好的推广应用价值。

Description

一种具备交换功能的车载计算单元

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，具体提供一种具备交换功能的车载计算单元。

背景技术

随着高级驾驶员辅助系统和智能驾驶系统功能在汽车中的逐渐普及，汽车内部的数据传输量将大幅度增加，传统CAN总线和LIN总线的数据传输速度将无法满足新的应用，在这种情况下，汽车数据开始采用以太网进行传输，而车载以太网传统的互联方式为，图像采集摄像头通过千兆以太网与交换设备互联，交换设备通过光纤与计算处理单元互联，但是由于车载环境比较恶劣，这种连接方式，加固性较低，很难满足车载中对震动和冲击的要求，具有一定的局限性。

发明内容

为了解决以上存在的问题，本实用新型提供一种结构设计简单合理，稳定性强、可靠性高和整体低功耗的具备交换功能的车载计算单元。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种具备交换功能的车载计算单元，包括计算模块和交换模块，所述计算模块包括CPU、PCH、FPGA、万兆网络芯片和千兆网络芯片，CPU与PCH相连接，FPGA与CPU相连接，万兆网络芯片、千兆网络芯片分别与PCH相连接；所述交换模块包括交换芯片、若干PHY、DDR3SDRAM、NAND Flash和EEPROM，DDR3 SDRAM、NAND Flash、EEPROM、若干PHY分别与交换芯片相连接，交换芯片与FPGA相连接。

所述交换芯片内嵌ARM处理器。

所述DDR3 SDRAM为交换模块的内存，NAND Flash用于存放交换模块的操作系统，EEPROM用于存放交换模块的配置信息。

所述计算模块CPU通过PCIE接口外挂FPGA用于数据处理，FPGA通过万兆SerDes与交换模块进行互联。车载传感器的数据通过交换模块进行汇集，所有数据通过交换模块的万兆SerDes传输到FPGA进行处理，FPGA将处理结果反馈给CPU进行决策，CPU本身仅实现任务分发和决策功能，减少CPU利用率，降低系统功耗。

传统的计算模块与交换模块采用光纤互联，既需要光纤模块，增加成本和功耗，并且光纤极易损坏，增加成本。该具备交换功能的车载计算单元的计算模块与交换模块在同一板卡上通过万兆SerDes互联，大大提高了系统的稳定性、可靠性和工作效率，并降低系统整体功耗，可广泛应用于各种高级驾驶员辅助系统和智能驾驶车辆中。

作为优选，所述计算模块还包括外围设备接口，外围设备接口包括HDMI接口、DP接口、VGA接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口，HDMI接口、DP接口、VGA接口分别与CPU相连接，USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口分别与PCH相连接。

所述UART接口用于计算模块内部调试。SATA接口连接SATA硬盘，存放计算模块的操作系统。

作为优选，所述CPU与PCH通过DMI相连接。

作为优选，所述CPU向外连接DDR4 32G内存。

作为优选，所述交换芯片为Marvell AC3芯片。

作为优选，所述PHY的数量为3个，采用Marvell 88SE1685芯片。

作为优选，所述万兆网络芯片为Intel82599、千兆网络芯片为Intel 82574。

与现有技术相比，本实用新型的具备交换功能的车载计算单元具有以下突出的有益效果：该具备交换功能的车载计算单元的计算模块与交换模块在同一板卡上采用SerDes互联，大大提高了系统的稳定性、可靠性和工作效率，并降低系统整体功耗，可广泛应用于各种高级驾驶员辅助系统和智能驾驶车辆中，具有良好的实用性。

附图说明

图1是本实用新型所述具备交换功能的车载计算单元的拓扑图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的具备交换功能的车载计算单元作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本实用新型的具备交换功能的车载计算单元，包括计算模块和交换模块。

计算模块包括CPU、PCH、FPGA、万兆网络芯片Intel 82599、千兆网络芯片Intel82574和外围设备接口。CPU通过DMI与PCH相连接，CPU通过PCIE接口与PFGA相连接，CPU向外连接DDR4 32G内存。万兆网络芯片Intel 82599、千兆网络芯片Intel 82574分别通过PCIE接口与PCH相连接。外围设备接口包括HDMI接口、DP接口、VGA接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口。HDMI接口、DP接口、VGA接口分别与CPU相连接，USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口分别与PCH相连接。UART接口用于计算模块内部调试。SATA接口连接SATA硬盘，存放计算模块的操作系统。

交换模块包括Marvell AC3交换芯片、三个PHY、DDR3 SDRAM、NAND Flash和EEPROM。Marvell AC3交换芯片内嵌ARM处理器。Marvell AC3交换芯片通过万兆SerDes与PFGA相连接。PHY采用Marvell 88SE1685芯片，对外通过RJ45网络连接器对外输出24路千兆网络。PHY、DDR3 SDRAM、NAND Flash和EEPROM分别与Marvell AC3交换芯片相连接。DDR3SDRAM为交换模块的内存，NAND Flash用于存放交换模块的操作系统，EEPROM用于存放交换模块的配置信息。

本实用新型的具备交换功能的车载计算单元在工作过程中，车载传感器的数据通过交换模块进行汇集，所有数据通过交换模块的万兆SerDes传输到FPGA进行处理，FPGA将处理结果反馈给CPU进行决策，CPU本身仅实现任务分发和决策功能，减少CPU利用率，降低系统功耗。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：包括计算模块和交换模块，所述计算模块包括CPU、PCH、FPGA、万兆网络芯片和千兆网络芯片，CPU与PCH相连接，FPGA与CPU相连接，万兆网络芯片、千兆网络芯片分别与PCH相连接；所述交换模块包括交换芯片、若干PHY、DDR3 SDRAM、NAND Flash和EEPROM，DDR3 SDRAM、NAND Flash、EEPROM、若干PHY分别与交换芯片相连接，交换芯片与FPGA相连接。

2.根据权利要求1所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述计算模块还包括外围设备接口，外围设备接口包括HDMI接口、DP接口、VGA接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口，HDMI接口、DP接口、VGA接口分别与CPU相连接，USB接口、UART接口、GPIO接口、SATA接口和CAN接口分别与PCH相连接。

3.根据权利要求1或2所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述CPU与PCH通过DMI相连接。

4.根据权利要求3所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述CPU向外连接DDR4 32G内存。

5.根据权利要求4所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述交换芯片为Marvell AC3芯片。

6.根据权利要求5所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述PHY的数量为3个，采用Marvell 88SE1685芯片。

7.根据权利要求6所述的具备交换功能的车载计算单元，其特征在于：所述万兆网络芯片为Intel82599、千兆网络芯片为Intel 82574。