CN211087227U - 一种卡片电脑及其主板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种卡片电脑及其主板，所述主板其包括多个功能电子器件、HDMI端口、输入模块以及PCB板，所述PCB板为至少八层通孔板；所述功能电子器件用于与外部通信设备、进行数据交互、对数据进行处理、接收或发送控制指令；所述HDMI端口用于与显示器连接显示文字、图片或视频；所述PCB板用于实现所述功能电子器件之间以及所述功能电子器件与HDMI端口、输入模块之间的电路连接。采用本实用新型的技术方案，与常规的开发板相比，其尺寸小，布局紧凑，又功能全面。

Description

一种卡片电脑及其主板

技术领域

本实用新型涉及电脑技术领域，尤其涉及一种卡片电脑及其主板。

背景技术

市面上的开发板，板子尺寸普遍比较大，不易于扩展开发产品，其尺寸大小一般为100mm*180mm，没法直接嵌入到设备结构中，即无法直接产品商业化，需要重新设计打样，导致产品开发周期长，投入大，无法快速把产品商业化。

随着电子技术的发展进步，大规模高精密的PCB线路板得到了广泛应用，元器件在PCB线路板上的安装密度越来越高，简单的单面、双面布线已经不能满足高性能的电路要求。二高频电路往往集成度较高、布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。在PCB Layout阶段，合理选择一定层数的线路板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开了一种卡片电脑及其主板，解决了现有的开发板普遍比较大造成的各种问题。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种卡片电脑的主板，其包括多个功能电子器件、HDMI端口、输入模块以及PCB板，所述PCB板为至少八层通孔板；

所述功能电子器件用于与外部通信设备、进行数据交互、对数据进行处理、接收或发送控制指令；

所述HDMI端口用于与显示器连接显示文字、图片或视频；

所述PCB板用于实现所述功能电子器件之间以及所述功能电子器件与HDMI端口、输入模块之间的电路连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述PCB板包括数字电路、模拟电路和电源电路，所述数字电路、模拟电路和电源电路分别设置；所述PCB板的高频电路和低频电路分开设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述八层通孔板包括至少一层信号线层和至少一层大面积地层，所述信号线层通过过孔与大面积地层电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述PCB板包括第一布线层～第八布线层，所述第一布线层为用于放置元件的元件层，第二布线层为GND参考地层，第三布线层为用于布置信号线的中间信号层，第四布线层为用于布置信号线的中间信号层，第五布线层为内部电源层，第六布线层为用于布置信号线的中间信号层，第七布线层为GND参考地层，第八布线层为用于布线及焊接的底层信号层；

所述第三布线层、第六布线层、第八布线层通过过孔与第二布线层、第七布线层连接。

作为本实用新型的进一步改进，内电层与内电层之间，内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。进一步的，第一布线层～第八布线层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述功能电子器件包括大功率器件，在PCB板的水平方向上，大功率器件设置在PCB板的边缘，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件设置在PCB板的上方，以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。另外，在元器件布局方面，相互有关的器件都是靠近放置，以获得较好的抗干扰效果。所述大功率器件包括WIFI模块、DDR内存。

作为本实用新型的进一步改进，所述功能电子器件包括CPU芯片、重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块，所述重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块分别与主板的CPU芯片连接。所述CPU芯片包括NPU模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述功能电子器件包括Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座，所述Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座分别与主板的CPU芯片连接。

对于卡片电脑的主板而言，因其尺寸小，功能多，很多器件都要选择体积比较小的，电路布局设计时需要考虑很多因素，类似于电磁兼容性EMC/EMI和扇热性能等。对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部)，千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局

因其小型化设计，则布线密，过孔就可能要多，当然就会影响板子的电气性能，所以在布板的时候，对于低频信号，过孔不要紧，高频信号尽量不要过孔。板子上的高频信号线，长度和数量都比较多，那么需要至少两层给这个模拟高频信号，一层信号线，一层大面积地，并且信号线层需要打足够的过孔到地。在设计小尺寸的PCB时，电磁兼容性EMC/EMI是比较麻烦的事情。PCB中的迹线由铜箔制成，存在一定的电阻和电感；同时，由于PCB的面积与厚度都很小，因此迹线之间也存在较大的互感和电容。可以推算，在0.25mm(10mil)厚的碾压板上，位于地线层上方的0.5mm(20mil)宽、20mm(800mil)长的迹线具有2.7mΩ的直流电阻，20nH的电感，以及与地之间1.66pF的耦合电容。将上述值与元器件的寄生效应相比，这些都是可以忽略不计的，但所有布线的总和可能会超出寄生效应。这些寄生参数将对电路特别是高速电路的运行产生重要的影响，如信号幅值衰减、上升时间变缓等。迹线、电线和电路之间的干扰形式同样表现为共阻抗耦合、感性耦合和容性耦合等传导耦合形式，以及辐射耦合。串音是指干扰能量从一条线路传递到另一条，或多余的信息从一条信道“溢出”到一个相邻的信道。PCB中的迹线、电线与电缆之间的串音是PCB线路中存在的最难克服的问题之一。在电子设备中，数字电路、模拟电路及电源电路的组件布局和布线特点各不相同，它们产生的干扰及抑制干扰的方法也不相同。此外，高频、低频电路由于频率不同，其干扰及抑制方法也不相同。所以在组件布局时，应该将数字电路、模拟电路和电源电路分别放置，将高频电路和低频电路分开。

在元器件布局方面，应把相互有关的器件尽量靠近放置，以获得较好的抗干扰效果。组件在PCB上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，各部件之间的引线要尽量短。根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：

1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一定的方向。

2)以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑的排列在PCB板上，尽量缩短和减少各元器件之间的引线和连接。

3)在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。

4)尽可能地减小环路面积，以抑制辐射干扰。

本实用新型还公开了一种卡片电脑，其包括如上任意一项所述的卡片电脑的主板和显示器，所述卡片电脑的主板与显示器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案，与常规的开发板相比，其尺寸小，布局紧凑，易于开发成一个产品，又功能全面，并带有NPU单元，可应用多个领域；解决了市面上的开发板没法直接嵌入到设备结构中，即无法直接产品商业化，需要重新设计打样，导致产品开发周期长，投入大，无法快速把产品商业化的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种卡片电脑的主板的功能模块方框图。

图2为本实用新型一种卡片电脑的主板的PCB板的截面结构示意图。

图3为本实用新型一种卡片电脑的主板的上表面布线示意图。

图4为本实用新型一种卡片电脑的主板的下表面布线示意图。

图5为本实用新型一种卡片电脑的主板的第一布线层的示意图。

图6为本实用新型一种卡片电脑的主板的第二布线层的示意图。

图7为本实用新型一种卡片电脑的主板的第三布线层的示意图。

图8为本实用新型一种卡片电脑的主板的第四布线层的示意图。

图9为本实用新型一种卡片电脑的主板的第五布线层的示意图。

图10为本实用新型一种卡片电脑的主板的第六布线层的示意图。

图11为本实用新型一种卡片电脑的主板的第七布图层的示意图。

图12为本实用新型一种卡片电脑的主板的第八布图层的示意图。

附图标记包括：

1-第一布线层，2-第二布线层，3-第三布线层，4-第四布线层，5-第五布线层，6-第六布线层，7-第七布图层，8-第八布图层。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1～图4所示，一种卡片电脑的主板，其包括多个功能电子器件、HDMI端口、输入模块以及PCB板，所述PCB板为至少八层通孔板；

所述功能电子器件用于与外部通信设备、进行数据交互、对数据进行处理、接收或发送控制指令；

所述HDMI端口用于与显示器连接显示文字、图片或视频；

所述PCB板用于实现所述功能电子器件之间以及所述功能电子器件与HDMI端口、输入模块之间的电路连接。

如图1所示，所述功能电子器件包括CPU芯片、重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块，所述重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块分别与NPU芯片连接。所述功能电子器件包括Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座、风扇座，所述Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座、风扇座分别与CPU芯片连接，所述CPU芯片包括NPU模块。

所述功能电子器件包括大功率器件，在PCB板的水平方向上，大功率器件设置在PCB板的边缘；在垂直方向上，大功率器件设置在PCB板的上方。另外，在元器件布局方面，相互有关的器件都是靠近放置，以获得较好的抗干扰效果。电磁兼容在高速信号的小尺寸PCB中，需要考虑线距，本实施例采用3W的线间距，可以保证不受其它干扰信号的电场达到70％以上，如要达到98％的电场不互相干扰，就要使用10W的间距。元器件的信号走线都是保持一定的方向，便于信号流通。所述大功率器件包括WIFI模块、DDR内存。

所述PCB板包括数字电路、模拟电路和电源电路，所述数字电路、模拟电路和电源电路分别设置；所述PCB板的高频电路和低频电路分开设置。

如图5～图12所示，所述PCB板包括第一布线层1～第八布线层8，所述第一布线层1为用于放置元件的元件层，简称顶层信号层，也称元件层，主要用于放置元件，对于多层板可以用来布置导线或覆铜。

第二布线层2为GND参考地层。

第三布线层3为用于布置信号线的中间信号层，在多层板中用于布置信号线。

第四布线层4为用于布置信号线的中间信号层，在多层板中用于布置信号线。

第五布线层5为内部电源层，简称为内电层，内电层与内电层之间，内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。

第六布线层6为用于布置信号线的中间信号层，在多层板中用于布置信号线。

第七布线层7为GND参考地层，

第八布线层8为用于布线及焊接的底层信号层，也称焊接层，主要用于布线及焊接，对于多层板用来放置元器件。

所述第三布线层3、第六布线层6、第八布线层8通过过孔与第二布线层2、第七布线层7电连接。

所述八层通孔板包括至少一层信号线层和至少一层大面积地层，所述信号线层通过过孔与大面积地层电连接。

作为本实用新型的进一步改进，内电层与内电层之间，内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。进一步的，第一布线层～第八布线层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。

如图3和图4所示，该卡片电脑的元器件摆放整齐，布局紧凑，外部接口统一在一边。

本实施例的卡片电脑的主板的尺寸大小82mm*58mm，相当于一张信用卡的大小；小于现有技术的开发板的尺寸(100mm*180mm)。

采用本实施例的卡片电脑的主板制备得到的卡片电脑的应用领域比较广，可以应用于人脸识别领域，比如人脸识别打卡机；可以应用于盒子领域，比如电视盒子；可以应用于智能终端领域，比如智能家居；可以应用于安防领域，比如智能报警监控；可以应用于汽车领域，比如车载导航；可以应用于媒体领域，比如广告机。除了这些外，还可以应用于其它更多的领域。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种卡片电脑的主板，其特征在于：其包括多个功能电子器件、HDMI端口、输入模块以及 PCB 板，所述 PCB 板为至少八层通孔板；

所述功能电子器件用于与外部通信设备、进行数据交互、对数据进行处理、接收或发送控制指令；

所述HDMI端口用于与显示器连接显示文字、图片或视频；

所述 PCB 板用于实现所述功能电子器件之间以及所述功能电子器件与HDMI端口、输入模块之间的电路连接。

2.根据权利要求1所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述PCB板包括数字电路、模拟电路和电源电路，所述数字电路、模拟电路和电源电路分别设置；所述PCB板的高频电路和低频电路分开设置。

3.根据权利要求2所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述八层通孔板包括至少一层信号线层和至少一层大面积地层，所述信号线层通过过孔与大面积地层电连接。

4.根据权利要求3所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述PCB板包括第一布线层~第八布线层，所述第一布线层为用于放置元件的元件层，第二布线层为GND参考地层，第三布线层为用于布置信号线的中间信号层，第四布线层为用于布置信号线的中间信号层，第五布线层为内部电源层，第六布线层为用于布置信号线的中间信号层，第七布线层为GND参考地层，第八布线层为用于布线及焊接的底层信号层；

所述第三布线层、第六布线层、第八布线层通过过孔与第二布线层、第七布线层连接。

5.根据权利要求4所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述功能电子器件包括大功率器件，在PCB板的水平方向上，大功率器件设置在PCB板的边缘；在垂直方向上，大功率器件设置在PCB板的上方。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述功能电子器件包括CPU芯片、重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块，所述重力加速度传感器、MCU芯片、红外传感器、DDR内存、EMMC存储器、WIFI模块分别与CPU芯片连接，所述CPU芯片包括NPU模块。

7.根据权利要求6所述的卡片电脑的主板，其特征在于：所述功能电子器件包括Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座，所述Type-C端口、M.2卡槽、RJ45接口、按键、USB端口、MIPI-CSI摄像头接口、MIPI-DSI接口、TF卡座、TP座分别与CPU芯片连接。

8.一种卡片电脑，其特征在于：其包括如权利要求1~7任意一项所述的卡片电脑的主板和显示器，所述卡片电脑的主板与显示器电连接。

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