CN211319138U - 新型低功耗主板 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种新型低功耗主板包括FT2000A/2处理器、凌久GP101芯片、内存组件、BMC模块以及接口扩展组件，所述接口扩展组件包括多种类型接口，一方面由于接口扩展组件包含有多种类型的接口，支持主板在不同应用场景下的接口扩展，另一方面，采用国产FT2000A/2处理器作为中央处理器、采用国产凌久GP101芯片作为图形处理器、且FT2000A/2处理器与凌久GP101芯片由同一个内存组件提供内存支持，可以实现低功耗处理。因此，上述新型低功耗主板是一种可扩展能力强且能耗低的主板。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种新型低功耗主板。
背景技术
主板又称主机板、系统板、逻辑板、母板、底板等，是构成复杂电子系统例如电子计算机的中心或者主电路板。
一般来说，主板采用了开放式结构。主板上大都有6-15个扩展插槽，供微机系统外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。
然而，目前多数计算机产品中主板存在功耗过高的缺陷，严重制约主板推广与应用。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统主板功耗过高的问题，提供一种新型低功耗主板。
一种新型低功耗主板，包括FT2000A/2处理器、凌久GP101芯片、内存组件、BMC模块以及接口扩展组件，所述接口扩展组件包括多种类型接口；
所述FT2000A/2处理器与所述凌久GP101芯片连接，所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片分别与所述内存组件连接，所述接口扩展组件分别与所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片连接，所述BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)模块分别与所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片连接。
在其中一个实施例中，所述接口扩展组件包括USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)接口、调试网口、以太网口、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口、HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口以及eDP(Embedded DisplayPort，数字接口)接口，所述USB接口、所述CAN接口、所述调试网口、所述以太网口以及所述UART接口分别与所述FT2000A/2处理器连接，所述HDMI接口以及所述eDP接口分别与所述凌久GP101芯片连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括网络物理层和第一网络变压器，所述调试网口依次通过所述第一网络变压器以及所述网络物理层与所述FT2000A/2处理器连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括复杂可编程逻辑组件，所述复杂可编程逻辑组件分别与所述FT2000A/2处理器、所述BMC模块以及所述UART接口连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的PCIE(peripheralcomponent interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)桥片和USB控制器，所述PCIE桥片与所述FT2000A/2处理器连接，所述USB控制器与所述USB接口连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括SATA(Serial ATA，串行ATA)控制器，所述SATA控制器与所述PCIE桥片连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的网络控制器以及第二网络变压器，所述网络控制器与所述PCIE桥片连接，所述第二网络变压器与所述以太网口连接。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的CAN控制器与CAN收发器，所述CAN控制器分别与所述复杂可编程逻辑组件以及所述PCIE桥片连接，所述CAN收发器与所述CAN接口连接。
在其中一个实施例中，所述BMC模块包括相互连接的BMC芯片以及传感器单元，所述BMC芯片分别与所述PCIE桥片以及所述复杂可编程逻辑组件连接，所述传感单元用于采集所述FT2000A/2处理器与所述凌久GP101芯片的运行参数。
在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括UART控制器，所述BMC芯片通过所述UART控制器与所述PCIE桥片连接，所述UART控制器与所述CAN控制器连接。
上述新型低功耗主板包括FT2000A/2处理器、凌久GP101芯片、内存组件、BMC模块以及接口扩展组件，所述接口扩展组件包括多种类型接口，一方面由于接口扩展组件包含有多种类型的接口，支持主板在不同应用场景下的接口扩展，另一方面，采用国产FT2000A/2处理器作为中央处理器、采用国产凌久GP101芯片作为图形处理器、且FT2000A/2处理器与凌久GP101芯片由同一个内存组件提供内存支持，可以实现低功耗处理。因此，上述新型低功耗主板是一种可扩展能力强且能耗低的主板。
附图说明
图1为本申请新型低功耗主板其中一个实施例的结构示意图；
图2为本申请新型低功耗主板另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1所示，本申请提供一种新型低功耗主板，包括FT2000A/2处理器100、凌久GP101芯片200、内存组件300、BMC模块400以及接口扩展组件500，接口扩展组件500包括多种类型接口；
FT2000A/2处理器100与凌久GP101芯片200连接，FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200分别与内存组件300连接，接口扩展组件500分别与FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200连接，BMC模块400分别与FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200连接。FT2000A/2双核高性能微处理器是64位通用CPU，兼容ARM V8指令，采用国际先进的16nm工艺流片。该处理器具有高性能、低功耗等特点，因而被广泛应用于服务器、高性能计算机、高端嵌入式应用等产品，FT2000A/2双核高性能微处理器主频为1G Hz。凌久GP101芯片200为国产化可控PCI-E图形处理器(GPU)芯片，适用于工业控制计算机、军用计算机、图形终端等领域，在信息安全和供货能力方面有充分的保障。内存组件300用于对FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200提供内存支持，具体来说内存组件300可以包括对FT2000A/2处理器100提供内存支持的第一部分以及对凌久GP101芯片200提供内存支持的第二部分，更进一步的，其包括两块内存，第一块内存通过DDR3通道与FT2000A/2处理器100连接，第二块内存通过DDR3通道与凌久GP101连接。FT2000A/2处理器100与凌久GP101芯片200均为国产芯片，其核心技术已被国内技术所掌握，因此，整个新型低功耗主板的安全性可以得到充分保证。
BMC模块400用于监控板上CPU，GPU等重要模块的电压，电流和温度等信息并上报；其外设有1路I2C，1路CAN2.0B接口；其具体尺寸为：175mm(长)×165mm(高)×2.0mm(厚)；其重量：≤300g；上电模式：上电自启、远程重启；供电：支持DC 18-32V宽压输入，典型电压：24V；功耗：电压24V下，峰值功耗需要小于26W；操作系统：vxWroks 6.9操作系统。BMC模块400采用上述工艺性能参数能够良好应用于主板，在保持其对其他器件(包括板上CPU，GPU等重要模块)运行工况参数监控的基本功能外，还能支持最小限度减小尺寸，降低其功耗。
接口扩展组件500包括多种类型接口，具体可以包括USB接口、CAN接口、调试网口、以太网口、UART接口、HDMI接口以及eDP接口，这些接口分别与FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200连接，用于支持FT2000A/2处理器100以及凌久GP101芯片200的功能扩展。具体来说，在其中一个实施例中，USB接口、CAN接口、调试网口、以太网口以及UART接口分别与FT2000A/2处理器100连接，HDMI接口以及eDP接口分别与凌久GP101芯片200连接。
上述新型低功耗主板包括FT2000A/2处理器100、凌久GP101芯片200、内存组件300、BMC模块400以及接口扩展组件500，接口扩展组件500包括多种类型接口，一方面由于接口扩展组件500包含有多种类型的接口，支持主板在不同应用场景下的接口扩展，另一方面，采用国产FT2000A/2处理器100作为中央处理器、采用国产凌久GP101芯片200作为图形处理器、且FT2000A/2处理器100与凌久GP101芯片200由同一个内存组件300提供内存支持，可以实现低功耗处理。因此，上述新型低功耗主板是一种可扩展能力强且能耗低的主板。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括网络物理层和第一网络变压器，调试网口依次通过第一网络变压器以及网络物理层与FT2000A/2处理器连接。
网络物理层可以通过RGMII与FT2000A/2处理器连接。第一网络变压器主要用于传输数据，它把网络物理层送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端。可以本实施例中，针对调试网口这一路依次包括调试网络、第一网络变压器、网络物理层以及FT2000A/2处理器，以支持对FT2000A/2处理器的调试。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括复杂可编程逻辑组件，复杂可编程逻辑组件分别与FT2000A/2处理器、BMC模块以及UART接口连接。
复杂可编程逻辑组件具体可以为复杂可编程逻辑器件(CPLD)，其采用CMOSEPROM、EEPROM、快闪存储器和SRAM等编程技术，从而构成了高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件。CPLD中的逻辑块类似于一个小规模PLD，通常一个逻辑块包含4～20个宏单元，每个宏单元一般由乘积项阵列、乘积项分配和可编程寄存器构成。每个宏单元有多种配置方式，各宏单元也可级联使用，因此可实现较复杂组合逻辑和时序逻辑功能。对集成度较高的CPLD，通常还提供了带片内RAM/ROM的嵌入阵列块。可编程互连通道主要提供逻辑块、宏单元、输入/输出引脚间的互连网络。输入/输出块(I/O块)提供内部逻辑到器件I/O引脚之间的接口。逻辑规模较大的CPLD一般还内带JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行为组织)边界扫描测试电路，可对已编程的高密度可编程逻辑器件做全面彻底的系统测试，此外也可通过JTAG接口进行在系统编程。复杂可编程逻辑器件主要用于控制FT2000A/2处理器的上电时序，例如可以选用Seagull系列、京微雅格系列等。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的PCIE桥片和USB控制器，PCIE桥片与FT2000A/2处理器连接，USB控制器与USB接口连接。
PCIE桥片可以通过标准PCIE X4与FT2000A/2处理器连接。USB控制器用于控制USB接口读写运行速度最大值，一般来说USB控制器有USB3.0控制器、USB2.0控制器以及USB1.0控制器等，其中USB3.0控制器向下兼容USB2.0控制器、USB1.0控制器的功能，当USB控制器为USB3.0控制器时，若USB接口插入USB3.0设备，则会控制以USB3.0的速度运行；若USB接口插入USB2.0设备，则会控制以USB2.0的速度运行。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括SATA控制器，SATA控制器与PCIE桥片连接。
SATA控制器用于提供单线PCIE 2.0接口和SATA控制器功能，主要功能为将PCIE总线转为SATA总线。其可以与存储芯片连接，具体来说，存储芯片选型采用SATA总线的SSD固态硬盘，较传统机械硬盘，具有面积小、功耗低、稳定性高、速度快的特点，设计选择使用Silicon Motion的单芯片128GB uSSD，芯片型号为SM619GED，它集成SATA控制器和NANDFlash在一颗芯片里，大小为20mm x 16mm，主要功能为核心卡的操作系统提供硬件安装环境。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的网络控制器以及第二网络变压器，网络控制器与PCIE桥片连接，第二网络变压器与以太网口连接。
网络控制器提供x4 PCIE(1.0)输入，2路千兆以太网MDI电接口和2路千兆以太网Serdes接口。主要功能为PCIE转千兆以太网控制器将PCIE总线转为千兆以太网接口。可以考虑采用PCIE转千兆以太网芯片选型采用82571系列。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括相互连接的CAN控制器与CAN收发器，CAN控制器分别与复杂可编程逻辑组件以及PCIE桥片连接，CAN收发器与CAN接口连接。
CAN控制器芯片选型可以选用芯片GD32F407，用来实现CAN总线的协议底层和数据链路层。主要实现2路冗余CAN2.0B接口的功能，它的主要特性：a)兼容CAN 2.0B协议；b)位速率可达1Mbits/s；c)内部有PLL时钟；CAN收发器主要是为总线提供差动的发送功能，为控制器提供差动的接收功能，可以选用PCA系列和TJA系列。
如图2所示，在其中一个实施例中，BMC模块包括相互连接的BMC芯片以及传感器单元，BMC芯片分别与PCIE桥片以及复杂可编程逻辑组件连接，传感单元用于采集FT2000A/2处理器与凌久GP101芯片的运行参数。
BMC芯片可以采用国产MCU，其与传感器单元相连，实现CPU、GPU等重要模块的电压、电流及温度等信息的检测并上报。传感器单元用于采集、监测CPU、GPU等重要模块的电压、电流及温度等信息，其具体包括多种类型传感器，例如包括电压传感器、电流传感器以及温度传感器等。进一步的，BMC芯片选型可以采用GD32F407芯片，内部具有1024KB Flash，192KB SRAM；通信接口有3路SPI；3路I2C；4路USART；2路CAN接口；电压+3.3V；环境温度支持-40度到+85度。主要功能为实现CPU，GPU等重要模块的电压、电流及温度等信息检测并上报。
如图2所示，在其中一个实施例中，上述新型低功耗主板还包括视频转换芯片，eDP接口通过视频转换芯片与凌久GP101芯片连接。
由于GPU GP101不具备eDP显示输出接口，因此需要将HDMI视频信号转换成eDP信号，视频转换芯片可以选用LT6711A，其主要特性包括：a)兼容HDMI2.0标准；b)支持1/2/4-lane eDP输出；c)支持数据速率1.62G，2.7G，5.4G；d)支持热插拔检测；e)环境温度：-40℃to+85℃；f)QFN64封装。
如图2所示，在其中一个应用实例中，网络物理层与第二网络变压器相连，网络变压器再引出一路调试网口；BMC芯片采用国产MCU(与传感器相连，实现CPU、GPU等重要模块的电压、电流及温度等信息的检测并上报)通过与CAN收发器相连从而引出一路CAN总线接口1；CAN控制器芯片同样采用国产MCU(用来实现CAN总线的协议底层和数据链路层，主要功能为实现2路冗余CAN2.0B接口)通过与CAN收发器芯片相连，引出2路CAN总线接口；USB控制器引出4路USB2.0接口；网络变压器*2与网络控制器相连从而引出一路千兆网口2/3，国产CPLD具备控制时序的功能，并直接引出UART串口调试接口，同时与RS422电频转换器相连，并引出一路RS422接口，凌久GP101GPU通过与视频转换芯片(HDMI转eDP)相连，引出一路eDP接口，并且凌久GP101直接引出一路HDMI接口。
整体来说，本申请新型低功耗主板其基于国产飞腾处理器作为主板的中央处理器和基于国产的凌久GP101芯片，能够解决采用国外中央处理棋和图形处理器带来的安全问题，具有功耗低、效率高等特点，保证散热和稳定性，并且在设计主板时进行硬件接口设置，在保证接口可靠性的同时。另外，它具备内存选择灵活、适用性和可扩展性强的特点，因此本申请的主板可以应对多种恶劣的使用环境，适用于航空航天、军事领域和工业领域，例如可以应用于飞机、大型船舰等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种新型低功耗主板，其特征在于，包括FT2000A/2处理器、凌久GP101芯片、内存组件、BMC模块以及接口扩展组件，所述接口扩展组件包括多种类型接口；
所述FT2000A/2处理器与所述凌久GP101芯片连接，所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片分别与所述内存组件连接，所述接口扩展组件分别与所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片连接，所述BMC模块分别与所述FT2000A/2处理器以及所述凌久GP101芯片连接。
2.根据权利要求1所述的新型低功耗主板，其特征在于，所述接口扩展组件包括USB接口、CAN接口、调试网口、以太网口、UART接口、HDMI接口以及eDP接口，所述USB接口、所述CAN接口、所述调试网口、所述以太网口以及所述UART接口分别与所述FT2000A/2处理器连接，所述HDMI接口以及所述eDP接口分别与所述凌久GP101芯片连接。
3.根据权利要求2所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括网络物理层和第一网络变压器，所述调试网口依次通过所述第一网络变压器以及所述网络物理层与所述FT2000A/2处理器连接。
4.根据权利要求2所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括复杂可编程逻辑组件，所述复杂可编程逻辑组件分别与所述FT2000A/2处理器、所述BMC模块以及所述UART接口连接。
5.根据权利要求4所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括相互连接的PCIE桥片和USB控制器，所述PCIE桥片与所述FT2000A/2处理器连接，所述USB控制器与所述USB接口连接。
6.根据权利要求5所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括SATA控制器，所述SATA控制器与所述PCIE桥片连接。
7.根据权利要求5或6所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括相互连接的网络控制器以及第二网络变压器，所述网络控制器与所述PCIE桥片连接，所述第二网络变压器与所述以太网口连接。
8.根据权利要求7所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括相互连接的CAN控制器与CAN收发器，所述CAN控制器分别与所述复杂可编程逻辑组件以及所述PCIE桥片连接，所述CAN收发器与所述CAN接口连接。
9.根据权利要求8所述的新型低功耗主板，其特征在于，所述BMC模块包括相互连接的BMC芯片以及传感单元，所述BMC芯片分别与所述PCIE桥片以及所述复杂可编程逻辑组件连接，所述传感单元用于采集所述FT2000A/2处理器与所述凌久GP101芯片的运行参数。
10.根据权利要求2所述的新型低功耗主板，其特征在于，还包括视频转换芯片，所述eDP接口通过所述视频转换芯片与所述凌久GP101芯片连接。
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Cited By (1)
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| CN116880658A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-13 | 成都电科星拓科技有限公司 | 一种低功耗PCIe Retimer芯片及其设计方法 |
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2019
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116880658A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-13 | 成都电科星拓科技有限公司 | 一种低功耗PCIe Retimer芯片及其设计方法 |
| CN116880658B (zh) * | 2023-07-25 | 2024-03-29 | 成都电科星拓科技有限公司 | 一种低功耗PCIe Retimer芯片及其设计方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: New low power motherboard Effective date of registration: 20210628 Granted publication date: 20200821 Pledgee: Hunan Jinxin Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN HANBOWEI MICROELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980005344 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220616 Granted publication date: 20200821 Pledgee: Hunan Jinxin Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN HANBOWEI MICROELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980005344 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: New low power motherboard Effective date of registration: 20220622 Granted publication date: 20200821 Pledgee: Hunan Jinxin Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN HANBOWEI MICROELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980008589 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231108 Granted publication date: 20200821 Pledgee: Hunan Jinxin Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN HANBOWEI MICROELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980008589 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |