CN215181529U - 一种数据处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数据处理装置，包括电源输入模块和数据处理模块，电源输入模块与数据处理模块电连接。电源输入模块上设置有供电输入接口组和供电输出接口，电源输入模块通过供电输入接口组电连接至多个电源，电源输入模块通过供电输出接口供电至数据处理模块。数据处理模块包括数据源接口组和供电接口组，数据处理模块通过数据源接口组连接至多个数据源，数据处理模块通过供电接口组电连接至供电输出接口。本实用新型提供了两种电源输入接口，兼容市面上大多数电子设备的充电器，方便了供电；兼容了多种数据的输入和输出，可以处理更多类型的数据，适用于图像应用领域和无线电领域等领域的数据处理，解决了现有技术中数据源覆盖窄的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于数据处理技术领域，具体涉及一种数据处理装置。
背景技术
数据预处理技术领域对数据源的需求越来越多元化、数据带宽要求越来越高，对本地大容量、高带宽存储功能的需求愈加强烈。对数据预处理装置要求趋向于系统级别，需要它具有很强的综合数据处理能力，即单个小型装置里面既要有核心处理器，又要有丰富的外设，还要有匹配或足够的本地内存和本地大容量硬盘存储设备。同时，单核处理器也不能满足多元化的数据处理需求，处理器多核化是必然的趋势。而且，数据多元化也对应需要不同架构的核心处理器，以匹配不同领域的数据处理要求。
在现有技术中，数据预处理平台装置存在数据源覆盖面窄以及供电接口不统一的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种数据处理装置，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种数据处理装置，包括电源输入模块和数据处理模块，所述电源输入模块供电至数据处理模块；
所述电源输入模块上设置有供电输入接口组和供电输出接口，所述电源输入模块通过供电输入接口组电连接至多个电源，所述电源输入模块通过供电输出接口供电至数据处理模块；
所述数据处理模块包括数据源接口组和供电接口组，所述数据处理模块通过数据源接口组连接至多个数据源，所述数据处理模块通过供电接口组电连接至供电输出接口。
进一步地，所述供电输入接口组包括PCIE金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口，所述电源输入模块通过PCIE金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口电连接至多个电源。
进一步地，所述数据处理模块包括DSP芯片和电性连接至DSP芯片的Zynq芯片；所述数据源接口组包括第一数据源接口和第二数据源接口，所述供电接口组包括第一供电接口和第二供电接口；
所述DSP芯片通过第一数据源接口连接至多个第一数据源，所述DSP芯片通过第一供电接口电连接至供电输出接口；
所述Zynq芯片通过第二数据源接口连接至多个第二数据源，所述Zynq芯片通过第二供电接口电连接至供电输出接口。
进一步地，所述DSP芯片通过GPIO接口、并行总线和串行总线电性连接至Zynq芯片。
进一步地，所述第一数据源接口包括第一千兆网口、音频I/O口、第一DDR3内存接口以及PCIE接口；所述多个第一数据源包括第一网络数据源、音频源、第一DDR3内存数据源和服务器数据源；
所述第一千兆网口设置于DSP芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第一网络数据源；所述音频I/O口设置于DSP芯片的Audio/Mic功能引脚上，其连接至音频源；所述第一DDR3内存数据源设置于DSP芯片的DDR3 EMIF功能引脚上，其连接至第一DDR3内存数据源；所述PCIE接口设置于DSP芯片的PCIE功能引脚上，其连接至服务器数据源。
进一步地，所述第二数据源接口包括第二千兆网口、USB扩展外设接口、第二DDR3内存接口、SD存储卡接口、调试串口、图像传感器输入接口、4KHDMI输出接口、Full Cameralink数据传输接口、固态硬盘接口、万兆光纤接口以及FMC扩展接口；
所述多个第二数据源包括第二网络数据源、USB设备数据源、第二DDR3内存数据源、SD存储卡数据源、串行调试数据源、图像传感器数据源、4K图像数据源、Camera link工业图像数据源、固态硬盘数据源、第三网络数据源以及FMC扩展设备数据源；
所述第二千兆网口设置于Zynq芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第二网络数据源；所述USB扩展外设接口设置于Zynq芯片的USB Type-A功能引脚上，其连接至USB设备数据源；所述第二DDR3内存接口设置于Zynq芯片的DDR3 EMIF功能引脚上，其连接至第二DDR3内存数据源；所述SD存储卡接口设置于Zynq芯片的SDIO功能引脚上，其连接至SD存储卡数据源；所述调试串口设置于Zynq芯片的USB Type-C功能引脚上，其连接至串行调试数据源；所述图像传感器输入接口设置于Zynq芯片的FFC功能引脚上，其连接至图像传感器数据源；所述4K HDMI输出接口设置于Zynq芯片的HDMI功能引脚上，其连接至4K图像数据源；所述Full Camera link数据传输接口设置于Zynq芯片的MDR26功能引脚上，其连接至Cameralink工业图像数据源；所述固态硬盘接口设置于Zynq芯片的M.2M-Key功能引脚上，其连接至固态硬盘数据源；所述万兆光纤接口设置于Zynq芯片的SFP+功能引脚上，其连接至第三网络数据源；所述FMC扩展接口设置于Zynq芯片的FMC功能引脚上，其连接至FMC扩展设备数据源。
有益效果：
(1)本实用新型设置有供电输入接口组，兼容了标准的PCIE金手指供电和USBType-C PD供电，可以兼容市面上大多数电子设备的充电器，使数据处理装置的供电更加方便。
(2)本实用新型设置有数据源接口组，兼容了多种数据的输入和输出，可以处理更多的数据，可以适用于图像应用领域和无线电领域等多个领域的数据处理，解决了现有技术中数据源覆盖窄的问题。
(3)本实用新型的数据处理模块包括Zynq芯片和DSP芯片，可以通过Zynq芯片实现监控、指令下发、低带宽数据传输等简单控制、数据传输、处理功能、外设扩展、并行数据运算、大数据搬移以及矩阵运算等需要高并发能力的数据预处理功能；可以通过DSP芯片实现复杂的算法运算。
(4)本实用新型设置有万兆光纤接口，在要求高带宽通信、光电隔离应用场景提供了数据传输通道。
(5)本实用新型提供双千兆网口，满足市场对双网口的需求，可应用于普通以太网服务，也可结合图像视频数据源应用于GigE网络图像视频服务。
(6)本实用新型提供了固态硬盘接口，可以连接至NVMe/SATA固态硬盘，为各种数据源的应用提供了大容量、高带宽的本地存储能力。
(7)本实用新型提供了DDR3内存，给核心处理器提供高速本地缓存，提高综合处理速度。
(8)本实用新型提供了PCIE接口，实现了与服务器进行直接高速数据传输的能力，服务器可借此PCIE接口实现对本地大容量NVMe/SATA固态硬盘的访问，无需插拔固态硬盘。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种数据处理装置示意图。
图2为本实用新型提供的数据处理模块示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，一种数据处理装置，包括电源输入模块和数据处理模块，电源输入模块与数据处理模块电连接。
电源输入模块上设置有供电输入接口组和供电输出接口，电源输入模块通过供电输入接口组电连接至多个电源，电源输入模块通过供电输出接口供电至数据处理模块。数据处理模块包括数据源接口组和供电接口组，数据处理模块通过数据源接口组连接至多个数据源，数据处理模块通过供电接口组电连接至供电输出接口。
供电输入接口组包括PCIE(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口，电源输入模块通过PCIE金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口电连接至多个电源。
可选的，当电源输入模块连接至多个电源时，可以只保留一个电源，通过电源输入模块断开其他电源。通过兼容PCIE金手指供电和USB Type-C PD供电，解决了现有技术中数据处理平台供电接口形式不统一，导致的使用不便捷的问题，使本申请提供的数据处理装置能够兼容市面上大多数电子设备的供电接头，极大地提高了装置供电的便捷性。
当电源输入模块连接到电源时，对电源输入的电压进行处理，将输入的电压转换为数据处理模块所需要的电压。
数据处理模块包括DSP(digital signal processing，数字信号处理)芯片和电性连接至DSP芯片的Zynq芯片；数据源接口组包括第一数据源接口和第二数据源接口，供电接口组包括第一供电接口和第二供电接口。DSP芯片通过第一数据源接口连接至多个第一数据源，DSP芯片通过第一供电接口电连接至供电输出接口。Zynq芯片通过第二数据源接口连接至多个第二数据源，Zynq芯片通过第二供电接口电连接至供电输出接口。DSP芯片通过GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出端口)接口、并行总线和串行总线电性连接至Zynq芯片。
在本实施例中，Zynq芯片所采用的型号为XC7Z045FFG676，DSP芯片所采用的型号为TMS320C6657CZHA。
第一数据源接口包括第一千兆网口、音频I/O(Input/Output，输入/输出)口、第一DDR3内存接口以及PCIE接口；多个第一数据源包括第一网络数据源、音频源、第一DDR3内存数据源和服务器数据源。
在本实施例中，音频源包括立体音频输入、输出，以及麦克风输入数据，提供音频数据承载和综合处理能力。第一DDR3内存数据源包括DDR3内存中的缓存数据。服务器数据源可以为PCIE高速数据源，其采用PCI(Peripheral Component Interconnect，定义局部总线标准)Express 2.0协议，2个通道，每个通道5Gbps传输带宽，总共可提供10Gbps PCIE数据传输带宽。PCIE高速数据源直接与PCIE主机通过DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)机制实现高速数据交换。通过PCIE接口与服务器进行直接高速数据传输，服务器可借此PCIE接口实现对本地大容量NVMe/SATA固态硬盘的访问，无需插拔固态硬盘。
第一千兆网口设置于DSP芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第一网络数据源；音频I/O口设置于DSP芯片的Audio/Mic功能引脚上，其连接至音频源；第一DDR3内存数据源设置于DSP芯片的DDR3 EMIF(External Memory Interface，外部存储器接口)功能引脚上，其连接至第一DDR3内存数据源；PCIE接口设置于DSP芯片的PCIE功能引脚上，其连接至服务器数据源。
第二数据源接口包括第二千兆网口、USB扩展外设接口、第二DDR3内存接口、SD存储卡接口、调试串口、图像传感器输入接口、4K HDMI输出接口、Full Camera link(CameraLink标准规范的full模式)数据传输接口、固态硬盘接口、万兆光纤接口以及FMC(FPGAMezzanine Card，FPGA中间层板卡)扩展接口。
在本实施例中，USB扩展外设接口可以扩展USB外设，比如U盘、移动硬盘、鼠标、键盘等；第二DDR3内存接口用于连接DDR3高速缓存；SD存储卡接口采用SDIO(Secure DigitalInput and Output，安全数字输入输出卡)接口形式，可搭载系统启动信息，实现系统交互操作；调试串口采用统一的USB Type-C接口，统一接口形式，简化系统线缆种类。
多个第二数据源包括第二网络数据源、USB设备数据源、第二DDR3内存数据源、SD存储卡数据源、串行调试数据源、图像传感器数据源、4K图像数据源、Camera link工业图像数据源、固态硬盘数据源、第三网络数据源以及FMC扩展设备数据源。
在本实施例中，Zynq芯片包括PS(Processing System，处理系统)端和PL(Programmable Logic，可编程逻辑)端，PS端设置有ARM(Advanced RISC Machines，ARM处理器)，PL端设置有FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)。其中第二千兆网口、USB扩展外设接口、第二DDR3内存接口、SD存储卡接口和调试串口设置于ARM上，图像传感器输入接口、4K HDMI输出接口、Full Camera link数据传输接口、固态硬盘接口、万兆光纤接口以及FMC扩展接口设置于FPGA上。
4K图像数据源采用专用4K HDMI芯片，并由Zynq SoC中的PL端驱动所述4K HDMI芯片，提供4K高清图像数据源输出。
Camera link工业图像数据源可灵活配置成Full、Medium或Base三种模式，可配置为输入数据源，采集外部Camera link相机图像数据；也可配置为输出数据源，驱动外部采集设备，提供图像数据源。
图像传感器数据源采用双路FFC(Flexible Flat Cable，柔性扁平电缆)接口的形式，对接CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器，获取原始图像采样数据，实现双目视觉功能。
万兆光纤接口使用SFP+(Small Form-factor Pluggables，小封装可插拔光模块)光口形式，提供高达10Gbps的数据传输带宽。所述万兆光纤数据源可采用标准以太网协议，对接服务器、交换机的万兆网络，也可采用私有协议，实现万兆光纤数据源传输协议的软件可定义。
第一千兆网口和第二千兆网口组成千兆双网口，满足市场对双网口的需求，可应用于普通以太网服务，也可结合图像视频数据源应用于GigE(千兆以太网)网络图像视频服务。
固态硬盘数据源采用标准的M.2M-KEY接口形式，采用NVMe协议，也可使用传统SATA协议，为系统提供大容量、高带宽的本地数据存储能力。
FMC扩展设备数据源可以借助FMC标准接插件，可接入高速AD采样数据(由模拟信号转换为数字信号的数据)，也可输出高速DA样本数据(由数字信号转换为模拟信号的数据)，实现高速数据源的高可扩展性。
第二千兆网口设置于Zynq芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第二网络数据源；USB扩展外设接口设置于Zynq芯片的USB Type-A功能引脚上，其连接至USB设备数据源；第二DDR3内存接口设置于Zynq芯片的DDR3 EMIF功能引脚上，其连接至第二DDR3内存数据源；SD存储卡接口设置于Zynq芯片的SDIO功能引脚上，其连接至SD存储卡数据源；调试串口设置于Zynq芯片的USB Type-C功能引脚上，其连接至串行调试数据源；图像传感器输入接口设置于Zynq芯片的FFC功能引脚上，其连接至图像传感器数据源；4K HDMI输出接口设置于Zynq芯片的HDMI功能引脚上，其连接至4K图像数据源；Full Camera link数据传输接口设置于Zynq芯片的MDR26功能引脚上，其连接至Camera link工业图像数据源；固态硬盘接口设置于Zynq芯片的M.2M-Key功能引脚上，其连接至固态硬盘数据源；万兆光纤接口设置于Zynq芯片的SFP+功能引脚上，其连接至第三网络数据源；FMC扩展接口设置于Zynq芯片的FMC功能引脚上，其连接至FMC扩展设备数据源。
本实用新型的工作原理为：供电部分，通过PCIE金手指供电输入接口或USB Type-C PD供电输入接口连接至外部电源，并经过电源输入模块进行电压转换后，通过供电输出接口输出适用于数据处理模块的电压；
数据处理部分，通过第一供电口和第二供电口接收供电输出接口的输出电压，为数据处理模块进行供电；在整个工作过程中，Zynq芯片中的ARM部分执行监控、指令下发、低带宽数据传输等简单控制、数据传输和处理操作，Zynq芯片中的FPGA部分执行外设扩展、并行数据运算、大数据搬移、矩阵运算等需要高并发能力的数据预处理操作。DSP芯片执行复杂的算法运算，比如FFT、图像处理等，Zynq芯片与DSP芯片可以互相通信。
通过调试串口构建任务，选择任务执行芯片为Zynq芯片或DSP芯片，通过各个接口采集对应数据源的数据，并选择对应数据执行任务。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数据处理装置，其特征在于，包括电源输入模块和数据处理模块，所述电源输入模块供电至数据处理模块；
所述电源输入模块上设置有供电输入接口组和供电输出接口，所述电源输入模块通过供电输入接口组电连接至多个电源，所述电源输入模块通过供电输出接口供电至数据处理模块；
所述数据处理模块包括数据源接口组和供电接口组，所述数据处理模块通过数据源接口组连接至多个数据源，所述数据处理模块通过供电接口组电连接至供电输出接口。
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，所述供电输入接口组包括PCIE金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口，所述电源输入模块通过PCIE金手指供电输入接口和USB Type-C PD供电输入接口电连接至多个电源。
3.根据权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，所述数据处理模块包括DSP芯片和电性连接至DSP芯片的Zynq芯片；所述数据源接口组包括第一数据源接口和第二数据源接口，所述供电接口组包括第一供电接口和第二供电接口；
所述DSP芯片通过第一数据源接口连接至多个第一数据源，所述DSP芯片通过第一供电接口电连接至供电输出接口；
所述Zynq芯片通过第二数据源接口连接至多个第二数据源，所述Zynq芯片通过第二供电接口电连接至供电输出接口。
4.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，所述DSP芯片通过GPIO接口、并行总线和串行总线电性连接至Zynq芯片。
5.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，所述第一数据源接口包括第一千兆网口、音频I/O口、第一DDR3内存接口以及PCIE接口；所述多个第一数据源包括第一网络数据源、音频源、第一DDR3内存数据源和服务器数据源；
所述第一千兆网口设置于DSP芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第一网络数据源；所述音频I/O口设置于DSP芯片的Audio/Mic功能引脚上，其连接至音频源；所述第一DDR3内存数据源设置于DSP芯片的DDR3 EMIF功能引脚上，其连接至第一DDR3内存数据源；所述PCIE接口设置于DSP芯片的PCIE功能引脚上，其连接至服务器数据源。
6.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，所述第二数据源接口包括第二千兆网口、USB扩展外设接口、第二DDR3内存接口、SD存储卡接口、调试串口、图像传感器输入接口、4K HDMI输出接口、Full Camera link数据传输接口、固态硬盘接口、万兆光纤接口以及FMC扩展接口；
所述多个第二数据源包括第二网络数据源、USB设备数据源、第二DDR3内存数据源、SD存储卡数据源、串行调试数据源、图像传感器数据源、4K图像数据源、Camera link工业图像数据源、固态硬盘数据源、第三网络数据源以及FMC扩展设备数据源；
所述第二千兆网口设置于Zynq芯片的RJ45功能引脚上，其连接至第二网络数据源；所述USB扩展外设接口设置于Zynq芯片的USB Type-A功能引脚上，其连接至USB设备数据源；所述第二DDR3内存接口设置于Zynq芯片的DDR3 EMIF功能引脚上，其连接至第二DDR3内存数据源；所述SD存储卡接口设置于Zynq芯片的SDIO功能引脚上，其连接至SD存储卡数据源；所述调试串口设置于Zynq芯片的USB Type-C功能引脚上，其连接至串行调试数据源；所述图像传感器输入接口设置于Zynq芯片的FFC功能引脚上，其连接至图像传感器数据源；所述4K HDMI输出接口设置于Zynq芯片的HDMI功能引脚上，其连接至4K图像数据源；所述FullCamera link数据传输接口设置于Zynq芯片的MDR26功能引脚上，其连接至Camera link工业图像数据源；所述固态硬盘接口设置于Zynq芯片的M.2M-Key功能引脚上，其连接至固态硬盘数据源；
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