CN218006270U - 一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及网络传输技术领域,具体的说是一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置。包括:处理器模块、时钟模块、通信模块、驱动输出模块以及数据总线,所述处理器模块、通信模块、驱动输出模块分别与数据处理芯片相连,所述处理器模块还与时钟模块相连,所述数据总线分别于时钟模块、通信模块以及驱动输出模块相连。通过本实用新型,解决了高数据量的传输、传输通信网络原因而产生计算机宕机、多种通信方式的选择而制约低效的瓶颈。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络传输技术领域,具体的说是一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置。
背景技术
数据传输作为一种重要的联机传输设备,主要用于传输和采集大量的数据。由于数据量多达几十个GB,乃至上百GB,所以,如何可以提高数据传输到计算机的时间就成为我们计算机领域对数据处理的发展的一个很重要的因素。目前,USB3.0接口在行业市场上已经非常普及了,且具有即插即用、传输速度快、兼容性强等优点,已经成为目前大众使用较多、技术比较成熟的传输装置了。根据资料及实测,这种方式的传输速率可达500MB/s,且此装置只具有数据传输功能。并且无法进行传输时间和时间间隔处理的功能,这种情况下在多应用的场合还需要进行人工的采集和识别定义,效率也会非常低。另外在数据传输过程中,出现断网、网络故障等情况出现,需要查原因,重新连接,数据就会终止或需要重新传递,无法进行自动识别安全网络环境自动无缝连接进行安全、有效、高效的传输。
实用新型内容
通过本实用新型,解决了高数据量的传输、传输通信网络原因而产生计算机宕机、多种通信方式的选择而制约低效的瓶颈。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,包括:处理器模块、时钟模块、通信模块、驱动输出模块以及数据总线,所述处理器模块、通信模块、驱动输出模块分别与数据处理芯片相连,所述处理器模块还与时钟模块相连,所述数据总线分别于时钟模块、通信模块以及驱动输出模块相连。
还包括与处理器芯片相连的电源模块。
还包括与处理器芯片相连的存储模块。
所述处理器模块为ARM核处理器、GPU画面处理器以及NPU神经网络处理器中的至少一种。
所述时钟模块包括顺序连接的放大器、耦合器以及计时器,还包括与耦合器相连的时钟单元,所述放大器与处理器模块相连,所述计时器和时钟单元分别与数据总线相连。
所述通信模块包括调制适配芯片以及分别与其连接的高频放大器、保护装置以及调制解调装置,所述调制适配芯片与数据处理芯片相连,所述调制解调装置与数据总线相连。
所述驱动输出模块包括顺序连接的CPU单元处理器、MIPI DSI、显示驱动模块以及数据输出模块,所述CPU单元处理器与数据处理芯片相连,所述数据输出模与数据总线相连。
所述数据处理芯片与USB 3.0接口相连。
所述数据总线与若干接口相连。
所述接口包括:数据接口、有线网络接口、无线网络接口、音视频接口中的至少一种。
本实用新型具有以下有益效果及优点:
本实用新型高于目前usb3.0的传输速率的基础上实现传输时间和时间间隔处理的功能,可在多场景应用提高识别传输效率。在数据传输过程中,出现断网、网络故障等情况出现,可以进行自动识别安全网络环境自动无缝连接进行安全、有效、高效的传输。
附图说明
图1为本实用新型的装置框架图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和有点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
本实用新型设计了以CPU主控制器为控制中心,NOR FLASH为高速大容量缓存,USB3.0接口作为与计算机进行数据通信接口的高速数据传输电路,实现了将记录器中的大容量数据高速可靠的传入计算机,并且通过设计的放大器模块、耦合器模块、计时器及终端处理单元模块对USB3.0进行了改进和加工,以高频放大器为中心,配合保护装置,通过调制适配芯片,对此传输过程进行保护和调配,进而提高了usb数据传输的速率并且可以兼具自定义传输时间和时间间隔的功能。
同时,基于usb传输的功能的基础上,利用低耗能的nRF905芯片,通过AN-1065处理单元与无线网络、有线网络信号进行有机的结合,由DSP多项信号耦合器调配模块进行有效识别,通过加密保护的方式可以做到无感安全识别通信方式,通过多种通信方式对无感数据进行高速、高效、安全的传输。
本实用新型的一种数据源抽取可传输装置,它包括电源模块,处理器模块,内存模块,通信模块。
所述的电源模块,选用高功率,高效率和高可靠性的专用芯片,输入5V直流电压,输出芯片可用的5V、3.3V,用于驱动处理器模块,内存模块,通信模块。
所述处理器模块,采用SOC设计,集成控制用的ARM核处理器、图像处理用GPU处理器、神经网络NPU处理器。ARM核处理器用于控制内存模块,通信模块协同工作;图像处理用GPU处理器用于可视化配置数据抽取和数据传输的参数;神经网络NPU处理器用于利用人工智能识别数据源的类型、数据格式等。
所述内存模块,采用DDR3RAM,用于存储需处理的数据,为数据处理提供临时存储单元。
所述的通信模块,支持PoE的千兆以太网、WiFi接口、无线4G网络接口、PCle 2.0接口、SDIO输入/输出、UART接口、USB接口。PoE的千兆以太网、WiFi接口、无线4G网络接口用于将抽取数据传输至目标服务器,支持有线传输和无线传输多种方式;PCle 2.0接口用于扩展硬件其他功能;SDIO输入/输出用与连接开关机、控制灯等I/O控制逻辑单元;UART接口可连接串口或Modbus等控制单元;USB接口可用来连接手持控制端进行参数配置。
本实用新型支持有线传输,上面具有网口设计、USB设计;无线传输,支持蓝牙、4G、WIFI、局域网。可以自定义传输时间及间隔,并且很好的控制了耗能
如附图1所示,本实用新型由电源模块,处理器模块,驱动输出模块,通信模块、存储模块组成。
(1)所述的电源模块,选用高功率,高效率和高可靠性的专用芯片,输入5V直流电压,输出芯片可用的5V、3.3V,用于驱动处理器模块,内存模块,通信模块。采用MPS厂商提供的MP62171ES-3芯片,该芯片具有3.3v/5v,单通道1.5A限流配电开关的性能特点,具有内部电流限制功能,可以防止由于错误的负载条件而损坏主机设备。实现精确的电流限制并提供高达1.5A的连续输出电流。它通过连接一个外部电阻提供60mA至1.7A(典型值)范围的可调电流限制,精度为±10%。该开关包括一个88mΩN-沟道功率MOSFET,可在2.5V至5.5V的输入电压范围内工作。还具有内置保护功能,可防止过流和增加的热应力。它通过进入恒流模式来限制电流,从而提供过流保护。当内部温度达到不安全水平时,器件将关闭;当温度降低约10℃后恢复。它提供了内置软启动功能,可控制输出电压的上升和下降时间,以限制初始浪涌电流和电压浪涌。其反向电压保护功能可关断MOSFET以保护器件。当过流或过热时,输出将报告故障模式(低电平)。低功耗设计,通过USB-C端口,通过“新一代QC/PD协议IC”提供QC/PD电源支持。
连接方式:引脚1是接地,引脚2和3是输入2.7-5.5V输入电压,引脚6、7、8是电源分配的输出引脚。
(2)所述的处理器模块,采用SOC设计,集成控制用的ARM核处理器、图像处理用GPU处理器、神经网络NPU处理器。ARM核处理器用于控制内存模块,通信模块协同工作。ARM公司提供的内核,生产的独具特色的芯片,即所谓ARM核处理器。ARM7TDMI处理器核增加了64位乘法指令、支持片上调试、Thumb指令集和EmbeddedICE片上断点和观察点,另外核大量使用FLASH(闪存);图像处理用GPU处理器用于可视化配置数据抽取和数据传输的参数,该处理器具有帧缓存总量1G DDR3,显存带宽25.6GB/S,数字最高显示分辨率@60HZ为2560*1600,显卡最大功率40W,选用Adreno品牌的型号为Adreno200;神经网络NPU处理器用于利用人工智能识别数据源的类型、数据格式等,可以在HIAI架构下AI性能密度大幅优于CPU和GPU,可以用更少的能耗更快的完成更多的任务,大幅提升芯片的运算效率。该处理器为八核心设计,由4个主频为2.4GHz的Cortex-A73大内核与4个主频1.8GHz的Cortex-A53内核组成。运算能力达到1.92TFLOPs。
连接方式:ARM核处理器选用ARM7TDMI型号的芯片,它由地址寄存器连接地址增量器,通过地址增量器输出的增量器通道分别又输送给地址寄存器和寄存器库(31*32位寄存器)(6个状态寄存器),寄存器库又通过数据传输路与移动装置与32位的算数逻辑单元进行逻辑运算。寄存器库同时又将数据流给到写数据寄存器,并与指令流水线读取数据寄存器和指令解码器进入到指令解码与控制台进行处理数据。同时,并行与型号为Adreno200的GUP处理器,它通过内部的统一渲染模块、Tiled渲染模块、FlexRender技术模块、PCF阴影处理、动态硬件曲面细分着色器(Tessellation)、纹理支持模块进行统一的对画面的处理;NPU神经网络处理器选用型号为Hexagon 690,它又调制接收器,通过接收频率范围为76-10SMHz调频信号,通过滤波器将所需的无线电频率信号从天线接收到的更多信号分离出来,该放大器将增加调频复合信号解调过程中的信号功率,从而完成对网络信号的处理。
(3)所述的内存模块,采用DDR3RAM,用于存储需处理的数据,为数据处理提供临时存储单元。DDR3采用8bit预取,可提供更高的传输速率(2133MT/s);更低的工作电压(1.5V,DDR2工作电压为1.8V),另外采用了不同的封装工艺,因此能耗更低。
连接方式:选用美光的MT41K256M32,它的引脚分为两大类,数据引脚和电源引脚。电源引脚包括整个DDR3供电的VDD,整个DDR3的地线VSS,为数据引脚供电的VDDQ,为数据传输提供电压的VREFDQ以及为DDR3的地址、命令、控制提供参考电压的VREFCA。当CS信号为高电平时,取消选择命令有效。避免了与正在运行指令的冲突,进而避免错误发生。当CS信号为低电平时,空操作有效,为了防止在等待指令期间指令寄存器的下油条指令被读取,从而造成不需要的错误或结果。长校准用于加电初始化和复位校准,当指令到来时根据系统的状态在任意时刻由控制器发出。DDR3RAM内存模块通过与数据通道、控制模块、I/O模块相连,而控制器模块又与初始化模块、状态控制模块、命令产生模块、刷新技术模块相连,从整体上讲,时钟模块将系统时钟转化为控制器使用的时钟输入控制模块,为控制模块提供时钟信号。控制模块接收CPU命令,控制数据通道的开启、关闭,以及读写通道的选择。
(4)所述的通信模块,支持PoE的千兆以太网、WiFi接口、无线4G网络接口、PCle2.0接口、SDIO输入/输出、UART接口、USB接口。PoE的千兆以太网、WiFi接口、无线4G网络接口用于将抽取数据传输至目标服务器,支持有线传输和无线传输多种方式;PCle 2.0接口用于扩展硬件其他功能,采用标准RJ45口,兼容2.5Gbps、1Gbps和100Mbps网络标准,具有双色LED灯;SDIO输入/输出用与连接开关机、控制灯等I/O控制逻辑单元,选用了BL-R8189RM2是一款高性能、低功耗、体积小SDIO接口无线模组,符合IEEE802.11N标准,并向下兼容IEEE802.11B/G标准,支持IEEE 802.11i安全协议,以及IEEE 802.11e标准服务质量,其极高的兼容性,能够快速、方便的与无线设备互相联通,支持最新的64/128位WEP数据加密,支持WPA-PSK/WPA2-PSK,WPA/WPA2安全机制,无线传输速率高达150M,是普通11B产品的10倍;UART接口可连接串口或Modbus等控制单元,选用XR17v358的一种单芯片8通道的PCIExpress(PCIe)UART,单车道的v358PCIE桥8个独立的增强16550兼容的UART,符合PCIe Gen1(2 2.5gt/s)。每个UART的v358有许多增强功能,如256字节TX和RX FIFO的可编程小数波特率发生器,自动硬件或软件流控制,自动RS-485半双工控制、可编程TX和RX FIFO的触发水平,TX和Rx FIFO计数器、红外模式,数据速率高达25mbps;USB接口可用来连接手持控制端进行参数配置,2个USB 2.0接口,2个USB 3.0(1个OTG+1个HOST)接口,均可在SATA模式下配置,使用SATA转接线缆。USB传输的功能的基础上,利用低耗能的nRF905芯片,通过AN-1065处理单元与无线网络、有线网络信号进行有机的结合,由DSP多项信号耦合器调配模块进行有效识别,通过加密保护的方式可以做到无感安全识别通信方式。
连接方式:通过连接高频放大器,将所接收的的信号进行放大,在放大过程中会产生部分的错误信息,两者再通过连接的调制适配芯片进行信号的进一步调制信号。SDIO通过连接的I/O控制逻辑单元,I/O控制逻辑单元通过与BL-R8189RM2无线模组的连接,实现快速、方便的与无线设备互相联通;XR17v358的一种单芯片8通道的PCI Express(PCIe)UART与逻辑数据单元对接,nRF905芯片通过AN-1065处理单元与无线网络、有线网络信号进行有机的结合,这些逻辑控制单元再统一汇总到继电器逻辑控制器进行多口的通信信号传输。
(5)所述的存储模块:可插入eMMC模块;MicroSD卡槽;带有PCle 3.0x2车道的NVMeM M键槽;4MB SPI flash,支持NVMe引导(TBC)视频输出。MMC卡它是一种非易失性存储器件,体积小巧,容量大,耗电量低,传输速度快,广泛应用于消费类电子产品中,选用的是操作电压:2.7V~3.6V。MMC卡时钟频率是20MHz,比SD卡少两个触电,只有1位数据带宽,所以最大传输速率为2.5MB/s。MicroSD卡是安全数码卡,是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。它在MMC的基础上发展而来,增加了两个主要特色:SD卡强调数据的安全,可以设定所储存的使用权限,防止数据被他人复制,选用的是可变时钟频率:0-25MHz;通信电压范围:2.0-3.6V;工作电压范围:2.0-3.6V;低电压消耗:自动断电及自动睡醒,智能电源管理;数据寿命:10万次编程/擦除;正向兼容MMC卡;卡片带电插拔保护;具备写保护开关;SD卡运行在25MHz的时钟频率上,数据带宽是4位,因此最大传输速率是12.5MB/s(12.5兆字节每秒)。选用的是AT24C02,该模块是一个2K位串行CMOS E2PROM,内部含有256个8位字节,选用了CATALYST公司的先进CMOS技术上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作,有一个专门的写保护功能。
连接方式:存储模块时连接到主控制器的模块装置,前端进来的数据与启停逻辑模块连接,实现开始和停止的逻辑,再通过与之连接的串行逻辑控制单元对其进行逻辑分析,判断出一个信号给与之连接的数据字段计数器,如为是则传到数据总控制器进行存储,如为否则传到数据恢复模块进行暂存,直到为合格时,会将在数据恢复模块的数据进行重新传输。
(6)另外本实用新型还搭载了音视频输出模块,视频模块采用HDMI2.0端口可达4Kp60;1x MIPI DSI连接器。音频模块采用3.5mm音频插口,数字音频通过HDMI摄像头-1xMIPI CSI连接器。
连接方式:通过单元CPU处理器与MIPI DSI进行连接,再通过显示驱动模块对传来的音视频信号进行信号的加宽、转换,再经过改造过的加密狗(通过增加判断耦合装置,对信号信息加密,但不会破坏原有信息的数据质量)。
本实用新型的高速传输兼容多种无感识别通信方式装置总体连接实现方式:USB3.0接口接入数据处理芯片,通过数量数据处理器内的地址寄存器连接地址增量器5、6引脚,通过地址增量器输出的增量器通道分别又输送给地址寄存器和寄存器库(31*32位寄存器)(6个状态寄存器),寄存器库又通过数据传输路与移动装置与32位的算数逻辑单元进行逻辑运算。寄存器库同时又将数据流给到写数据寄存器,并与指令流水线读取数据寄存器和指令解码器进入到指令解码与控制台进行处理数据。再连接内置具有通讯协助能力的ARM核处理器、具有可视化数据抽取核数据传输的GUP画面处理器、具有人工智能识别数据类型核格式的NPU神经网络处理器,并通过处理器模块内新增自改造功能添加的计时器和时钟单元进行数据进行有效的自定义和传输间隔时间进行传输。使处理器模块实现数据传输的速率提升。
通过数据处理芯片与高频放大器连接,再用数据处理芯片与通信保护芯片相连,高频放大器与调试适配器相连,通信保护芯片与调制适配器相连,完成通信信号的传输,最后由逻辑控制单元再统一汇总到继电器逻辑控制器进行多口的通信信号传输。
通过数据处理芯片与CPU单元处理器相连,由MIPI DSI和数据通道完成接口通信协议,与显示驱动模块相连,完成音视频信号的处理。通过双线接口控制通道与CMOS图像传感器图像传感器I2C总线连接,图像直接接入8位并行外设接口,完成处理器与音视频外设的连接。
电源模块和存储模块分别与主控制器连接,再通过数据总线方式进行数据的高速传输和无感识别通信。通过本实用新型有效的解决了数据传输的实时性、高传输速率、安全性,实现数据网络通信高速无缝、无感链接,让现在高速信息发展的当今,还解决了数据传输过程中,出现断网、网络故障等情况出现,需要查原因,重新连接,数据就会自动缓存并将进行安全加密处理,并进行自动识别安全网络环境自动无缝连接进行安全、有效、高效的传输。时间成本和人力成本会得到很大的提升。
Claims (10)
1.一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,包括:处理器模块、时钟模块、通信模块、驱动输出模块以及数据总线,所述处理器模块、通信模块、驱动输出模块分别与数据处理芯片相连,所述处理器模块还与时钟模块相连,所述数据总线分别于时钟模块、通信模块以及驱动输出模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,还包括与处理器芯片相连的电源模块。
3.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,还包括与处理器芯片相连的存储模块。
4.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述处理器模块为ARM核处理器、GPU画面处理器以及NPU神经网络处理器中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述时钟模块包括顺序连接的放大器、耦合器以及计时器,还包括与耦合器相连的时钟单元,所述放大器与处理器模块相连,所述计时器和时钟单元分别与数据总线相连。
6.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述通信模块包括调制适配芯片以及分别与其连接的高频放大器、保护装置以及调制解调装置,所述调制适配芯片与数据处理芯片相连,所述调制解调装置与数据总线相连。
7.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述驱动输出模块包括顺序连接的CPU单元处理器、MIPIDSI、显示驱动模块以及数据输出模块,所述CPU单元处理器与数据处理芯片相连,所述数据输出模与数据总线相连。
8.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述数据处理芯片与USB 3.0接口相连。
9.根据权利要求1所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述数据总线与若干接口相连。
10.根据权利要求9所述的一种高速传输兼容多种无感识别通信方式装置,其特征在于,所述接口包括:数据接口、有线网络接口、无线网络接口、音视频接口中的至少一种。
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