CN219695754U - 一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于IntelCoffeeLake平台的工控专用主板，包括主板主体，所述主板主体上设置有H310芯片组、PCIE‑PCI转换芯片、声卡芯片、BIOS芯片、显示转换芯片、以太网控制器一、以太网控制器二、USB扩展芯片、SIO芯片、串口电平转换芯片、TTL‑RS232转换芯片。本实用新型，本申请功能更加齐全，适用范围更广。
Description
技术领域
本实用新型涉及工控机主板技术领域，具体是一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板。
背景技术
工控机即工业控制计算机，它可作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行，而嵌入式工控机是一种加固的增强型工业计算机。工控是工业自动化控制，主要利用电气、机械、软件组合实现，即是工业控制或者是工厂自动化控制，利用计算机技术，微电子技术使得工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化并具有可控性及可视性。为了保证其平稳运行，在对其安装时应当保证其稳定性。
现有的工控机主板，其功能性较差，为此，我们提出一种基于Intel Eharlt Lake平台的工控机专用主板。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，包括主板主体和CPU，所述主板主体上设置有H310芯片组、PCIE-PCI转换芯片、声卡芯片、BIOS芯片、显示转换芯片、以太网控制器一、以太网控制器二、USB扩展芯片、SIO芯片、串口电平转换芯片、TTL-RS232转换芯片；所述主板主体上还设置有DDR4内存插槽1～4、PCIE X16插槽、EDP显示接口、HDMI显示接口、VGA显示接口、PCIEX4插槽1～2、PCI插槽1～4、MINI-PCIE插槽、SIM卡槽、SATA接口1～4、音频接口、RJ45以太网接口1～2、USB3.0TYPE A接口1～4、PS2键鼠接口、USB2.0 TYPE A接口1～3、双USB2.0插针1～2、风扇接口1～3、多模式串口1～2、RS232串口1～4、LPT并口。
优选的，所述PCIE X16插槽通过PEG X16信号与CPU直连。
优选的，所述MINI-PCIE插槽PCIE X1、USB2.0信号连接到芯片组，并通过SIM信号连接到SIM卡。
优选的，所述音频接口包括麦克风接口和耳机接口。
优选的，所述以太网控制器一、以太网控制器二连接到芯片组，并通过MDIO信号连接到RJ45以太网接口。
优选的，所述USB3.0 TYPE A接口1～4各通过一组USB3.0搭配一组USB2.0信号连接到芯片组，用于驱动各类USB3.0设备，并向下兼容USB2.0和USB1.1设备。
优选的，所述USB2.0 TYPE A接口1～3各通过一组信号与芯片组连接，用于驱动各类USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
优选的，所述USB扩展芯片通过USB2.0信号与芯片组相连，并将一组USB2.0信号扩展成4组USB2.0信号连接到双USB2.0插针1～2上，每个双USB2.0插针都连接有两组USB2.0信号，用于驱动USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
优选的，所述SIO芯片通过LPC总线与芯片组相连，并将LPC总线转化为一组LPT信线、一组PS2信号、3组风扇信号和6组UART串口信号；其中：
LPT信号连接到LPT并口，用于驱动LPT打印机设备；
PS2信号连接到PS2接口，用于驱动PS2键鼠；
2组UART信号连接到串口电平转换芯片，经芯片电平转换输出2组RS232/RS485/RS485串口信号，连接到多模式串口1～2，其模式可由跳线帽更改为RS232、RS485或RS422，用于与对应协议的串口设备通信；
另外4组UART信号连接到TTL-RS232转换芯片，经芯片转换输出2组RS232信号，与RS232串口连接，用于与RS232串口设备通信。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：PCIE X4插槽1～2共用一组PCIEX4信号与芯片组相连，可用于驱动各类高带宽PCIE设备；其中，这组PCIEX4信号可通过电容跳选配合软件配置为一组PCIEX4信号，或者两组PCIEX2信号，以实现以下两种规格：第一种，PCIE X4插槽1通过PCIEX4信号与芯片组相连实现单槽X4的带宽，而PCIE X4插槽则无信号连接，适用于对带宽要求高应用场景；第二种，PCIE X4插槽1-2各通过一组PCIEX2信号与芯片组相连，实现双槽均有PCIEX2的带宽；适用于对PCIE插槽数量要求多的应用场景；PCI插槽1～4经由PCIE-PCI转换芯片连接到芯片组，用于连接PCI设备；其中，PCIE-PCI转换芯片功能是实现PCIE-PCI信号的双向转换；Mini-PCIE插槽通过PCIE X1、USB2.0信号连接到芯片组，并通过SIM信号连接到SIM卡槽，可用于驱动WIFI-蓝牙模块，为工控机提供无线网络联连接和蓝牙功能支持；或用于驱动4G模块，实现4G网络连接。其中，PCIE X1信号可复用为SATA信号，因此也可通过硬件点选的方式连接到SATA1接口上；本申请功能更加齐全，适用范围更广。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，包括主板主体和CPU，所述主板主体上设置有H310芯片组、PCIE-PCI转换芯片、声卡芯片、BIOS芯片、显示转换芯片、以太网控制器一、以太网控制器二、USB扩展芯片、SIO芯片、串口电平转换芯片、TTL-RS232转换芯片；所述主板主体上还设置有DDR4内存插槽1～4、PCIEX16插槽、EDP显示接口、HDMI显示接口、VGA显示接口、PCIEX4插槽1～2、PCI插槽1～4、MINI-PCIE插槽、SIM卡槽、SATA接口1～4、音频接口、RJ45以太网接口1～2、USB3.0 TYPE A接口1～4、PS2键鼠接口、USB2.0 TYPE A接口1～3、双USB2.0插针1～2、风扇接口1～3、多模式串口1～2、RS232串口1～4、LPT并口。
优选的，所述PCIE X16插槽通过PEG X16信号与CPU直连。
优选的，所述MINI-PCIE插槽PCIE X1、USB2.0信号连接到芯片组，并通过SIM信号连接到SIM卡。
优选的，所述音频接口包括麦克风接口和耳机接口。
优选的，所述以太网控制器一、以太网控制器二连接到芯片组，并通过MDIO信号连接到RJ45以太网接口。
优选的，所述USB3.0 TYPE A接口1～4各通过一组USB3.0搭配一组USB2.0信号连接到芯片组，用于驱动各类USB3.0设备，并向下兼容USB2.0和USB1.1设备。
优选的，所述USB2.0 TYPE A接口1～3各通过一组信号与芯片组连接，用于驱动各类USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
优选的，所述USB扩展芯片通过USB2.0信号与芯片组相连，并将一组USB2.0信号扩展成4组USB2.0信号连接到双USB2.0插针1～2上，每个双USB2.0插针都连接有两组USB2.0信号，用于驱动USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
优选的，所述SIO芯片通过LPC总线与芯片组相连，并将LPC总线转化为一组LPT信线、一组PS2信号、3组风扇信号和6组UART串口信号；其中：
LPT信号连接到LPT并口，用于驱动LPT打印机设备；
PS2信号连接到PS2接口，用于驱动PS2键鼠；
2组UART信号连接到串口电平转换芯片，经芯片电平转换输出2组RS232/RS485/RS485串口信号，连接到多模式串口1～2，其模式可由跳线帽更改为RS232、RS485或RS422，用于与对应协议的串口设备通信；
另外4组UART信号连接到TTL-RS232转换芯片，经芯片转换输出2组RS232信号，与RS232串口连接，用于与RS232串口设备通信。
芯片间互连，包括：CPU分别与显示转换芯片、H310芯片组相连；H310芯片组分别与CPU、PCIE-PCI转换芯片，声卡芯片、BIOS芯片、以太网控制器一～2、USB扩展芯片、SIO芯片相连；SIO芯片分别与H310芯片组、串口电平转换芯片、TTL-RS232转换芯片相连；
芯片与接口间互连，包括：CPU分别与DDR4内存插槽1～4、PCIE X16插槽、EDP显示接口、HDMI显示接口；H310芯片组分别与PCIE X4插槽1～2、MINI_PCIE插槽、SATA接口1～4、USB2.0TPYE A接口1～3、RJ45以太网接口1～2、USB3.0 TYPEA接口1～4、双USB2.0插针1～2相连；SIO芯片分别与LPT并口、PS2键鼠接口、风扇接口相连；显示转换芯片与VGA显示接口相连；PCIE-PCI转换芯片与PCI插槽1-4相连；声卡芯片与音频接口相连；串口电平转换芯片与多模式串口1～2相连；TTL-RS232转换芯片与RS232接口1～2相连；USB扩展芯片与双USB2.0插针1～2相连；以太网控制器一～2分别与RRJ45以太网接口1～2相连；
接口与接口间互连，包括：MINI_PCIE插槽与SIM卡槽间相连。
主板上设有CPU插槽，可用于安装Intel Coffee Lake平台CPU，为工控机提供强大算力和显示输出，并提供DMI、DIMM、PEG等高带宽信号输出，用于驱动高速芯片或外设，包括：
DDR4内存插槽1～4通过DIMII信号与CPU插槽相连，用于安装高容量DDR4内存，为工控机多任务并行提供保障；
PCIE X16插槽通过PEG X16信号与CPU插槽相连，可用于驱动包括PCIE显卡在内的各类高带宽PCIE设备；
EDP显示接口通过EDP信号与CPU插槽相连，用于连EDP显示屏；
HDMI接口1通过DDI2信号连接到CPU插槽，用于连接HDMI屏。
VGA接口经由显示转换芯片、DDI3信号连接到CPU插槽，用于连接VGA显示屏；其中，显示转换芯片功能是将DDI3信号转化为VGA信号；
主板上设有H310芯片组，其通过DMI X4总线与CPU插槽相连，将CPU输出的DMI信号转化为PCIE、USB3.0、USB2.0、SATA、HDA、SPI、LPC等丰富的总线信号接口，以驱动各类高低速外设，包括：
PCIE X4插槽1～2共用一组PCIEX4信号与芯片组相连，可用于驱动各类高带宽PCIE设备；其中，这组PCIEX4信号可通过电容跳选配合软件配置为一组PCIEX4信号，或者两组PCIEX2信号，以实现以下两种规格：第一种，PCIE X4插槽1通过PCIEX4信号与芯片组相连实现单槽X4的带宽，而PCIE X4插槽则无信号连接，适用于对带宽要求高应用场景；第二种，PCIE X4插槽1-2各通过一组PCIEX2信号与芯片组相连，实现双槽均有PCIEX2的带宽；适用于对PCIE插槽数量要求多的应用场景；
PCI插槽1～4经由PCIE-PCI转换芯片连接到芯片组，用于连接PCI设备；其中，PCIE-PCI转换芯片功能是实现PCIE-PCI信号的双向转换；
Mini-PCIE插槽通过PCIE X1、USB2.0信号连接到芯片组，并通过SIM信号连接到SIM卡槽，可用于驱动WIFI-蓝牙模块，为工控机提供无线网络联连接和蓝牙功能支持；或用于驱动4G模块，实现4G网络连接。其中，PCIE X1信号可复用为SATA信号，因此也可通过硬件点选的方式连接到SATA1接口上；
SATA2～4各通过一组SATA信号连接到芯片组，用于连接SATA系统盘和SATA存储盘；
声卡芯片通过HDA信号连接到芯片组，并将HDA信号转化为耳麦音频信号连接到音频接口，用于连接耳机、麦克风设备。
以太网控制器一～2各通过一组PCIEX1信号与芯片组连接；RJ45以太网接口1～2各通过一组MDI信号分别与以太网控制器一～2连接，用于连接以太网；
USB3.0 TYPE A接口1～4通过各通过一组USB3.0搭配一组USB2.0信号连接到芯片组，用于驱动各类USB3.0设备，并向下兼容USB2.0和USB1.1设备。
USB2.0 TYPE A接口1～3各通过一组信号与芯片组连接，用于驱动各类USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
USB扩展芯片通过USB2.0信号与芯片组相连，并将一组USB2.0信号扩展成4组USB2.0信号连接到双USB2.0插针1～2上，每个双USB2.0插针都连接有两组USB2.0信号，用于驱动USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
SIO芯片通过LPC总线与芯片组相连，并将LPC总线转化为一组LPT信线、一组PS2信号、3组风扇信号和6组UART串口信号；其中，LPT信号连接到LPT并口，用于驱动LPT打印机设备；PS2信号连接到PS2接口，用于驱动PS2键鼠；2组UART信号连接到串口电平转换芯片，经芯片电平转换输出2组RS232/RS485/RS485串口信号，连接到多模式串口1～2，其模式可由跳线帽更改为RS232、RS485或RS422，用于与对应协议的串口设备通信；另外4组UART信号连接到TTL-RS232转换芯片，经芯片转换输出2组RS232信号，与RS232串口连接，用于与RS232串口设备通信。
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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)
1.一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：包括主板主体和CPU，所述主板主体上设置有H310芯片组、PCIE-PCI转换芯片、声卡芯片、BIOS芯片、显示转换芯片、以太网控制器一、以太网控制器二、USB扩展芯片、SIO芯片、串口电平转换芯片、TTL-RS232转换芯片；
所述主板主体上还设置有DDR4内存插槽1～4、PCIE X16插槽、EDP显示接口、HDMI显示接口、VGA显示接口、PCIEX4插槽1～2、PCI插槽1～4、MINI-PCIE插槽、SIM卡槽、SATA接口1～4、音频接口、RJ45以太网接口1～2、USB3.0 TYPE A接口1～4、PS2键鼠接口、USB2.0 TYPE A接口1～3、双USB2.0插针1～2、风扇接口1～3、多模式串口1～2、RS232串口1～4、LPT并口。
2.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述PCIE X16插槽通过PEG X16信号与CPU直连。
3.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述MINI-PCIE插槽PCIE X1、USB2.0信号连接到芯片组，并通过SIM信号连接到SIM卡。
4.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述音频接口包括麦克风接口和耳机接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述以太网控制器一、以太网控制器二连接到芯片组，并通过MDIO信号连接到RJ45以太网接口。
6.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述USB3.0 TYPE A接口1～4各通过一组USB3.0搭配一组USB2.0信号连接到芯片组，用于驱动各类USB3.0设备，并向下兼容USB2.0和USB1.1设备。
7.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述USB2.0 TYPE A接口1～3各通过一组信号与芯片组连接，用于驱动各类USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
8.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述USB扩展芯片通过USB2.0信号与芯片组相连，并将一组USB2.0信号扩展成4组USB2.0信号连接到双USB2.0插针1～2上，每个双USB2.0插针都连接有两组USB2.0信号，用于驱动USB2.0设备，并向下兼容USB1.1设备。
9.根据权利要求1所述的一种基于Intel Coffee Lake平台的工控专用主板，其特征在于：所述SIO芯片通过LPC总线与芯片组相连，并将LPC总线转化为一组LPT信线、一组PS2信号、3组风扇信号和6组UART串口信号；其中：
LPT信号连接到LPT并口，用于驱动LPT打印机设备；
PS2信号连接到PS2接口，用于驱动PS2键鼠；
2组UART信号连接到串口电平转换芯片，经芯片电平转换输出2组RS232/RS485/RS485串口信号，连接到多模式串口1～2，其模式可由跳线帽更改为RS232、RS485或RS422，用于与对应协议的串口设备通信；
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