CN219918973U - 数据解包设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数据解包设备，属于电子信息与通信技术领域。包括：主控模块、数据处理模块和电源模块固定于机箱中；主控模块与数据处理模块之间通过PCIE接口通信，数据处理模块接收主控模块通过PCIE接口发送的原始业务数据并进行格式解析及解包处理后，将处理后的业务数据返回给主控模块，实现数据的解包处理。通过设置主控模块选用D2000处理器作为CPU芯片，WX1820和WX1860作为以太网控制器芯片，ZX200作为IO扩展芯片，数据处理模块选用JFM7K325T作为核心芯片，提供了一种全部采用国产芯片实现数据解包功能的设备，该设备整体具有全国产化、低功耗、高速率、高安全性高和稳定性高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子信息与通信技术领域，尤其涉及一种数据解包设备。
背景技术
目前，数据解包设备多采用CPU+GPU的硬件架构，该架构存在无法实现全国产化、功耗过高、安全性差、试验性差等多个瑕疵。首先，在该架构中应用较多的CPU包括Intel、申威、龙芯等系列。其中，Intel为国外品牌CPU，安全性差，容易遭遇“卡脖子”的问题。申威CPU性能较好，但功耗过大，导致设备功耗过高，给机箱散热造成了巨大压力。龙芯CPU数据处理能力较差，影响了平台将来的可扩展性设计。其次，该架构应用的GPU多为英伟达公司生产的Tesla系列GPU，为国外品牌，无法实现自主可控，不满足各个用户单位对新一代数据解包设备的国产化需求。
因此，为了满足用户对数据解包设备的进一步需求，同时加强数据解包设备的安全性和稳定性，急需设计一种全国产化、低功耗、高速率、高安全性的数据解包设备。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种数据解包设备。本实用新型的技术方案如下：
一种数据解包设备，其包括主控模块、数据处理模块、电源模块和机箱，主控模块、数据处理模块和电源模块固定于机箱中；
所述主控模块与数据处理模块之间通过PCIE接口通信，所述数据处理模块接收主控模块通过PCIE接口发送的原始业务数据并进行格式解析及解包处理后，将处理后的业务数据返回给主控模块，实现数据的解包处理；电源模块包括两个AC/DC电源单元，且两个AC/DC电源单元均与主控模块连接，两个AC/DC电源单元互为热备份，AC/DC电源单元将输入的220V交流电压转换为直流电压后为主控模块和数据处理模块供电；
所述主控模块选用飞腾D2000处理器作为CPU芯片，选用网讯WX1820和网讯WX1860作为以太网控制器芯片，选用兆芯ZX200作为IO扩展芯片，并搭配第一DDR单元和Flash单元，WX1820、WX1860、ZX200、第一DDR单元和Flash单元均与D2000处理器连接；
所述数据处理模块选用复旦微电子生产的FPGA芯片JFM7K325T作为核心芯片，JFM7K325T连接有第二DDR单元，JFM7K325T通过PCIE接口与ZX200连接。
可选地，所述ZX200还连接有显卡。
可选地，所述机箱包括前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板，左右侧板底端分别与底板左右两端连接，上盖板两端分别与左右侧板顶端连接，前面板和后面板分别与底板前后两端连接。
可选地，所述数据解包设备还包括风扇模块，风扇模块包括多个风扇，各个风扇并排固定到风扇架后与底板和左右侧板固定连接。
可选地，所述前面板和后面板的相对位置分别开设有进风口和出风口，所述进风口处安装有防尘网。
可选地，所述机箱的材料为6061铝合金。
可选地，所述前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板之间的接缝处填充有导电橡胶条。
上述所有可选技术方案均可任意组合，本实用新型不对一一组合后的结构进行详细说明。
借由上述方案，本实用新型的有益效果如下：
通过设置主控模块选用飞腾D2000处理器作为CPU芯片，选用网讯WX1820和网讯WX1860作为以太网控制器芯片，选用兆芯ZX200作为IO扩展芯片，并搭配第一DDR单元和Flash单元，WX1820、WX1860、ZX200、第一DDR单元和Flash单元均与D2000处理器连接，以及数据处理模块选用复旦微电子生产的FPGA芯片JFM7K325T作为核心芯片，JFM7K325T通过PCIE接口与ZX200连接，提供了一种全部采用国产芯片实现数据解包功能的设备。通过设置数据解包设备由这些元器件组成，使得设备整体具有全国产化、低功耗、高速率、高安全性高和稳定性高的特点。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的组成结构示意图。
图2是本实用新型的主要器件原理框图。
图3是本实用新型中主控模块的原理框图。
图4是本实用新型中数据处理模块的原理框图。
图5是本实用新型进行数据解包的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1至图5所示，本实用新型提供的数据解包设备，其包括主控模块、数据处理模块、电源模块和机箱，主控模块、数据处理模块和电源模块固定于机箱中；
所述主控模块与数据处理模块之间通过PCIE接口通信，所述数据处理模块接收主控模块通过PCIE接口发送的原始业务数据并进行格式解析及解包处理后，将处理后的业务数据返回给主控模块，实现数据的解包处理；电源模块包括两个AC/DC电源单元，且两个AC/DC电源单元均与主控模块连接，两个AC/DC电源单元互为热备份，AC/DC电源单元将输入的220V交流电压转换为直流电压后为主控模块和数据处理模块供电；
所述主控模块选用飞腾D2000处理器作为CPU芯片，选用网讯WX1820和网讯WX1860作为以太网控制器芯片，选用兆芯ZX200作为IO扩展芯片，并搭配第一DDR单元和Flash单元，WX1820、WX1860、ZX200、第一DDR单元和Flash单元均与D2000处理器连接；所述ZX200还连接有显卡；
所述数据处理模块选用复旦微电子生产的FPGA芯片JFM7K325T作为核心芯片，JFM7K325T连接有第二DDR单元，JFM7K325T通过PCIE接口与ZX200连接。
具体地，本实用新型中的主控模块基于ARM架构，主要实现认证、自检、原始业务数据接收、数据校验、数据解析、串口设置、指示灯状态管理、显示屏控制管理、处理后业务数据上传发送和状态上报等功能。其中，D2000为4核2.6GHz高性能CPU，负责数据接收/发送、控制管理、状态显示等工作；WX1820将PCIE接口转换成万兆网口，用于速率高于1Gbps的业务数据接收和发送；WX1860将PCIE接口转换成千兆网口，用于速率低于1Gbps的业务数据接收和发送；ZX200将D2000的PCIEX4接口进行扩展，分别连接数据处理模块(FPGA)和显卡，用于与数据处理模块通信和视频信号输出。
数据处理模块基于FPGA架构，主要实现接收主控模块通过PCIE接口发送的原始业务数据，进行格式解析及解包处理后，将处理后的业务数据返回给主控模块，实现数据解包处理功能。
电源模块采用冗余设计，配置两块国产定制化AC/DC电源单元同时工作，互为热备份，它们将输入的220V交流电压转换为直流电压，为主控模块和数据处理模块供电。电源模块利用双电源设计，提升装置持续工作能力和可靠性，其将外部输入的交流电压转换为12V直流电压，再经主控模块和数据处理模块各自内部的电源电路转换成12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V、1V、0.75V等直流电压，保证装置供电的持续性。
机箱内部电缆使用尼龙扎带绑扎后整齐固定于机箱底板上的走线架上，线缆之间的接插件均选用具有卡扣或螺钉固定方式的产品，使用螺钉固定方式时均使用弹簧垫圈降低螺钉脱落概率。
可选地，所述机箱包括前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板，左右侧板底端分别与底板左右两端连接，上盖板两端分别与左右侧板顶端连接，前面板和后面板分别与底板前后两端连接。通过模块化设计，能够便于机箱的装配和维护。上盖板通过锁具与前面板锁在一起，前面板的两侧设计2U把手，用于机箱的搬运。
前面板中部及右侧部位可以安装对外指示灯、销毁开关按钮、航插连接器、电源开关等。后面板可以安装电源接口、接地柱、保险、显示、USB、网口、光口航插等部件。主控模块固定到底板上，数据处理模块通过主控模块螺纹孔固定到数据处理模块支架上，将主控模块和数据处理模块形成一个整体，保证各模块在振动、冲击试验中接触良好。电源模块通过两个电源固定板和螺钉固定到底板中，加固电源模块在振动、冲击试验中的稳定性。
可选地，所述数据解包设备还包括风扇模块，风扇模块包括多个风扇，各个风扇并排固定到风扇架后与底板和左右侧板固定连接。例如，风扇模块包括三个风扇。具体在安装时，可以将三个风扇并排固定到风扇架后与底板和左右侧板固定，形成一个整体，保证风扇模块正常工作及其在振动、冲击试验中稳固。在对风扇进行维护时，拆下上盖板，将风扇模块拿出即可更换风扇。
可选地，所述前面板和后面板的相对位置分别开设有进风口和出风口，所述进风口处安装有防尘网。防尘网能对机箱内部起到一定的防尘作用。具体在散热时，冷风从前面板进风，风道通畅，散热效率高，完成对设备内板卡的冷却作用后通过后面板出风，风扇将热风吹出，完成散热。
可选地，所述机箱的材料为6061铝合金。由于该材料有较高的耐蚀性，以内可以增加机箱的耐腐蚀性，进而可以提高机箱的使用寿命。另外，机箱进行导电氧化处理，在保证足够机械强度的同时实现较强的耐腐蚀特性。
可选地，所述前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板之间的接缝处填充有导电橡胶条，既可以满足电磁屏蔽要求，又可以防止盐雾、霉菌等从接缝处进入设备内部。
进一步地，上述各模块涉及的金属零件采用双层表面处理工艺。铝件导电氧化后涂DJB-823保护剂；钢件采用成熟工艺进行镀锌钝化处理，并在电镀后涂S01-3聚氨脂绝缘清漆。金属结构件采用导电氧化处理，在增加抗腐蚀性的基础上，保证机箱内部的导电性，防止出现局部高电势而影响器件的正常工作。
在上述设计的基础上，本实用新型还对机箱和电路板进行了表面涂覆。机箱内部表面先涂覆打底清漆以增强漆膜附着力、烘干后再涂覆三防清漆。机箱外表面先涂覆底漆，烘干后涂覆2次面漆，保证耐受盐雾、淋雨、等侵蚀的同时，保证机箱具有稳定的机械特性，并具有不反光的特性。电路板的表面涂覆采用三防清漆处理，隔绝电气部件及其连接部位与外界环境的接触，防止湿热、霉菌、盐雾等环境的侵蚀。
设备内部电路板在焊接元器件前均采取了绿油掩孔工艺处理，起到防氧化、防潮湿的作用；电路板焊接完元器件后再次进行电路板喷聚氨酯漆三防漆处理，该漆具有优良的耐溶剂性能和优越的防潮、防霉性能，化学性能稳定，从而保证了电路的三防可靠性。机箱外表面三防处理时，先涂一层干薄膜厚度为0.015～0.02mm的底漆，然后连续涂两薄层聚酯氨基桔形烘漆，每层最小厚度为0.025mm。
综上，与现有同类应用硬件平台对比，本实用新型具有以下几项关键技术：
1、国产化方面，现有同类应用硬件平台仅实现了部分元器件国产化，本实用新型硬件全部选用国产化元器件，国产化率达到100％。
2、安全性方面，现有同类应用硬件平台未实现内外隔离和“关键数据不离卡”，而本实用新型实现了内外隔离。同时，实现了“关键数据不离卡”，满足了第三方测评需求。
3、功耗方面，现有同类应用硬件平台整机功耗约为285W，本实用新型整机功耗约为110W，功耗大大降低。
4、环境适应性和电磁兼容性方面，现有同类应用硬件平台通过了冲击、振动和电磁兼容试验，工作温度、存储温度指标分别为-10℃～+35℃、-55℃～+70℃，而经过测试发现，本实用新型进行了湿热、抗盐雾和抗霉菌设计，且工作温度、存储温度指标分别为-20℃～+50℃、-55℃～+70℃，可满足各种车载、舰载和机房等多种环境下的试验要求。
5、操作系统方面，现有同类应用硬件平台采用的X86架构，无法适配国产操作系统；本实用新型采用ARM+FPGA架构，已与目前市场上较成熟的中标麒麟和翼辉等操作系统适配，并有了较广泛的应用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种数据解包设备，其特征在于，包括主控模块、数据处理模块、电源模块和机箱，主控模块、数据处理模块和电源模块固定于机箱中；
所述主控模块与数据处理模块之间通过PCIE接口通信，所述数据处理模块接收主控模块通过PCIE接口发送的原始业务数据并进行格式解析及解包处理后，将处理后的业务数据返回给主控模块，实现数据的解包处理；电源模块包括两个AC/DC电源单元，且两个AC/DC电源单元均与主控模块连接，两个AC/DC电源单元互为热备份，AC/DC电源单元将输入的220V交流电压转换为直流电压后为主控模块和数据处理模块供电；
所述主控模块选用飞腾D2000处理器作为CPU芯片，选用网讯WX1820和网讯WX1860作为以太网控制器芯片，选用兆芯ZX200作为IO扩展芯片，并搭配第一DDR单元和Flash单元，WX1820、WX1860、ZX200、第一DDR单元和Flash单元均与D2000处理器连接；
所述数据处理模块选用复旦微电子生产的FPGA芯片JFM7K325T作为核心芯片，JFM7K325T连接有第二DDR单元，JFM7K325T通过PCIE接口与ZX200连接。
2.根据权利要求1所述的数据解包设备，其特征在于，所述ZX200还连接有显卡。
3.根据权利要求1所述的数据解包设备，其特征在于，所述机箱包括前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板，左右侧板底端分别与底板左右两端连接，上盖板两端分别与左右侧板顶端连接，前面板和后面板分别与底板前后两端连接。
4.根据权利要求3所述的数据解包设备，其特征在于，所述数据解包设备还包括风扇模块，风扇模块包括多个风扇，各个风扇并排固定到风扇架后与底板和左右侧板固定连接。
5.根据权利要求3所述的数据解包设备，其特征在于，所述前面板和后面板的相对位置分别开设有进风口和出风口，所述进风口处安装有防尘网。
6.根据权利要求1所述的数据解包设备，其特征在于，所述机箱的材料为6061铝合金。
7.根据权利要求3所述的数据解包设备，其特征在于，所述前面板、后面板、底板、上盖板和左右侧板之间的接缝处填充有导电橡胶条。
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