CN220208253U - 一种多功能扩展板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多功能扩展板，包括Super IO芯片、第一LPC/ESPI接口连接器、多个电平转换芯片、多个串行接口连接器、并行接口连接器以及多个GPIO插针连接器，所述Super IO芯片具有LPC接口、多个UART接口、并行接口以及多个GPIO接口。所述LPC接口通过LPC传输线连接至所述第一LPC/ESPI接口连接器，所述第一LPC/ESPI接口连接器用于连接工控机的主板。各所述UART接口通过对应的所述电平转换芯片连接至对应的所述串行接口连接器，各所述电平转换芯片用于将TTL电平转换为RS232电平。所述并行接口连接至所述并行接口连接器。所述多个GPIO接口分别对应连接至所述多个GPIO插针连接器。本实用新型能够令Super IO芯片在工控机中的应用更为方便、灵活。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机技术领域，尤其涉及一种多功能扩展板。
背景技术
随着计算机技术的高速发展，工控行业的智能化、便利化势在必行，对于工控机的各种需求也与日俱增。
工控机是一种加固的增强型个人计算机，可以作为工业控制器专门用于工业控制系统，具备可靠性、稳定性、实时性等特点，广泛应用于制造业、能源、交通、建筑等各个行业，对生产过程中的各种设备和系统进行监测和控制。工控机的广泛应用令其对于扩展性的要求非常高，由于其接口的设计常需满足特定的外部设备，因此大多数情况下需要单独定制才能满足需求，这同时也限制了工控机的灵活使用，使其在使用的过程中可能存在接口不足的情况，无法实现对多环节过程的把控。
在实际设计制造时，可以通过于工控机主板上设置超级输入输出(Super IO)芯片来扩充工控机的接口。然而，这种直接将Super IO芯片设置于工控机主板的方式可能会存在以下几个问题：其一是，只有在将Super IO芯片实际设置于工控机主板之后，才能测试该Super IO芯片或其相关接口是否适用于工控机主板，此时若发现该Super IO芯片与工控机主板不能很好的配合，则会产生更换的不便；其二是，将Super IO芯片应用于工控机主板时，通常是选择性地使用Super IO芯片的部分接口功能，即备留相应的接口，不便于再根据实际应用灵活地扩充Super IO芯片的其他接口功能，存在既定搭配接口单一，又因物理空间受限而不能实现接口数量扩展的弊端。
因此，有必要提供一种新的Super IO芯片的应用方案，来解决上述直接将SuperIO芯片设置于工控机主板存在的不便，使得Super IO芯片在工控机中的应用更为方便、灵活。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能扩展板，能够令Super IO芯片在工控机中的应用更为方便、灵活。
为实现上述目的，本实用新型提供一种多功能扩展板，包括Super IO芯片、第一LPC/ESPI接口连接器、多个电平转换芯片、多个串行接口连接器、并行接口连接器以及多个GPIO插针连接器，所述Super IO芯片具有LPC接口、多个UART接口、并行接口以及多个GPIO接口，其中，所述LPC接口通过LPC传输线连接至所述第一LPC/ESPI接口连接器，所述第一LPC/ESPI接口连接器用于连接工控机的主板；所述多个UART接口与所述多个电平转换芯片以及所述多个串行接口连接器相对应，各所述UART接口通过对应的所述电平转换芯片连接至对应的所述串行接口连接器，各所述电平转换芯片用于将TTL电平转换为RS232电平；所述并行接口连接至所述并行接口连接器；所述多个GPIO接口分别对应连接至所述多个GPIO插针连接器。
较佳地，所述Super IO芯片的型号为IT8786E。
较佳地，所述多功能扩展板还包括多个风扇连接器、PS2连接器以及温度传感器插针连接器，所述Super IO芯片还具有多个风扇接口、PS2接口以及温度传感器接口，其中，各所述风扇接口连接至对应的所述风扇连接器，所述PS2接口连接至所述PS2连接器，所述温度传感器接口连接至所述温度传感器插针连接器。
较佳地，所述多功能扩展板还包括电源连接端口，所述Super IO芯片的电源接口连接至所述电源连接端口，所述电源连接端口用于连接至所述工控机的电源以使所述电源为所述多功能扩展板供电。
较佳地，所述多功能扩展板还包括电压监测模块，所述电压监控模块连接至所述Super IO芯片的电源接口，所述电压监控模块用于通过杜邦线连接至所述工控机的主板，所述Super IO芯片经所述电压监控模块由所述工控机的主板供电。
较佳地，所述多功能扩展板还包括开关机箱监测连接器，所述Super IO芯片还具有开关机箱监测接口，所述开关机箱监测接口连接至所述开关机箱监测连接器，所述开关机箱监测连接器用于经电子线连接至所述工控机的机箱，所述Super IO芯片在经所述开关机箱监测连接器检测到所述机箱被打开而产生的开启信号时，通过所述LPC接口向所述主板发送断电信号。
较佳地，所述多功能扩展板还包括第二LPC/ESPI接口连接器，所述第二LPC/ESPI接口连接器用于进行信号线检测并经LPC传输线连接至所述LPC接口。
较佳地，所述Super IO芯片设有上拉地址引脚和下拉地址引脚。
较佳地，所述多个GPIO插针连接器中的至少一个GPIO插针连接器连接LED灯。
较佳地，所述多个GPIO插针连接器中的至少一个GPIO插针连接器连接蜂鸣器。
本实用新型的有益效果：本实用新型的多功能扩展板不仅可以直接与工控机主板进行连接使用，以便于实现Super IO芯片对工控机主板的接口的扩充，而且，由于其便于与工控机主板进行拆装配合，还可以用于对Super IO芯片的特定接口是否能够与工控机主板形成良好配合进行事先测试，在测试合格后，再将Super IO芯片设置于工控机主板，以免直接设置导致无法形成良好配合时的更换不便；而且，本实用新型的多功能扩展板可以对应Super IO芯片的各种接口分别设置连接器，以便于能够根据实际应用方便灵活地使用Super IO芯片的各种接口功能，不受限于预先选定的Super IO芯片的部分接口功能，由此，本实用新型多功能扩展板使得Super IO芯片在工控机中的应用更为方便、灵活。
附图说明
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图中，
图1为本实用新型的多功能扩展板的电路结构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
如图1所述，本实用新型的多功能扩展板1，包括Super IO芯片10、第一LPC/ESPI(Low pin count Bus/Enhanced Serial Peripheral Interface，低引脚数总线/增强型串行外设接口总线)接口连接器21、多个电平转换芯片22、多个串行接口连接器23、并行接口连接器24、多个GPIO(General Purpose Input/Output Port，通用输入输出端口)插针连接器25。
其中，所述Super IO芯片10具有LPC接口11、多个UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口12(图中仅为示意)、并行接口13以及多个GPIO接口14(图中仅为示意)。优选地，所述Super IO芯片10的型号为IT8786E。
所述LPC接口11通过LPC传输线连接至所述第一LPC/ESPI接口连接器21，所述第一LPC/ESPI接口连接器21用于连接工控机的主板9。通过所述第一LPC/ESPI接口连接器21的设置，可以方便地将所述多功能扩展板1连接至工控机的主板9，实现Super IO芯片10对于主板9接口的扩充。如若所述Super IO芯片10的接口与所述工控机的主板9不能实现良好的配合，则可以通过将第一LPC/ESPI接口连接器21从工控机的主板9上取下，方便地实现Super IO芯片10与工控机的主板9的分离。
需要说明的是，所述工控机的主板9是支持LPC协议的主板，预留有与所述第一LPC/ESPI接口连接器21相对应的连接器。
进一步地，所述多功能扩展板1还可以包括第二LPC/ESPI接口连接器26，所述第二LPC/ESPI接口连接器26经LPC传输线连接至所述LPC接口11，用于进行信号线检测。
在一实施例中，所述第一LPC/ESPI接口连接器21和所述第二LPC/ESPI接口连接器26可以设置防呆结构，用于防止使用者在使用过程中误插导致扩展板损坏。该防呆结构可以是卡槽或卡齿，且不限于此。
所述Super IO芯片10的多个UART接口12与所述多个电平转换芯片22以及所述多个串行接口(COM接口)连接器23相对应，各所述UART接口12通过对应的所述电平转换芯片22连接至对应的所述串行接口(COM接口)连接器23。各所述UART接口12输出的信号为TTL电平，各所述电平转换芯片23用于将TTL电平转换为RS232电平，即工控领域常用的电平。
在一实施例中，所述Super IO芯片10设有六个UART接口12，能够实现六个COM接口(串行接口连接器23)，且该六个COM接口均可事先经过Burn in(烧机)测试，以保证长时间数据传输不会产生错误。
在一实施例中，所述电平转换芯片22的型号可以为WS3243FCA。
所述并行接口13连接至所述并行接口连接器24，无需经其他转接芯片。
所述多个GPIO接口14分别对应连接至所述多个GPIO插针(GPIO Header)连接器25，亦无须经其他转接芯片。所述多个GPIO插针连接器25可以根据实际需要，配合主板9，进行自定义。在一实施例中，所述多个GPIO插针连接器25中的至少一个GPIO插针连接器25连接LED灯，作为LED灯的开关。在一实施例中，所述多个GPIO插针连接器25中的至少一个GPIO插针连接器25连接蜂鸣器，在出现故障时，可以控制蜂鸣器发出相对应的警报，以便于快速定位故障位置，方便后续维修。在其他实施例中，所述多个GPIO插针连接器25中的至少一个GPIO插针连接器25还可以连接至外部电路，用于监测外部电路的实际运行情况，例如是否发生短路等情况。所述多个GPIO插针连接器25还可以根据使用者的需求搭配相对应的软件，以实现客制化需求。
进一步地，所述多功能扩展板1还包括多个风扇(FAN PWM)连接器27、PS2连接器28以及温度传感器插针(Thermal Sensor Header)连接器29，所述Super IO芯片10还具有多个风扇接口15(图中仅为示意)、PS2接口16以及温度传感器接口17，其中，各所述风扇接口15连接至对应的所述风扇连接器27，所述PS2接口16连接至所述PS2连接器28，所述温度传感器接口17连接至所述温度传感器插针连接器29。在一实施例中，所述风扇接口15为五个，对应连接五个风扇连接器27。
进一步地，所述多功能扩展板1还包括电源连接端口30，所述Super IO芯片10的电源接口18连接至所述电源连接端口30。所述电源连接端口30用于连接至所述工控机的电源(图未示)，以使所述电源为所述多功能扩展板供电，如此，所述多功能扩展板1可以实现自主供电。
而且，所述多功能扩展板1还可以包括电压监测模块31，所述电压监控模块31连接至所述Super IO芯片10的电源接口18，所述电压监控模块31用于通过杜邦线连接至所述工控机的主板9，所述Super IO芯片10经所述电压监控模块31由所述工控机的主板9供电。如此，所述多功能扩展板1也可以由所述工控机的主板9供电。
因此，所述多功能扩展板1可以同时设置两种供电方式，即独立供电和与主板同步上电，为使用者提供多种选择，具体连接时可以通过跳帽来实现供电方式的选择，以方便使用者实际使用。
进一步地，所述多功能扩展板1还包括开关机箱监测连接器32，所述Super IO芯片10还具有开关机箱监测接口19，所述开关机箱监测接口19连接至所述开关机箱监测连接器32，所述开关机箱监测连接器32用于经电子线连接至所述工控机的机箱8。所述Super IO芯片10在经所述开关机箱监测连接器32检测到所述机箱8被打开而产生的开启信号时，通过所述LPC接口11向所述主板9发送断电信号。所述主板9在接收到所述断电信号时直接断电，以防止因外界因素导致主板9短路，从而起到保护主板9的作用。
进一步地，所述Super IO芯片10可以设有上拉地址引脚和下拉地址引脚(图未示)，具体连接时可以通过跳帽进行选择，以方便Super IO芯片10进行地址切换，防止主板9上设有嵌入式控制器(EC)或者其他的LPC设备导致地址冲突，影响主板正常功能。
综上所述，本实用新型多功能扩展板将Super IO芯片设置于扩展板上，并对应Super IO芯片的接口设置有相应的连接器，只需将扩展板上用于与工控机主板连接的连接器与工控机主板连接，即可以实现Super IO芯片与工控机主板的连接，方便对工控机主板的接口进行扩充；当需要将Super IO芯片拆下时，也只需使扩展板上用于与工控机主板连接的连接器与工控机主板分离，即可以实现Super IO芯片与工控机主板的分离。
在实际应用时，本实用新型多功能扩展板不仅可以直接与工控机主板进行连接使用，以便于实现Super IO芯片对工控机主板的接口的扩充，而且，由于其便于与工控机主板进行拆装配合，还可以用于对Super IO芯片的特定接口是否能够与工控机主板形成良好配合进行事先测试，在测试合格后，再将Super IO芯片设置于工控机主板，以免直接设置导致无法形成良好配合时的更换不便。
而且，本实用新型的多功能扩展板可以对应Super IO芯片的各种接口分别设置连接器，以便于能够根据实际应用方便灵活地使用Super IO芯片的各种接口功能。在将本实用新型的多功能扩展板连接于工控机主板时，可以不受限于预先选定的Super IO芯片的部分接口功能，而能够根据需要通过相关连接器灵活地扩充Super IO芯片的其他接口功能，解决了现有技术中既定搭配接口单一，又因物理空间受限而不能实现接口数量扩展的问题。
此外，本实用新型多功能扩展板通过LPC信号与主板连接，连接成本低，只需要普通的排线即可，大大降低了成本；同时只需主板预留相应连接器，排线直接连接就可以使用，对多平台(例如兆芯、龙芯、海光、飞腾等平台)的兼容性好，只需主板平台支持LPC/ESPI协议就可使用。
由此可见，本实用新型多功能扩展板能够令Super IO芯片在工控机中的应用更为方便、灵活。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种多功能扩展板，其特征在于，包括Super IO芯片、第一LPC/ESPI接口连接器、多个电平转换芯片、多个串行接口连接器、并行接口连接器以及多个GPIO插针连接器，所述Super IO芯片具有LPC接口、多个UART接口、并行接口以及多个GPIO接口，其中，所述LPC接口通过LPC传输线连接至所述第一LPC/ESPI接口连接器，所述第一LPC/ESPI接口连接器用于连接工控机的主板；所述多个UART接口与所述多个电平转换芯片以及所述多个串行接口连接器相对应，各所述UART接口通过对应的所述电平转换芯片连接至对应的所述串行接口连接器，各所述电平转换芯片用于将TTL电平转换为RS232电平；所述并行接口连接至所述并行接口连接器；所述多个GPIO接口分别对应连接至所述多个GPIO插针连接器。
2.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述Super IO芯片的型号为IT8786E。
3.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多功能扩展板还包括多个风扇连接器、PS2连接器以及温度传感器插针连接器，所述Super IO芯片还具有多个风扇接口、PS2接口以及温度传感器接口，其中，各所述风扇接口连接至对应的所述风扇连接器，所述PS2接口连接至所述PS2连接器，所述温度传感器接口连接至所述温度传感器插针连接器。
4.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多功能扩展板还包括电源连接端口，所述Super IO芯片的电源接口连接至所述电源连接端口，所述电源连接端口用于连接至所述工控机的电源以使所述电源为所述多功能扩展板供电。
5.根据权利要求1或4所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多功能扩展板还包括电压监测模块，所述电压监控模块连接至所述Super IO芯片的电源接口，所述电压监控模块用于通过杜邦线连接至所述工控机的主板，所述SuperIO芯片经所述电压监控模块由所述工控机的主板供电。
6.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多功能扩展板还包括开关机箱监测连接器，所述Super IO芯片还具有开关机箱监测接口，所述开关机箱监测接口连接至所述开关机箱监测连接器，所述开关机箱监测连接器用于经电子线连接至所述工控机的机箱，所述Super IO芯片在经所述开关机箱监测连接器检测到所述机箱被打开而产生的开启信号时，通过所述LPC接口向所述主板发送断电信号。
7.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多功能扩展板还包括第二LPC/ESPI接口连接器，所述第二LPC/ESPI接口连接器用于进行信号线检测并经LPC传输线连接至所述LPC接口。
8.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述Super IO芯片设有上拉地址引脚和下拉地址引脚。
9.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多个GPIO插针连接器中的至少一个GPIO插针连接器连接LED灯。
10.根据权利要求1所述的多功能扩展板，其特征在于，所述多个GPIO插针连接器中的至少一个GPIO插针连接器连接蜂鸣器。
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