CN220381586U - 一种国产桌面计算机主板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种国产桌面计算机主板，属于计算机主板领域。本实用新型的计算机主板基于申威831处理器，还包括SF86361桥片。申威831处理器的内存控制器接口与DDR4内存颗粒相连，实现板载内存设计；申威831处理器包含2路PCIe4.0X8接口，可向下兼容PCIe3.0/2.0，其中一路PCIe4.0X8接口直连至PCIe X16插槽上，用于外接独立显卡等，另1路PCIe4.0X8接口与SF86361桥片的上行PCIe3.0X8接口相连，通过SF86361桥片扩展6路下行PCIe接口，然后通过下行PCIe接口扩展出USB、SATA、以太网等接口。该计算机主板还针对申威831处理器设计了JTAG接口用于BIOS烧录、在线调试等，国产化率高，可广泛应用于指挥控制、通信侦查、数据分析等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机主板技术领域，特别涉及一种国产桌面计算机主板。
背景技术
近年来，围绕信创(信息技术应用创新)领域，CPU、操作系统、中间件、数据库以及应用软件厂商都在努力提升自主可控水平，不仅在办公领域，在金融、电信等重大行业也获得了不同程度的应用和发展。
CPU是计算机的运算和控制核心，按用途可分为桌面、服务器、移动端CPU和嵌入式CPU；桌面CPU主要应用于PC(包括台式机、笔记本电脑)。目前CPU行业由两大生态体系主导：一是基于x86指令集和Windows操作系统的Wintel体系；二是基于ARM指令集和Android操作系统的AA体系。PC和服务器市场主要采用Wintel体系，ARM主要立足移动市场。在硬件上Wintel通过捆绑销售牢牢把握住对产业下游生产商的控制权；而Intel作为芯片IDM厂商占据市场话语权为代表的国外基础技术平台上。芯片是信息产业的基础。
以申威为代表的企业获得了相应指令集架构的授权，发展成为六大主流国产CPU厂商，分别是申威、龙芯、飞腾、鲲鹏、兆芯、海光。其中申威和龙芯在授权指令集架构的基础上分别开展了自研道路，研制出了具有自主知识产权的指令集架构。基于国产CPU芯片的整机产品近年来广泛运用在信创领域。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种国产桌面计算机主板，以实现计算机主板的国产化。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种国产桌面计算机主板，包括包括申威831处理器、SF86361桥片；
申威831处理器的2个DDR4存储器接口各自对应1个支持ECC校验的内存控制器，每个内存控制器分别连接5颗DDR4内存颗粒芯片；
申威831处理器的PCIe接口拆分为2路PCIe4.0 X8接口，1路连接至PCIe X16插槽，另1路连接至SF86361桥片的上行PCIe3.0 X8接口；
申威831处理器引出1路QSPI接口与Flash相连，通过Flash存储BIOS固件；
申威831处理器引出1路串口，串口通过电平转换芯片转为RS232电平；
SF86361桥片扩展出6路下行PCIe接口，1路与芯片WX1860AL1相连扩展千兆以太网口、2路与PCIe X4插槽相连、1路与芯片JS88SE9215B相连扩展4路SATA接口、2路与芯片SM720201相连扩展8路USB3.0/2.0接口；
计算机主板通过USB2.0接口连接音频芯片引出的一路音频接口；
计算机主板通过MCU芯片控制电源上电时序以及申威831处理器、SF86361桥片的复位时序。
在一种实施方式中，所述DDR4存储器接口是64位数据位宽，DDR4内存颗粒芯片的型号为CXDQ3BFAM-IJ-A，单颗DDR4内存颗粒芯片的容量为8Gb。
在一种实施方式中，所述计算机主板通过PCIe X16插槽外接独立显卡，扩展HDMI接口；PCIe X16插槽的型号为3183-10203P1T。
在一种实施方式中，所述千兆以太网口采用的连接器型号为HR911130C，PCIe X4插槽连接器的型号为AAA-PCI-159-K58，SATA接口采用的连接器型号为LD1807F-S54TD，USB连接器型号为UEA114C-Q416Q-4F。
在一种实施方式中，所述Flash型号为GD25LQ64ESIGR。
在一种实施方式中，所述电平转换芯片的型号为TPT3232E-TS3R。
在一种实施方式中，所述MCU型号为CKS32F103VBT6。
在一种实施方式中，所述音频芯片的型号为CM6206，与SM720201桥片的USB2.0接口相连，用于扩展音频接口。
在一种实施方式中，所述音频接口采用的连接器型号为JA33331-F11P-4F。
本实用新型提供的一种国产桌面计算机主板，基于申威831处理器实现，并对其外围接口电路进行了配套设计；其中申威831处理器基于自研指令集设计，通过SF86361桥片扩展6路下行PCIe接口，然后通过下行PCIe接口扩展出USB、SATA、以太网等接口，本实用新型的计算机主板国产化率高，可广泛应用于指挥控制、通信侦查、数据分析等领域。
附图说明
图1是计算机主板的总体设计框图；
图2是计算机主板中申威831处理器DDR4内存部分的设计框图；
图3是计算机主板中PCIe接口部分的设计框图；
图4是计算机主板中Flash部分的设计框图；
图5是计算机主板中串口部分的设计框图；
图6是计算机主板中电源部分的设计框图；
图7是计算机主板中电源上电时序与复位时序部分的设计框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种国产桌面计算机主板作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型提供一种国产桌面计算机主板，如图1所示为总体设计框图，包括的主要芯片有：申威831处理器、SF86361桥片、DDR4内存颗粒、MCU、音频芯片CM6206。该计算机主板对外提供的接口主要包括：1个PCIe X16接口、2个PCIe X4接口、8个USB接口、1个千兆以太网接口、4个SATA3.0接口，1个RS232串口、1个JTAG接口、1个音频接口、1个电源接口、1个复位接口、2个风扇接口。
本实用新型的计算机主板中各关键电路设计方案如下：
(1)JTAG接口部分设计
计算机主板包含1路JTAG接口电路，与申威831处理器直连，连接到排针上用于外接调试工具。
(2)申威831处理器内存部分设计
如图2所示，申威831处理器的2个DDR4内存控制器分别连接5颗DDR4内存颗粒芯片，其中每个DDR4内存控制器连接的DDR4内存颗粒芯片中，分别有一颗做ECC校验使用。单颗DDR4内存颗粒芯片的数据位宽是16位，单颗DDR4内存颗粒芯片的容量为8Gb，计算机主板共板载10颗DDR4内存颗粒芯片，所述计算机主板板载实现8GB内存容量。本实用新型中DDR4内存颗粒芯片的型号采用CXDQ3BFAM-IJ-A。
(3)PCIe部分设计
如图3所示，申威831处理器的PCIe接口拆分为2路PCIe4.0 X8接口，1路连接至PCIe X16插槽；1路连接至SF86361桥片的上行PCIe3.0 X8接口，并通过SF86361桥片扩展6路下行PCIe接口，然后通过下行PCIe接口扩展出USB、SATA、以太网等接口。
(4)Flash部分设计
如图4所示，申威831处理器通过QSPI接口连接闪存FLASH，型号为GD25LQ64ESIGR，将BIOS文件存放其中。
(5)串口部分设计
如图5所示，申威831处理器引出的1.8V电平串口，通过电平转换芯片TPT3232E-TS3R转换为RS232电平串口。
(6)电源供电设计
电源部分的设计框图如图6所示，计算机主板采用标准ATX电源供电，ATX电源输入的电源有VSB_5V0、ATX_12V、VDD_3V3，其中VSB_5V0电源默认上电后就开启，ATX_12V、VDD_3V3电源需要通过MCU给ATX电源一个开机信号才能开启。计算机主板各芯片工作所需要电压汇总如下：STBY_3V3、VDD_1V0_9215、VDD_1V1_WX1860、VDD_0V9、VDD_PCIe_1V8、CPU_VDD_1V2、CPU_VDD_1V8、CPU_VPP_2V5、CPU_VDD_0V88。各个电源通过电源管理芯片转换得到，本实用新型使用到的电源管理芯片型号有：ISM6636B-3300、ISM6636C-0600、IS6608A。
(7)上电时序与复位时序电路部分设计
计算机主板有ATX电源供电，在待机模式下只有VSB_5V0正常工作，通过电源管理芯片ISM6636B-3300产生STBY_3V3电源，在待机模式下该电源也是正常工作的，不受MCU控制。通过MCU控制PS_ON信号来实现ATX电源开机功能，ATX电源开机正常后输出ATX_PG给MCU，高电平表示开机正常，各电源管理芯片的使能引脚由MCU控制，各电源管理芯片正常上电给MCU反馈一个PG信号。计算机主板所有电源按照图7所示顺序上电。所有电源上电后需要按照图7所示顺序对SF86361桥片，申威831处理器进行复位操作。
基于本实用新型所设计的这些结构，该计算机主板的工作特性及功能如下：
(a)PCIe接口：支持3路PCIe接口，其中1路支持PCIe4.0 X8接口，可向下兼容PCIe3.0/2.0，2路支持PCIe2.0 X4接口，PCIe4.0 X8接口通过PCIe X16连接器引出，PCIe2.0 X4接口通过PCIe X4连接器引出。
(b)USB接口：共8路USB3.0、7路USB2.0连接到2个USB连接器上，单个USB连接器支持4路USB接口，计算机主板共使用2个USB连接器。
(c)音频接口：1路音频接口，用于外接耳机、音响等设备，音频接口采用的连接器型号为JA33331-F11P-4F。
(d)SATA接口：4路SATA接口，用于外接硬盘。
(e)以太网接口：1路10/100/1000base-T自适应以太网接口，网口座子采用HR911130C。
(f)DDR4内存接口：申威处理器部分的板载内存，总容量8GB，带ECC校验。
(g)串口：申威831处理器引出的1路RS232电平串口。
(h)JTAG接口：申威831处理器直接引出的JTAG调试接口，接口电平为1.8V。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种国产桌面计算机主板，其特征在于，包括申威831处理器、SF86361桥片；
申威831处理器的2个DDR4存储器接口各自对应1个支持ECC校验的内存控制器，每个内存控制器分别连接5颗DDR4内存颗粒芯片；
申威831处理器的PCIe接口拆分为2路PCIe4.0 X8接口，1路连接至PCIe X16插槽，另1路连接至SF86361桥片的上行PCIe3.0 X8接口；
申威831处理器引出1路QSPI接口与Flash相连，通过Flash存储BIOS固件；
申威831处理器引出1路串口，串口通过电平转换芯片转为RS232电平；
SF86361桥片扩展出6路下行PCIe接口，1路与芯片WX1860AL1相连扩展千兆以太网口、2路与PCIe X4插槽相连、1路与芯片JS88SE9215B相连扩展4路SATA接口、2路与芯片SM720201相连扩展8路USB3.0/2.0接口；
计算机主板通过USB2.0接口连接音频芯片引出的一路音频接口；
计算机主板通过MCU芯片控制电源上电时序以及申威831处理器、SF86361桥片的复位时序。
2.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述DDR4存储器接口是64位数据位宽，DDR4内存颗粒芯片的型号为CXDQ3BFAM-IJ-A，单颗DDR4内存颗粒芯片的容量为8Gb。
3.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述计算机主板通过PCIeX16插槽外接独立显卡，扩展HDMI接口；PCIe X16插槽的型号为3183-10203P1T。
4.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述千兆以太网口采用的连接器型号为HR911130C，PCIe X4插槽连接器的型号为AAA-PCI-159-K58，SATA接口采用的连接器型号为LD1807F-S54TD，USB连接器型号为UEA114C-Q416Q-4F。
5.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述Flash型号为GD25LQ64ESIGR。
6.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述电平转换芯片的型号为TPT3232E-TS3R。
7.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述MCU型号为CKS32F103VBT6。
8.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述音频芯片的型号为CM6206，与SM720201桥片的USB2.0接口相连，用于扩展音频接口。
9.如权利要求1所述的国产桌面计算机主板，其特征在于，所述音频接口采用的连接器型号为JA33331-F11P-4F。
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