RU175051U1 - Процессорный модуль - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована как тонкий клиент, NAS сервер, персональная рабочая станция, терминал для встраиваемых применений в автоматизированных системах управления технологическим процессом (АСУ ТП).Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет использования как тонкого клиента, NAS сервера, персональной рабочей станции и терминала для встраиваемых применений в АСУ ТП.Процессорный модуль (фиг. 1) содержит два разъема интерфейса HDMI 1 и 2, соединитель LVDS 3, два соединителя модуля ОЗУ 4 и 5, два разъема интерфейса JTAG 6 и 21, три микросхемы физического уровня Ethernet 8, 10 и 12, шесть разъемов интерфейса USB 9.1, 9.2, 11.1, 11.2, 13,1, и 13,2, три разъема интерфейса Ethernet 9.3, 11.3, 13.3, шинный переключатель 14, часы реального времени с энергонезависимой памятью 15, разъем интерфейса PCIE 16, разъем интерфейса mPCIE 17.1, разъем интерфейса USB 17.2, аудио разъем 18, аудио кодек 19, многофункциональный контроллер КПИ-2 20, два разъема типа DE-9 22 и 33, два RS-232 трансмиттера 23 и 34, разъем интерфейса USB 24, семь разъемов интерфейса SATA 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, разъем интерфейса mSATA 32, элемент питания 35, ПЗУ загрузчика 36, разъем 2x4 37, микропроцессор Эльбрус 1С+7. 2 илл.

Description

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована как тонкий клиент, NAS сервер, персональная рабочая станция, терминал для встраиваемых применений в автоматизированных системах управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Известен ряд вычислительных систем с распределенной памятью, содержащих процессоры, объединенные некоторой коммуникационной средой. Наиболее известными среди них являются: Intel Paragon, IBM SP1/SP2, Cray T3D и многие другие, включая отечественные кластерные и массово-параллельные установки, например, МВС-1000М, СКИФ Syberia и т.д.

Недостатком таких вычислительных систем является низкая производительность при решении реальных задач.

Наиболее близким к заявляемому является вычислительный модуль многопроцессорной крейтовой системы и многопроцессорная система из этих модулей [РФ №151425 U1, G06F 15/16, 10.04.2015], включающий печатную плату и размещенные на ней: процессор с выводом межпроцессорных каналов, подключенный к оперативной памяти, а также к контроллеру периферийных интерфейсов посредством шины ввода-вывода, контроллер периферийных интерфейсов с подключением к нему шин периферийных интерфейсов, оперативную память, соединители для подключения к коммутационной панели, выполненные с возможностью подключения межпроцессорных каналов и шин периферийных интерфейсов к коммутационной панели, постоянное запоминающее устройство с записанной в нем программой начальной загрузки.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет низкое быстродействие и, в связи с этим, отсутствует возможность его использования как тонкого клиента, NAS сервера, персональной рабочей станции и терминала для встраиваемых применений в АСУ ТП.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет использования как тонкого клиента, NAS сервера, персональной рабочей станции и терминала для встраиваемых применений в АСУ ТП.

Технический результат достигается тем, что в процессорный модуль, содержащий процессор, подключенный к оперативной памяти, контроллер периферийных интерфейсов, ПЗУ начального загрузчика, дополнительно в нем в качестве контроллера периферийных интерфейсов используется многофункциональный контроллер КПИ-2, а в качестве процессора используется микропроцессор Эльбрус 1С+, введены два разъема интерфейса HDMI, соединитель LVDS, два соединителя модуля ОЗУ, два разъема интерфейса JTAG, три микросхемы физического уровня Ethernet, шесть разъемов интерфейса USB, три разъема интерфейса Ethernet, шинный переключатель, часы реального времени с энергонезависимой памятью, разъем интерфейса PCIE, разъем интерфейса mPCIE, разъем интерфейса USB, аудио разъем, аудио кодек, два разъема типа DE-9, два RS-232 трансмиттера, разъем интерфейса USB, семь разъемов интерфейса SAT А, разъем интерфейса mSATA, элемент питания, разъем 2×4, пятый двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен со вторым входом выходом многофункционального контроллера КПИ-2, первый двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени и первым двухсторонним входом выходом шинного переключателя, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом разъема и двухсторонним входом выходом ПЗУ, выход элемента питания соединен со вторым входом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени, третий двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами разъема первого и второго интерфейса USB, четвертый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом первой микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса Ethernet, пятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами третьего и четвертого разъемов интерфейса USB, шестой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом второй микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса Ethernet, седьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами пятого и шестого разъемов интерфейса USB, восьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом третьей микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом третьего разъема интерфейса Ethernet, девятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса JTAG, десятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB, одиннадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входами выходами с первого по седьмой разъемов интерфейса SATA и mSATA, двенадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго трансмиттера RS-232, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя типа DE-9, тринадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом трансмиттера RS-232, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя типа DE-9, четырнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом аудио кодека, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом 3.5 мм аудио разъема, пятнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB, шестнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса mPCIE, семнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса PCIE, первый вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с входом LVDS соединителя, второй двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя модуля ОЗУ, третий двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя модуля ОЗУ, четвертый двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса JTAG, шестой двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с входами первого и второго разъемов интерфейса мультимедиа высокой четкости (HDMI), причем многофункциональный контроллер периферийных интерфейсов КПИ-2 содержит контроллер физического уровня канала ввода-вывода (WLCC_PHY), контроллер канального уровня канала ввода-вывода (WLCC_DLL), коммутатор первого уровня, коммутатор второго уровня, первый составной контроллер, первый контроллер линка PCIe, второй контроллер линка PCIe, первый 4-х портовый контроллер интерфейса USB второй 4-х портовый контроллер интерфейса USB, второй составной контроллер, контроллер двух устройств интерфейса IDE, третий составной контроллер, контроллер управления питанием и энергосбережением, контроллер интерфейса PCI 32, звуковой контроллер интерфейса HDA, первый 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0, второй 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0, первый контроллер интерфейса Ethernet, второй контроллер интерфейса Ethernet, третий контроллер интерфейса Ethernet и блок управления сигналами тактовой синхронизации, выход которого соединен с объединенными входами синхронизации всех блоков устройства, выход которого соединен с выходом контроллера физического уровня канала ввода-вывода, двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера канального уровня канала ввода-вывода, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора первого уровня, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого составного контроллера, третий двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера линка PCIe, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера линка PCIe, пятый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом звукового контроллера интерфейса HDA, шестой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора второго уровня, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, третий двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго составного контроллера, пятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера интерфейса Ethernet, шестой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера интерфейса Ethernet, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего контроллера интерфейса Ethernet, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера двух устройств интерфейса IDE, девятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего составного контроллера, десятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера управления питанием и энергосбережением, одиннадцатый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом, контроллер интерфейса PCI, вторые двухсторонние входы выходы контроллера двух устройств интерфейса IDE, третьего составного контроллера, контроллера управления питанием и энергосбережением, контроллера интерфейса PCI, звукового контроллера интерфейса HDA, первого контроллера интерфейса Ethernet, второго контроллера интерфейса Ethernet и третьего контроллера интерфейса Ethernet соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, вторые и третьи двухсторонние входы выходы первого составного контроллера, первого контроллера линка PCIe и второго составного контроллера соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, с второго по пятый двухсторонние входы выходы второго контроллера линка PCIe, первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора первого уровня и контроллера канального уровня канала ввода-вывода, коммутатора второго уровня, первого составного контроллера, первого контроллера линка PCIe, второго контроллера линка PCIe, звукового контроллера интерфейса HDA, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 осуществляется интерфейсом типа «Slink», причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора второго уровня и первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго составного контроллера, контроллера двух устройств интерфейса IDE, третьего составного контроллера, контроллера управления питанием и энергосбережением, контроллера интерфейса PCI, первого контроллера интерфейса Ethernet, второго контроллера интерфейса Ethernet и третьего контроллера интерфейса Ethernet осуществляется интерфейсом типа «IOlink».

На фиг. 1 представлена блок-схема процессорного модуля.

На фиг. 2 представлена блок-схема многофункционального контроллера КПИ-2.

Процессорный модуль (фиг. 1) содержит два разъема интерфейса HDMI 1 и 2, соединитель LVDS 3, два соединителя модуля ОЗУ 4 и 5, два разъема интерфейса JTAG 6 и 21, три микросхемы физического уровня Ethernet8, 10 и 12, шесть разъемов интерфейса USB 9.1, 9.2, 11.1, 11.2, 13,1, и 13,2, три разъема интерфейса Ethernet 9.3, 11.3, 13.3, шинный переключатель 14, часы реального времени с энергонезависимой памятью 15, разъем интерфейса PCIE 16, разъем интерфейса mPCIE 17.1, разъем интерфейса USB 17.2, аудио разъем 18, аудио кодек 19, многофункциональный контроллер КПИ-2 20, два разъема типа DE-9 22 и 33, два RS-232 трансмиттера 23 и 34, разъем интерфейса USB 24, семь разъемов интерфейса SATA 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, разъем интерфейса mSATA 32, элемент питания 35, ПЗУ загрузчика 36, разъем 2×4 37, микропроцессор Эльбрус 1С+7.

Многофункциональный контроллер периферийных интерфейсов КПИ-2 20 (фиг. 2) содержит контроллер физического уровня канала ввода-вывода 38 (WLCC_PHY), контроллер канального уровня канала ввода-вывода 39 (WLCC_DLL), коммутатор первого уровня 40, коммутатор второго уровня 41, первый составной контроллер 42, первый контроллер линка PCIe 43, второй контроллер линка PCIe 44, первый 4-х портовый контроллер интерфейса USB 45, второй 4-х портовый контроллер интерфейса USB 46, второй составной контроллер 47, контроллер двух устройств интерфейса IDE 48, третий составной контроллер 49, контроллер управления питанием и энергосбережением 50, контроллер интерфейса PCI 32 51, звуковой контроллер интерфейса HDA 52, первый 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0 53, второй 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0 54, первый контроллер интерфейса Ethernet 55, второй контроллер интерфейса Ethernet 56, третий контроллер интерфейса Ethernet 57 и блок управления сигналами тактовой синхронизации 58.

Процессорный модуль (фиг. 1, фиг. 2) содержит два разъема интерфейса HDMI 1 и 2, соединитель LVDS 3, два соединителя модуля ОЗУ 4 и 5, два разъема интерфейса JTAG 6 и 21, три микросхемы физического уровня Ethernet 8, 10 и 12, шесть разъемов интерфейса USB 9.1, 9.2, 11.1, 11.2, 13,1, и 13,2, три разъема интерфейса Ethernet 9.3, 11.3, 13.3, шинный переключатель 14, часы реального времени с энергонезависимой памятью 15, разъем интерфейса PCIE 16, разъем интерфейса mPCIE 17.1, разъем интерфейса USB 17.2, аудио разъем 18, аудио кодек 19, многофункциональный контроллер КПИ-2 20, два разъема типа DE-9 22 и 33, два RS-232 трансмиттера 23 и 34, разъем интерфейса USB 24, семь разъемов интерфейса SATA 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, разъем интерфейса mSATA 32, элемент питания 35, ПЗУ загрузчика 36, разъем 2×4 37, микропроцессор Эльбрус 1С+7, пятый двухсторонний вход выход которого соединен со вторым входом выходом многофункционального контроллера КПИ-2 20, первый двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени 15 и первым двухсторонним входом выходом шинного переключателя 14, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом разъема 37 и двухсторонним входом выходом ПЗУ 36, выход элемента питания 35 соединен со вторым входом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени 15, третий двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонними входами выходами первого и второго разъемов интерфейса USB 9.1, 9.2, четвертый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом первой микросхемы физического уровня Ethernet 8, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса Ethernet 9.3, пятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонними входами выходами третьего и четвертого разъемов интерфейса USB 11.1, 11.2, шестой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом второй микросхемы физического уровня Ethernet 10, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса Ethernet 11.3, седьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонними входами выходами пятого и шестого разъемов интерфейса USB 13.1, 13.2, восьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом третьей микросхемы физического уровня Ethernet 12, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом третьего разъема интерфейса Ethernet 13.3, девятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса JTAG 21, десятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB 24, одиннадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонними входами выходами с первого по седьмой разъемов интерфейса SATA 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и mSATA 32, двенадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго трансмиттера RS-232 34, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя типа DE-9 33, тринадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом трансмиттера RS-232 23, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя типа DE-9 22, четырнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с первым двухсторонним входом выходом аудио кодека 19, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом 3.5 мм аудио разъема 18, пятнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB 17.2, шестнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса mPCIE 17.1, семнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 20 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса PCIE 16, первый вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ 7 соединен с входом LVDS соединителя 3, второй двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ 7 соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя модуля ОЗУ 4, третий двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+7 соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя модуля ОЗУ 5, четвертый двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ 7 соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса JTAG 6, шестой двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+7 соединен с входами первого и второго разъемов интерфейса мультимедиа высокой четкости (HDMI) 1 и 2, причем многофункциональный контроллер периферийных интерфейсов КПИ-2 20 содержит контроллер физического уровня канала ввода-вывода 38 (WLCC PHY), контроллер канального уровня канала ввода-вывода 39 (WLCC_DLL), коммутатор первого уровня 40, коммутатор второго уровня 41, первый составной контроллер 42, первый контроллер линка PCIe 43, второй контроллер линка PCIe 44, первый 4-х портовый контроллер интерфейса USB 45, второй 4-х портовый контроллер интерфейса USB 46, второй составной контроллер 47, контроллер двух устройств интерфейса IDE 48, третий составной контроллер 49, контроллер управления питанием и энергосбережением 50, контроллер интерфейса PCI 32 51, звуковой контроллер интерфейса HDA 52, первый 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0 53, второй 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0 54, первый контроллер интерфейса Ethernet 55, второй контроллер интерфейса Ethernet 56, третий контроллер интерфейса Ethernet 57 и блок управления сигналами тактовой синхронизации 58, выход которого соединен с объединенными входами синхронизации всех блоков устройства, выход которого соединен с выходом контроллера физического уровня канала ввода-вывода 38, двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера канального уровня канала ввода-вывода 59, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора первого уровня 40, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого составного контроллера 42, третий двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера линка PCIe 40, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера линка PCIe 44, пятый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом звукового контроллера интерфейса HDA 36, шестой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 53, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 54, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня 40 соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора второго уровня 41, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса USB 45, третий двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса USB 46, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго составного контроллера 47, пятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера интерфейса Ethernet 55, шестой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера интерфейса Ethernet 56, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего контроллера интерфейса Ethernet 57, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера двух устройств интерфейса IDE 48, девятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего составного контроллера 49, десятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера управления питанием и энергосбережением 50, одиннадцатый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня 41 соединен с первым двухсторонним входом выходом, контроллер интерфейса PCI 51, вторые двухсторонние входы выходы контроллера двух устройств интерфейса IDE 48, третьего составного контроллера 49, контроллера управления питанием и энергосбережением 50, контроллера интерфейса PCI 51, звукового контроллера интерфейса HDA 52, первого контроллера интерфейса Ethernet 55, второго контроллера интерфейса Ethernet 56 и третьего контроллера интерфейса Ethernet 57 соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, вторые и третьи двухсторонние входы выходы первого составного контроллера 42, первого контроллера линка PCIe 43 и второго составного контроллера 47 соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, с второго по пятый двухсторонние входы выходы второго контроллера линка PCIe 44, первого 4-х портового контроллера интерфейса USB 45, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB 46, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 53, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 54 соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора первого уровня 50 и контроллера канального уровня канала ввода-вывода 39, коммутатора второго уровня 41, первого составного контроллера 42, первого контроллера линка PCIe 43, второго контроллера линка PCIe 44, звукового контроллера интерфейса HDA 52, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 53, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 54 осуществляется интерфейсом типа «Slink», причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора второго уровня 41 и первого 4-х портового контроллера интерфейса USB 45, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB 46, второго составного контроллера 47, контроллера двух устройств интерфейса IDE 48, третьего составного контроллера 49, контроллера управления питанием и энергосбережением 50, контроллера интерфейса PCI 51, первого контроллера интерфейса Ethernet 55, второго контроллера интерфейса Ethernet 56 и третьего контроллера интерфейса Ethernet 57 осуществляется интерфейсом типа «IOlink».

Процессорный модуль (фиг. 1) работает следующим образом.

Модуль МВЕ1С-РС предназначен для работы в составе средств вычислительной техники как в том числе персональной рабочей станции и терминала для встраиваемых применений в АСУ ТП и разработан на базе микропроцессора Эльбрус 1С+ и контроллера периферийных интерфейсов КПИ-2.

При работе модуля его элементы выполняют следующие функции.

Разъемы интерфейса HDMI 1, 2 предназначены для подключения интерфейса для мультимедиа высокой четкости.

Соединитель LVDS 3 предназначен для подключения TFT дисплея

Два соединителя модуля ОЗУ 4, 5 предназначены для установки модулей памяти (DIMM).

Разъем интерфейса JTAG 6 предназначен для подключения средств диагностики и отладки контроллера КПИ, разъем интерфейса JTAG 21 - для подключения средств диагностики и отладки процессора.

КПИ-2 20 предназначен для транслирования внутренних шин в стандартные интерфейсы.

Микросхемы физического уровня Gigabit Ethernet 8, 10, 12 позволяет другим микросхемам канального уровня, так называемыми MAC, подключиться к физической среде передачи, такой как медный кабель, причем второй уровень сетевой модели OSI, предназначенный для передачи данных узлам, находится в том же сегменте локальной сети. Стандартная микросхема физического уровня включает в себя модули подуровня физического кодирования и подуровня среды передачи. Модуль подуровня физического кодирования выполняет функции кодирования и декодирования передаваемого и принимаемого потока данных. Целью кодирования является упрощение процесса восстановления потока данных приемником.

Разъемы интерфейса Gigabit Ethernet 9.3, 11.3, 13.3 обеспечивают подключение сетевых или иных устройств по интерфейсу Ethernet через порт типа RJ45.

Разъемы интерфейса USB 9.1, 9.2, 11.1, 11.2, 13.1, 13.2, 17.2, 24 предназначены для подключения USB-устройств.

Разъемы интерфейса SATA 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и mSATA32 являются высокоскоростными последовательными каналами и предназначены для подключения устройств по интерфейсу SATA.

Трансмиттер 23, 34 является драйвером RS232 (приемо-передатчиком) и осуществляет защиту от электростатического разряда.

Разъемы интерфейса RS-232 22, 33 реализуют подключение устройств по интерфейсу RS-232.

Аудиокодек 19 выполняет преобразование аудио сигналов. Аудиокодек на аппаратном уровне представляет собой отдельную микросхему, которая кодирует и декодирует аналоговый звуковой сигнал в цифровой сигнал и наоборот при помощи аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразователей. Цифро-аналоговая конвертация происходит, когда компьютер посылает звук на внешние динамики, а аналого-цифровая конвертация происходит, когда звук подается на компьютер извне.

Разъемы линейного входа и выхода, аудио разъем, соединитель для подключения микрофона 18 предназначены для приема и передачи аудио информации.

Разъем интерфейса mPCIE 17.1 предназначена для подключения периферийных устройств.

Разъем интерфейса PCIE 16 предназначена для подключения периферийных устройств.

Элемент питания 14 предназначен для поддержки работы часов реального времени в отсутствие внешнего питания.

Часы реального времени с энергонезависимой памятью 35 предназначены для учета хронометрических данных (текущее время, дата, день недели и др.)

ПЗУ начального загрузчика 36 является энергонезависимой памятью и предназначено для хранения начального загрузчика.

Разъем для подключения к начальному загрузчику 37 предназначен для подключения к начальному загрузчику (подключаются устройства загрузки программы начального загрузчика).

Микропроцессор «Эльбрус-1С+» (1891ВМ11Я) - одноядерный процессор компании с архитектурой «Эльбрус» на основе архитектуры широкого командного слова (VLIW). Представляет собой систему на кристалле. Работает на тактовой частоте до 1 ГГц при технологических нормах 40 нм. Микропроцессор включает в себя графическое ядро, что позволяет выводить графику без использования дополнительных средств.

Таким образом, процессорный модуль обеспечивает возможность его использования как тонкого клиента, NAS сервера, персональной рабочей станции и терминала для встраиваемых применений в АСУ ТП.

Claims (2)

1. Процессорный модуль содержащий процессор, подключенный к оперативной памяти, контроллер периферийных интерфейсов, ПЗУ начального загрузчика, отличающийся тем, что в качестве контроллера периферийных интерфейсов используется многофункциональный контроллер КПИ-2, а в качестве процессора используется микропроцессор Эльбрус 1С+, в него дополнительно введены два разъема интерфейса HDMI, соединитель LVDS, два соединителя модуля ОЗУ, два разъема интерфейса JTAG, три микросхемы физического уровня Ethernet, шесть разъемов интерфейса USB, три разъема интерфейса Ethernet, шинный переключатель, часы реального времени с энергонезависимой памятью, разъем интерфейса PCIE, разъем интерфейса mPCIE, разъем интерфейса USB, аудио разъем, аудио кодек, два разъема типа DE-9, два RS-232 трансмиттера, разъем интерфейса USB, семь разъемов интерфейса SATA, разъем интерфейса mSATA, элемент питания, разъем 2×4, пятый двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен со вторым входом выходом многофункционального контроллера КПИ-2, первый двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени и первым двухсторонним входом выходом шинного переключателя, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом разъема и двухсторонним входом выходом ПЗУ, выход элемента питания соединен со вторым входом энергонезависимой памяти (NVRAM) с контроллером часов реального времени, третий двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами разъема первого и второго интерфейса USB, четвертый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом первой микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса Ethernet, пятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами третьего и четвертого разъемов интерфейса USB, шестой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом второй микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса Ethernet, седьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонними входами выходами пятого и шестого разъемов интерфейса USB, восьмой двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом третьей микросхемы физического уровня Ethernet, второй двухсторонний вход выход которой соединен с двухсторонним входом выходом третьего разъема интерфейса Ethernet, девятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом второго разъема интерфейса JTAG, десятый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB, одиннадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входами выходами с первого по седьмой разъемов интерфейса SATA и mSATA, двенадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом второго трансмиттера RS-232, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя типа DE-9, тринадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом трансмиттера RS-232, второй двухсторонний вход выход которого соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя типа DE-9, четырнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с первым двухсторонним входом выходом аудио кодека, второй двухсторонний вход выход которого соединен с входом выходом 3.5 мм аудио разъема, пятнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса USB, шестнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса mPCIE, семнадцатый двухсторонний вход выход многофункционального контроллера КПИ-2 соединен с двухсторонним входом выходом разъема интерфейса PCIE, первый вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с входом LVDS соединителя, второй двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом первого соединителя модуля ОЗУ, третий двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом второго соединителя модуля ОЗУ, четвертый двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с двухсторонним входом выходом первого разъема интерфейса JTAG, шестой двухсторонний вход выход микропроцессора Эльбрус 1С+ соединен с входами первого и второго разъемов интерфейса мультимедиа высокой четкости (HDMI).

2. Процессорный модуль по П. 1, отличающийся тем, что многофункциональный контроллер периферийных интерфейсов КПИ-2 содержит контроллер физического уровня канала ввода-вывода (WLCC_PHY), контроллер канального уровня канала ввода-вывода (WLCC_DLL), коммутатор первого уровня, коммутатор второго уровня, первый составной контроллер, первый контроллер линка PCIe, второй контроллер линка PCIe, первый 4-х портовый контроллер интерфейса USB второй 4-х портовый контроллер интерфейса USB, второй составной контроллер, контроллер двух устройств интерфейса IDE, третий составной контроллер, контроллер управления питанием и энергосбережением, контроллер интерфейса PCI 32, звуковой контроллер интерфейса HDA, первый 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0, второй 4-портовый контроллер интерфейса SATA 3.0, первый контроллер интерфейса Ethernet, второй контроллер интерфейса Ethernet, третий контроллер интерфейса Ethernet и блок управления сигналами тактовой синхронизации, выход которого соединен с объединенными входами синхронизации всех блоков устройства, выход которого соединен с выходом контроллера физического уровня канала ввода-вывода, двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера канального уровня канала ввода-вывода, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора первого уровня, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого составного контроллера, третий двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера линка PCIe, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера линка PCIe, пятый двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом звукового контроллера интерфейса HDA, шестой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора первого уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом коммутатора второго уровня, второй двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, третий двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, четвертый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго составного контроллера, пятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом первого контроллера интерфейса Ethernet, шестой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом второго контроллера интерфейса Ethernet, седьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего контроллера интерфейса Ethernet, восьмой двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера двух устройств интерфейса IDE, девятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом третьего составного контроллера, десятый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом контроллера управления питанием и энергосбережением, одиннадцатый двухсторонний вход выход коммутатора второго уровня соединен с первым двухсторонним входом выходом, контроллер интерфейса PCI, вторые двухсторонние входы выходы контроллера двух устройств интерфейса IDE, третьего составного контроллера, контроллера управления питанием и энергосбережением, контроллера интерфейса PCI, звукового контроллера интерфейса HDA, первого контроллера интерфейса Ethernet, второго контроллера интерфейса Ethernet и третьего контроллера интерфейса Ethernet соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, вторые и третьи двухсторонние входы выходы первого составного контроллера, первого контроллера линка PCIe и второго составного контроллера соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, с второго по пятый двухсторонние входы выходы второго контроллера линка PCIe, первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 соединены с соответствующими двухсторонними входами выходами устройства, причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора первого уровня и контроллера канального уровня канала ввода-вывода, коммутатора второго уровня, первого составного контроллера, первого контроллера линка PCIe, второго контроллера линка PCIe, звукового контроллера интерфейса HDA, первого 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0, второго 4-х портового контроллера интерфейса SATA 3.0 осуществляется интерфейсом типа «Slink», причем соединение между двухсторонними входами выходами коммутатора второго уровня и первого 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго 4-х портового контроллера интерфейса USB, второго составного контроллера, контроллера двух устройств интерфейса IDE, третьего составного контроллера, контроллера управления питанием и энергосбережением, контроллера интерфейса PCI, первого контроллера интерфейса Ethernet, второго контроллера интерфейса Ethernet и третьего контроллера интерфейса Ethernet осуществляется интерфейсом типа «IOlink».

Images