RU209555U1

RU209555U1 - CPU MODULE

Info

Publication number: RU209555U1
Application number: RU2021131075U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Тепляков
Original assignee: Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК»)
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-03-17

Abstract

Модуль центрального процессора содержит многослойную печатную плату, на первой (верхней) и второй (нижней) сторонах которой выполнены плоские проводники в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение между собой и с центральным процессором несимметрично смонтированных на плате активных элементов электрической цепи, а также шины расширения, разъем тестирования и отладки при программировании и разъемы обмена данными между модулем центрального процессора и модулями ввода и/или вывода промышленного контроллера, причем на первой стороне платы размещены следующие активные элементы: первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы оперативной памяти, программируемая микросхема FPGA, микросхема интерфейсов нескольких низкоскоростных устройств, многоуровневый формирователь напряжения, трансформатор интерфейсов Ethernet, первый и второй преобразователи интерфейса LVDS, аудиоконтроллер, при этом на второй стороне платы размещены следующие активные элементы: центральный процессор, флеш-накопитель SSD, микросхемы памяти Flash BIOS, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы оперативной памяти RAM DDR3, два приемопередатчика интерфейса RS-422/485, два приемопередатчика интерфейса RS-232, контроллер/преобразователь интерфейса PCI, два контроллера Ethernet, три микросхемы памяти, защитный диод в цепях питания от переполюсовки, супервизор питания, модуль снабжен радиатором под естественную конвекцию, установленным на второй стороне платы. Процессор выполнен со встроенными часами реального времени и графическим сопроцессором. Модуль снабжен радиатором под естественную конвекцию, установленным на второй стороне платы. Радиатор выполнен из алюминиевого сплава и закреплен винтовыми стойками ко второй стороне платы и с дополнительными отверстиями с возможностью его замены и монтажа вентилятора активного охлаждения. Технический результат от использования технического решения заключается в реализации расширения арсенала и функциональных возможностей модуля ЦП (реализации назначения модуля ЦП) и за счет создания новой конструкции, обладающей высокой надежностью и удобством в эксплуатации. Одновременно реализована возможность целесообразного распределения вычислительных ресурсов аппаратуры модуля ЦП между задачами с высоким и невысоким энергопотреблением в необходимых габаритах.The central processor module contains a multilayer printed circuit board, on the first (upper) and second (lower) sides of which there are flat conductors in the form of sections of a metallized coating placed on a dielectric base and providing connection between themselves and with the central processor of active elements of the electrical circuit asymmetrically mounted on the board , as well as expansion buses, a connector for testing and debugging during programming and connectors for data exchange between the central processor module and the input and / or output modules of the industrial controller, and the following active elements are located on the first side of the board: the first, second, third, fourth and fifth elements RAM, programmable FPGA chip, interface chip for several low-speed devices, multi-level voltage driver, Ethernet interface transformer, first and second LVDS interface converters, audio controller, while on the second side of the board there are the following active elements: CPU, SSD flash drive, Flash BIOS memory chips, sixth, seventh, eighth and ninth elements of DDR3 RAM, two RS-422/485 transceivers, two RS-232 transceivers, interface controller/converter PCI, two Ethernet controllers, three memory chips, a reverse polarity protection diode in the power supply circuits, a power supervisor, the module is equipped with a natural convection heatsink installed on the second side of the board. The processor is made with a built-in real-time clock and a graphic coprocessor. The module is equipped with a natural convection heatsink installed on the second side of the board. The radiator is made of aluminum alloy and is fixed with screw posts to the second side of the board and with additional holes with the possibility of replacing it and mounting an active cooling fan. The technical result from the use of the technical solution consists in the implementation of the expansion of the arsenal and functionality of the CPU module (implementation of the purpose of the CPU module) and by creating a new design with high reliability and ease of use. At the same time, the possibility of expedient distribution of computing resources of the CPU module equipment between tasks with high and low power consumption in the required dimensions has been implemented.

Description

Полезная модель относится к архитектуре модуля центрального процессора (далее по тексту - модуль ЦП) промышленного контроллера с программируемой логикой (далее по тексту - ПЛК). ПЛК является вычислительной и управляющей единицей в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП). Расширение области применения и объемов производства АСУ ТП требуют расширения арсенала и усовершенствования конструкторских решений и технических средств для использования в качестве модуля ЦП с программируемой логикой в соответствии с тенденциями развития промышленной электроники. Модуль ЦП предназначен для построения высоконадежных встраиваемых энергоэффективных систем с малыми габаритными размерами, преимущественно, для использования в таких отраслях, как железнодорожный транспорт, авиация, военная промышленность, автомобильный транспорт и т.д., где к аппаратным средствам управления предъявляются наиболее высокие требования в отношении возможности их надёжной работы при воздействии различных дестабилизирующих факторов. The utility model relates to the architecture of the central processing unit (hereinafter referred to as the CPU module) of an industrial controller with programmable logic (hereinafter referred to as the PLC). PLC is a computing and control unit in automated process control systems (APCS). Expansion of the field of application and production volumes of process control systems require the expansion of the arsenal and the improvement of design solutions and technical means for use as a CPU module with programmable logic in accordance with the trends in the development of industrial electronics. The CPU module is designed to build highly reliable embedded energy efficient systems with small overall dimensions, mainly for use in industries such as railway transport, aviation, military industry, automotive transport, etc., where the highest requirements are placed on control hardware in terms of the possibility of their reliable operation under the influence of various destabilizing factors.

Известно устройство, состоящее из объединительной платы с возможностью установки модуля процессора и плат расширения, в которой модуль процессора и не менее четырех плат расширения устанавливаются непосредственно в мезонинные разъемы объединительной платы в одной плоскости, параллельной объединительной плате, что позволяет уменьшить пространственный объем и повысить надежность вычислительных узлов на базе данной объединительной платы. Объединительная плата содержит мезонинный разъем для установки модуля процессора, интерфейсные разъемы, преобразователь напряжения, разъем питания, усилитель-формирователь шинных сигналов, группу мезонинных разъемов для установки плат расширения (RU 165470).A device is known that consists of a backplane with the possibility of installing a processor module and expansion cards, in which the processor module and at least four expansion cards are installed directly into the mezzanine connectors of the backplane in one plane parallel to the backplane, which reduces the spatial volume and improves the reliability of computing nodes based on this backplane. The backplane contains a mezzanine connector for installing a processor module, interface connectors, a voltage converter, a power connector, a bus signal conditioner, a group of mezzanine connectors for installing expansion cards (RU 165470).

Известен модуль центрального процессора, представляющий собой промышленный контроллер, содержащий печатную плату со встроенным накопителем информации и с размещенным на ней микропроцессором, осуществляющим сбор информации с входов и портов RS-232 и RS-485 и передачу по интерфейсу Ethernet, контроллер последовательных портов и контроллер сетевых интерфейсов, связанные с микропроцессором и с блоком колодок и разъемов, предназначенных для подключения сторонних устройств и коммутаторов, энергонезависимую память, часы реального времени с автономным источником питания, причем он снабжен программным обеспечением для преобразования данных цифрового информационного протокола нижнего уровня в данные информационного протокола верхнего уровня, размещенным на встроенном накопителе информации, содержащем операционную и исполнительную системы, имеет разъем для подключения съемных накопителей информации, связанным с микропроцессором, а также содержит дополнительно, по меньшей мере, по одному контроллеру последовательных портов и контроллеру сетевых интерфейсов, связанных с микропроцессором и с блоком колодок и разъемов (RU 109303).A central processor module is known, which is an industrial controller containing a printed circuit board with a built-in information storage device and with a microprocessor placed on it, which collects information from the inputs and ports RS-232 and RS-485 and transmits via the Ethernet interface, a serial port controller and a network controller interfaces associated with the microprocessor and with a block of blocks and connectors designed to connect third-party devices and switches, non-volatile memory, a real-time clock with an autonomous power source, and it is equipped with software for converting lower-level digital information protocol data into upper-level information protocol data , located on the built-in storage device containing the operating and executive systems, has a connector for connecting removable storage devices connected to the microprocessor, and also contains additionally at least one controller ru serial ports and the controller of network interfaces associated with the microprocessor and with the block of pads and connectors (RU 109303).

Известен модуль ЦП промышленного контроллера с программируемой логикой, содержащий:Known CPU module industrial controller with programmable logic, containing:

центральный микропроцессор, предназначенный для выполнения задачи прикладной программы, в результате которой обрабатываются входные данные от датчиков, и результатом обработки которых являются выходные данные, предназначенные для управления исполнительными механизмами; a central microprocessor for executing an application program task that processes input data from the sensors and results in output data for controlling actuators;

дополнительный микропроцессор с архитектурой ядра, отличной от архитектуры ядра центрального микропроцессора, и предназначенный для выполнения точно такой же задачи с точно такими же входными данными от датчиков, что и в центральном микропроцессоре, он дополнительно содержит программируемую логическую интегральную схему с контроллером шины, предназначенным для обмена данными по шине между модулем ЦП и модулями ввода и/или вывода промышленного контроллера, и микроконтроллер Центральный микропроцессор (ЦМ), предназначен для выполнения задачи прикладной программы; an additional microprocessor with a different core architecture from the core architecture of the central microprocessor and designed to perform exactly the same task with exactly the same sensor inputs as in the central microprocessor, it additionally contains a programmable logic integrated circuit with a bus controller designed to exchange data on the bus between the CPU module and the input and / or output modules of the industrial controller, and the microcontroller Central microprocessor (CM), designed to perform the task of the application program;

дополнительный микропроцессор (ДМ), предназначен для выполнения точно такой же задачи с теми же входными данными от датчиков, что и ЦМ; an additional microprocessor (DM) designed to perform exactly the same task with the same input data from sensors as the CM;

контроллер шины (КШ), сформированный в ПЛИС, предназначен для обмена данными по шине; the bus controller (CS) formed in the FPGA is designed to exchange data over the bus;

микроконтроллер безопасности (МБ) для контроля работы своего функционального ядра, содержит контролирующее ядро и модуль сравнения, который предназначен для сравнения результатов вычислений с параллельно работающих функционального и контролирующего ядер, МБ разрешает КШ передачу выходных данных в шину в случае, если выполнено условие равенства результатов обработки из ЦМ и ДМ, и время выполнения задачи ЦМ и ДМ находится в заданном интервале времени, и результаты вычислений функционального и контролирующего ядер равны (RU 2703681, прототип).security microcontroller (MB) to control the operation of its functional core, contains a control core and a comparison module, which is designed to compare the results of calculations from parallel operating functional and control cores, the MB allows KSh to transfer output data to the bus if the condition for equality of processing results is met from the CM and DM, and the execution time of the task of the CM and DM is in a given time interval, and the results of the calculations of the functional and controlling cores are equal (RU 2703681, prototype).

Недостатками известных технических решений является узость функциональных возможностей, которая определяется неоптимальным размещением активных аппаратов на плате, значительный объем неиспользуемого пространства и отсутствие надежного теплоотвода от них, связи с компоновкой его составных частей, не учитывающие возможностей возникновения шумов и местных взаимных нагревов оборудования, возбуждающих помехи, обусловленные взаимным влиянием аппаратов.The disadvantages of the known technical solutions are the narrowness of functionality, which is determined by the non-optimal placement of active devices on the board, a significant amount of unused space and the lack of reliable heat removal from them, connections with the layout of its components that do not take into account the possibility of noise and local mutual heating of equipment that cause interference, caused by the mutual influence of devices.

Технической проблемой, разрешаемой с помощью настоящей полезной модели, является создание энергоэффективного компактного модуля ЦП с программируемой логикой и расширение арсенала модулей ЦП.The technical problem solved by this utility model is the creation of an energy-efficient compact CPU module with programmable logic and the expansion of the arsenal of CPU modules.

Технический результат, обеспечивающий решение указанной проблемы, заключается в реализации расширения арсенала и функциональных возможностей модуля ЦП (реализации назначения модуля ЦП) и за счет создания новой конструкции, обладающей высокой надежностью и удобством в эксплуатации. The technical result, which provides a solution to this problem, is to expand the arsenal and functionality of the CPU module (implementation of the purpose of the CPU module) and by creating a new design with high reliability and ease of use.

Одновременно реализована возможность целесообразного распределения вычислительных ресурсов аппаратуры модуля ЦП между задачами с высоким и невысоким энергопотреблением в необходимых габаритах; достигается снижение помех благодаря минимизации общего и местных взаимных нагревов аппаратуры, обусловленных взаимным влиянием цепей электропитания и связи. При этом за счет использования единого радиатора уменьшается вероятность перегрева. Также функциональные возможности модуля ЦП могут быть увеличены с помощью шины расширения.At the same time, the possibility of expedient distribution of computing resources of the CPU module equipment between tasks with high and low power consumption in the required dimensions has been implemented; noise reduction is achieved by minimizing the general and local mutual heating of the equipment due to the mutual influence of the power supply and communication circuits. At the same time, due to the use of a single radiator, the likelihood of overheating is reduced. Also, the functionality of the CPU module can be increased using the expansion bus.

Сущность полезной модели состоит в том, что модуль центрального процессора содержит многослойную печатную плату на первой (верхней) и второй (нижней) сторонах которой выполнены плоские проводники в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение между собой и с центральным процессором несимметрично смонтированных на плате активных элементов электрической цепи, а также шины расширения, разъем тестирования и отладки при программировании и разъемы обмена данными между модулем центрального процессора и модулями ввода и/или вывода промышленного контроллера, причем на первой стороне платы размещены следующие активные элементы: первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы оперативной памяти, программируемая микросхема FPGA, микросхема интерфейсов нескольких низкоскоростных устройств, многоуровневый формирователь напряжения, трансформатор интерфейсов Ethernet, первый и второй преобразователи интерфейса LVDS, аудиоконтроллер, при этом на второй стороне платы размещены следующие активные элементы: центральный процессор, флеш-накопитель SSD, микросхемы памяти Flash BIOS, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы оперативной памяти RAM DDR3, два приемопередатчика интерфейса RS-422/485, два приемопередатчика интерфейса RS-232, контроллер/преобразователь интерфейса PCI, два контроллера Ethernet, три микросхемы памяти, защитный диод в цепях питания от переполюсовки, супервизор питания. The essence of the utility model is that the CPU module contains a multilayer printed circuit board on the first (upper) and second (lower) sides of which flat conductors are made in the form of sections of a metallized coating placed on a dielectric base and providing an asymmetrical connection between themselves and with the CPU active elements of the electrical circuit mounted on the board, as well as expansion buses, a testing and debugging connector during programming and connectors for data exchange between the central processor module and input and / or output modules of the industrial controller, and the following active elements are located on the first side of the board: first, second , third, fourth and fifth RAM elements, programmable FPGA chip, multi-low-speed device interface chip, multi-level voltage conditioner, Ethernet interface transformer, first and second LVDS interface converters, audio controller , while the following active elements are located on the second side of the board: a central processor, an SSD flash drive, Flash BIOS memory chips, the sixth, seventh, eighth and ninth elements of DDR3 RAM, two RS-422/485 interface transceivers, two interface transceivers RS-232, PCI interface controller/converter, two Ethernet controllers, three memory chips, reverse polarity protection diode, power supervisor.

Предпочтительно, на первой стороне печатной платы размещены соединители: разъем “Локальная вычислительная сеть”, разъем дополнительного питания, два разъема «универсальная последовательная шина» для подключения периферийных устройств, четыре разъема последовательных портов ввода-вывода компьютера, сервисный диагностический разъем, разъем для подключения клавиатуры и мыши, сервисный разъем программирования, разъем входов и выходов общего назначения, разъем конфигурации напряжения шины PCI, разъем сброса настроек BIOS, разъем подключения микрофона, разъемы подключения удаленного сброса, разъем для подключения мониторов по стандарту видеоинтерфейса VGA, два разъема для подключения LCD панелей по стандарту видеоинтерфейса LVDS, разъем оптоизолированного сброса, разъем последовательного интерфейса обмена данными с накопителями информации, разъем линейного аудио входа/выхода, а на второй стороне платы размещен разъем подключения флеш-накопителя CFast.Preferably, on the first side of the printed circuit board there are connectors: a LAN connector, an auxiliary power connector, two Universal Serial Bus connectors for connecting peripheral devices, four connectors for the computer's serial I / O ports, a service diagnostic connector, a connector for connecting a keyboard and mice, a programming service connector, a general-purpose input and output connector, a PCI bus voltage configuration connector, a BIOS reset connector, a microphone connector, remote reset connectors, a connector for connecting monitors according to the VGA video interface standard, two connectors for connecting LCD panels according to LVDS video interface standard, an optoisolated reset connector, a serial interface connector for data exchange with information storage devices, a linear audio input/output connector, and on the second side of the board there is a connector for connecting a CFast flash drive.

Предпочтительно, на первой стороне платы дополнительно размещены зуммер и светодиод, а также держатель (отсек) для батарейки, разъем для подключения внешних светодиодов, проходной сервисный разъем программирования BIOS, со сквозными отверстиями на обе стороны плат, аппаратная шина расширения на базе 32-разрядного варианта шины PCI и аппаратная шина расширения на базе 16-разрядного варианта шины ISA. Preferably, on the first side of the board there is an additional buzzer and an LED, as well as a holder (compartment) for a battery, a connector for connecting external LEDs, a pass-through BIOS programming connector with through holes on both sides of the boards, a hardware expansion bus based on a 32-bit version PCI buses and a hardware expansion bus based on the 16-bit version of the ISA bus.

Предпочтительно, модуль снабжен радиатором под естественную конвекцию, установленным на второй стороне платы. Preferably, the module is provided with a natural convection heatsink mounted on the second side of the board.

Предпочтительно, радиатор выполнен из алюминиевого сплава и закреплен винтовыми стойками ко второй стороне платы. Preferably, the heatsink is made of aluminum alloy and is screwed to the second side of the board.

Предпочтительно, радиатор выполнен с дополнительными отверстиями с возможностью его замены и монтажа вентилятора активного охлаждения.Preferably, the radiator is made with additional holes with the possibility of its replacement and installation of an active cooling fan.

Предпочтительно, шины расширения выполнены с расположением контактов перпендикулярно ребру печатной платы.Preferably, the expansion busbars are arranged with contacts perpendicular to the edge of the printed circuit board.

Предпочтительно, процессор выполнен со встроенными часами реального времени и графическим сопроцессором.Preferably, the processor is provided with an integrated real time clock and graphics coprocessor.

На чертеже фиг. 1 изображен общий вид модуля ЦП под углом сверху; на чертеже фиг. 2 изображен общий вид модуля ЦП верху; на чертеже фиг. 3 изображен общий вид модуля ЦП без радиатора, снизу; на фиг. 4 - расположение элементов модуля ЦП на лицевой стороне платы; на фиг. 5 - расположение элементов модуля ЦП на нижней стороне платы; на фиг. 6 - функциональная схема модуля ЦП, на фиг.7 - изображен общий вид модуля ЦП с установленным радиатором, снизу. In the drawing of FIG. 1 shows a general view of the CPU module at an angle from above; in the drawing of Fig. 2 is a top view of the CPU module; in the drawing of Fig. 3 shows a general view of the CPU module without a heatsink, from below; in fig. 4 - location of the elements of the CPU module on the front side of the board; in fig. 5 - arrangement of elements of the CPU module on the bottom side of the board; in fig. Fig. 6 is a functional diagram of the CPU module, Fig. 7 shows a general view of the CPU module with a heatsink installed, from below.

Модуль ЦП содержит многослойную печатную плату 1 размером 96×116 мм, выполненную из диэлектрика, с обеих сторон которой выполнены плоские проводники (токопроводящие дорожки) в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение между собой несимметрично смонтированных на плате элементов электрической цепи, и контроллером шины расширения, предназначенным для обмена данными по этой шине между модулем ЦП и модулями ввода и/или вывода промышленного контроллера, и микроконтроллер. The CPU module contains a multilayer printed circuit board 1 with a size of 96 × 116 mm, made of a dielectric, on both sides of which flat conductors (conductive tracks) are made in the form of sections of a metallized coating placed on a dielectric base and providing interconnection of electrical circuit elements asymmetrically mounted on the board , and an expansion bus controller designed to exchange data over this bus between the CPU module and the input and / or output modules of the industrial controller, and the microcontroller.

На первой (верхней) стороне платы 1 модуля ЦП размещены отсек для батарейки и следующие элементы: The first (top) side of PCB 1 of the CPU module contains the battery compartment and the following items:

Поз. 5 - DD5, DD12, DD16, DD21, DD25 - первый, второй, третий, четвертый и пятый элемент памяти RAM DDR3 (оперативная память);Pos. 5 - DD5, DD12, DD16, DD21, DD25 - the first, second, third, fourth and fifth element of DDR3 RAM memory (RAM);

Поз. 18 - DD10 - программируемая микросхема FPGA выполняющая функцию моста LPC-ISA;Pos. 18 - DD10 - programmable FPGA chip acting as an LPC-ISA bridge;

Поз. 19 - DD49 - микросхема Super I/O (микросхема интерфейсов нескольких низкоскоростных устройств);Pos. 19 - DD49 - Super I / O chip (interface chip for several low-speed devices);

Поз. 20 - DD32 - многоуровневый формирователь напряжения (PMIC);Pos. 20 - DD32 - multilevel voltage driver (PMIC);

Поз. 21 - T1 - трансформатор интерфейсов Ethernet 10/100/1000 Мбит/с;Pos. 21 - T1 - Ethernet interface transformer 10/100/1000 Mbps;

Поз. 22 - DD30 - преобразователь интерфейса LVDS ((low-voltage differential signaling - низковольтная дифференциальная передача сигналов/;Pos. 22 - DD30 - LVDS interface converter ((low-voltage differential signaling - low-voltage differential signaling /;

Поз. 23 - DD31 - преобразователь интерфейса LVDS;Pos. 23 - DD31 - LVDS interface converter;

Поз. 24 - DA5 - аудиоконтроллер;Pos. 24 - DA5 - audio controller;

BF1 - зуммер (buzzer);BF1 - buzzer (buzzer);

HL1 - светодиод;HL1 - LED;

X1 - держатель (отсек) CR2032 для батарейки. Имеет контакты, к которым с помощью специального держателя с захватом и рычага прижимается батарейка, установленная в отсек для батарейки;X1 - holder (compartment) CR2032 for the battery. It has contacts, to which, using a special holder with a grip and a lever, a battery is pressed, installed in the battery compartment;

XP1 - разъем LAN1_2. “Local Area Networks” или “Локальная вычислительная сеть”; XP1 - LAN1_2 connector. “Local Area Networks” or “Local Area Network”;

XP2 - разъем POWER. Разъем дополнительного питания;XP2 - POWER connector. Additional power connector;

XP3 - разъем USB. Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина» - первый и второй последовательные интерфейсы для подключения периферийных устройств к вычислительной технике;XP3 - USB connector. Universal Serial Bus - "universal serial bus" - the first and second serial interfaces for connecting peripheral devices to computer technology;

XP4 - разъем COM (RS-232). Последовательный порт ввода-вывода компьютера = интерфейсы для цифровой передачи данных;XP4 - COM connector (RS-232). Computer serial I/O port = interfaces for digital data transfer;

XP5 - разъем USB. Universal Serial Bus - «универсальная последовательная шина» — третий и четвертый последовательные интерфейсы для подключения периферийных устройств;XP5 - USB connector. Universal Serial Bus - "universal serial bus" - the third and fourth serial interfaces for connecting peripherals;

XP6 - разъем COM (RS-232). Последовательный порт ввода-вывода компьютера = интерфейсы для цифровой передачи данных;XP6 - COM connector (RS-232). Computer serial I/O port = interfaces for digital data transfer;

XP7 - сервисный диагностический разъем LPC (подключения считывателя POST кодов);XP7 - service diagnostic socket LPC (connection of POST code reader);

XP8 - разъем KBD/MS. PS/2 - компьютерный порт, применяемый для подключения клавиатуры и мыши;XP8 - KBD/MS connector. PS / 2 - a computer port used to connect a keyboard and mouse;

XP9 - сервисный разъем программирования FPGA (Field Programmable Gate Array - программируемая шлюзовая матрица;XP9 - FPGA programming service connector (Field Programmable Gate Array - programmable gateway matrix;

XP10 - разъем GPIO. General Purpose Input Output. Интерфейс, который содержит Входы (Input) и Выходы (Output) общего назначения;XP10 - GPIO connector. General Purpose Input Output. An interface that contains General-purpose Inputs and Outputs;

XP11 - разъем для подключения внешних светодиодов;XP11 - connector for connecting external LEDs;

XP12 - разъем конфигурации фиксированного напряжения шины PCI (PC/104-Plus);XP12 - PCI bus fixed voltage configuration connector (PC/104-Plus);

XP13 - разъем сброса настроек BIOS (Basic Input/Output System — «базовая система ввода-вывода», программное обеспечение (ПО) для работы с аппаратурой компьютера и подключёнными к нему устройствами; XP13 - BIOS reset connector (Basic Input / Output System - “basic input / output system”, software (software) for working with computer hardware and devices connected to it;

XP14 - разъем подключения микрофона;XP14 - microphone connector;

XP15 - разъемы подключения удаленного сброса;XP15 - remote reset connectors;

XP16 - разъем VGA (Video Graphics Array). Разъём для подключения мониторов по стандарту видеоинтерфейса VGA;XP16 - VGA (Video Graphics Array) connector. Connector for connecting monitors according to the VGA video interface standard;

XP17 - разъем LVDS. Low-Voltage Differential Signaling. Разъём для подключения информационных LCD панелей по стандарту видеоинтерфейса LVDS;XP17 - LVDS connector. Low-Voltage Differential Signaling. Connector for connecting LCD information panels according to the LVDS video interface standard;

XP18 - разъем оптоизолированного сброса (обеспечивает гальваническую развязку при передаче энергии или информационного сигнала между электрическими цепями, не имеющими непосредственного электрического контакта между ними);XP18 - optoisolated reset connector (provides galvanic isolation when transferring energy or information signal between electrical circuits that do not have direct electrical contact between them);

XP19 - разъем SATA. Serial ATA. Последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE);XP19 - SATA connector. serial ATA. Serial interface for data exchange with information storage devices. SATA is an evolution of the parallel ATA interface (IDE);

XP20 - разъем LVDS. Low-Voltage Differential Signaling. Разъём для подключения LCD панелей по стандарту видеоинтерфейса LVDS;XP20 - LVDS connector. Low-Voltage Differential Signaling. Connector for connecting LCD panels according to the LVDS video interface standard;

XP21 - разъем COM (RS-422/485). Последовательный порт ввода-вывода компьютера = интерфейсы для цифровой передачи данных;XP21 - COM connector (RS-422/485). Computer serial I/O port = interfaces for digital data transfer;

XP22 - разъем COM (RS-422/485). Последовательный порт ввода-вывода компьютера = интерфейсы для цифровой передачи данных;XP22 - COM connector (RS-422/485). Computer serial I/O port = interfaces for digital data transfer;

XP23 - разъем Audio Line In/Out. Линейный аудио вход/выход.XP23 - Audio Line In/Out connector. Linear audio input/output.

На второй (нижней) стороне платы 1 модуля ЦП размещены и обозначены позициями следующие активные элементы:On the second (lower) side of board 1 of the CPU module, the following active elements are located and marked with positions:

Поз. 2 - DD7 - центральный процессор Intel Atom E38xx (тактовая частота 1.33-1.91 ГГц) со встроенными часами реального времени и графическим сопроцессором;Pos. 2 - DD7 - Intel Atom E38xx central processor (clock frequency 1.33-1.91 GHz) with built-in real time clock and graphics coprocessor;

Поз. 3 - DD64 - флеш-накопитель (внешний твердотельный накопитель) SSD объемом 32 Гбайт;Pos. 3 - DD64 - flash drive (external solid state drive) SSD with a capacity of 32 GB;

Поз. 4 - DD48 - микросхемы памяти Flash BIOS (базовая система ввода-вывода);Pos. 4 - DD48 - Flash BIOS memory chips (basic input-output system);

Поз. 5 - DD45, DD47, DD50 и DD52 - шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы оперативной памяти RAM DDR3;Pos. 5 - DD45, DD47, DD50 and DD52 - the sixth, seventh, eighth and ninth elements of DDR3 RAM;

Поз. 6 - DA7 - приемопередатчик интерфейса RS-422/485;Pos. 6 - DA7 - RS-422/485 interface transceiver;

Поз. 7 - DA8 - приемопередатчик интерфейса RS-422/485;Pos. 7 - DA8 - RS-422/485 interface transceiver;

Поз. 8 - DD70 – контроллер/преобразователь интерфейса PCI (PCIe-to-PCI Bridge);Pos. 8 - DD70 - PCI interface controller/converter (PCIe-to-PCI Bridge);

Поз. 9 - DD72 - контроллер Ethernet;Pos. 9 - DD72 - Ethernet controller;

Поз. 10 - DD73 - контроллер Ethernet;Pos. 10 - DD73 - Ethernet controller;

Поз. 11 - DD71 - приемопередатчик интерфейса RS-232;Pos. 11 - DD71 - RS-232 interface transceiver;

Поз. 12 - DD76 - приемопередатчик интерфейса RS-232;Pos. 12 - DD76 - RS-232 interface transceiver;

Поз. 13 - DD53 - микросхемы памяти SPI FRAM (EEPROM) - электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ. При прекращении подачи питания на микросхему памяти она сохраняет свое предыдущее состояние;Pos. 13 - DD53 - memory chips SPI FRAM (EEPROM) - electrically erasable reprogrammable ROM. When the power supply to the memory chip is interrupted, it retains its previous state;

Поз. 14 - DD66 - микросхемы энергонезависимой памяти LAN (EEPROM) - сетевой контроллер (Onboard LAN);Pos. 14 - DD66 - LAN non-volatile memory chips (EEPROM) - network controller (Onboard LAN);

Поз. 15 - DD68 - микросхемы энергонезависимой памяти LAN (EEPROM);Pos. 15 - DD68 - LAN non-volatile memory chips (EEPROM);

Поз. 16 - DA15 - защитный диод в цепях питания от переполюсовки (от обратной полярности);Pos. 16 - DA15 - protective diode in power supply circuits against polarity reversal (against reverse polarity);

Поз. 17 - DA11 - супервизор питания (сторожевой таймер, внешний watchdog, схема контроля напряжения питания процессора 2, отключает его при выходе уровня напряжения питания из диапазона допустимых значений);Pos. 17 - DA11 - power supervisor (watchdog, external watchdog, processor 2 power supply voltage control circuit, turns it off when the power supply voltage level goes out of the range of acceptable values);

XS4 - разъем подключения флеш-накопителя CFast.XS4 - connector for connecting a CFast flash drive.

На верхней стороне платы 1 расположены разъемы: On the top side of board 1 there are connectors:

проходной разъем XS3 - сервисный разъем программирования BIOS, со сквозными отверстиями на обе стороны платы;pass-through connector XS3 - BIOS programming service connector, with through holes on both sides of the board;

аппаратная шина расширения - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств разъем XS1 - PC/104 (PCI) на базе 32-разрядного варианта шины PCI; hardware expansion bus - I/O bus for connecting peripheral devices connector XS1 - PC/104 (PCI) based on the 32-bit version of the PCI bus;

аппаратная шина расширения - компьютерная шина, представляет собой разъем XS2 - PC/104 (ISA 8/16 бит) на базе 16-разрядного варианта шины ISA. hardware expansion bus - a computer bus, is a connector XS2 - PC / 104 (ISA 8/16 bits) based on a 16-bit version of the ISA bus.

Особенностью используемого в данном модуле конструктива разъемов PC/104 является расположение контактов не на ребре платы 1, а перпендикулярно ей, что позволяет устанавливать несколько плат друг на друга как бутерброды. Такая конструкция разъемов шины расширения позволяет собрать до 3-6 плат в один большой «сэндвич» и разместить его в компактном герметичном корпусе, который будет иметь большую ударопрочность.A specific feature of the PC/104 connector design used in this module is the location of the contacts not on the edge of the board 1, but perpendicular to it, which allows you to install several boards on top of each other like sandwiches. This design of the expansion bus connectors allows you to assemble up to 3-6 boards into one large "sandwich" and place it in a compact sealed case, which will have greater impact resistance.

Модуль ЦП снабжен радиатором поз. 25 под естественную конвекцию, установленным на второй (нижней) стороне платы 1. Радиатор выполнен из алюминиевого сплава и закреплен винтовыми стойками ко второй (нижней) стороне платы. The CPU module is equipped with a heatsink pos. 25 for natural convection, installed on the second (lower) side of the board 1. The heatsink is made of aluminum alloy and fixed with screw posts to the second (lower) side of the board.

Изделие полностью соответствует стандарту PC/104-Plus (форм-фактор материнских плат), в части габаритных размеров модуля и расположения присоединительных разъемов. При этом платы PC/104 и PC/104-Plus совместимы между собой.The product fully complies with the PC / 104-Plus standard (motherboard form factor), in terms of the overall dimensions of the module and the location of the connecting connectors. At the same time PC/104 and PC/104-Plus boards are compatible with each other.

Обеспечена высокая плотность монтажа (большое количество элементов на располагаемой площади платы 1) с использованием электрокомпонентов типоразмера 0,4-0,2 мм (например, резисторов размера 0,4-0,2 мм). Необходимо применения высокоточного оборудования при производстве данного модуля.A high mounting density is provided (a large number of elements on the available area of the board 1) using electrical components with a size of 0.4-0.2 mm (for example, resistors of 0.4-0.2 mm). It is necessary to use high-precision equipment in the production of this module.

Модуль ЦП предназначен для эксплуатации, преимущественно, в составе электронного оборудования, устанавливаемого на транспортные средства и необслуживаемого оборудования, эксплуатируемого круглосуточно (во временном режиме 24×7).The CPU module is designed to operate primarily in vehicle-mounted and unattended electronic equipment operating around the clock (24×7 time mode).

Питание модуля ЦП осуществляется от внешнего источника постоянного тока с фиксированным значением напряжения плюс 5 В ± 5%. The CPU module is powered by an external DC source with a fixed voltage value of plus 5 V ± 5%.

Допустимые условия эксплуатации модуля ЦП - диапазон рабочих температур - от минус 40°С до плюс 85°С; относительная влажность воздуха - до 80% (без конденсации влаги).Permissible operating conditions of the CPU module - operating temperature range - from minus 40°С to plus 85°С; relative air humidity - up to 80% (without moisture condensation).

Допустимые механические воздействия: синусоидальная вибрация в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с ускорением - 10 g; обеспечена устойчивость (т.е. способность сохранять текущее состояние при влиянии внешних воздействий) к одиночным ударам, пиковое ускорение - 100 g; устойчивость к многократным ударам, пиковое ускорение - 50 g.Permissible mechanical effects: sinusoidal vibration in the frequency range from 5 to 2000 Hz with acceleration - 10 g; provided stability (ie the ability to maintain the current state under the influence of external influences) to single impacts, peak acceleration - 100 g; resistance to multiple impacts, peak acceleration - 50 g.

Модуль центрального процессора работает следующим образом.The CPU module works as follows.

При штатной эксплуатации модуль ЦП принимает сигналы, содержащие данные и инструкции (опрос интерфейсов, запрос данных из памяти, выполнение вычислений над данными) и выдаёт сигналы с обработанными данными через соответствующую шину. During normal operation, the CPU module receives signals containing data and instructions (polling interfaces, requesting data from memory, performing calculations on data) and outputs signals with processed data through the corresponding bus.

В общем случае, выполнение программы состоит в считывании данных из модулей ввода-вывода данных, подключенных к модулю ЦП по шине ISA (XS2), по шине PCI (XS1) и/или с внешних устройств по каналам последовательной передачи данных Ethernet подключаемых к разъемам XP1, RS232 - XP4 и XP6, RS422/RS485 - XP21 и XP22 и последующей обработки данных по алгоритму, заданному программой и выдачи результирующих управляющих данных в модули ввода-вывода данных и на внешние контролируемые и управляемые устройства по интерфейсам передачи данных.In general, the execution of the program consists in reading data from data input-output modules connected to the CPU module via the ISA bus (XS2), via the PCI bus (XS1) and / or from external devices via Ethernet serial data channels connected to the XP1 connectors , RS232 - XP4 and XP6, RS422/RS485 - XP21 and XP22 and subsequent data processing according to the algorithm specified by the program and the issuance of the resulting control data to data input / output modules and to external monitored and controlled devices via data transfer interfaces.

Особенностью модуля является реализация шины ISA формируемой из шины LPC с помощью микросхемы FPGA DD10 обеспечивающая программную совместимость с ПО, разработанным для микропроцессоров предыдущих поколений.A feature of the module is the implementation of the ISA bus formed from the LPC bus using the FPGA DD10 chip, which provides software compatibility with software developed for microprocessors of previous generations.

Детальный алгоритм работы модуля ЦП определяется ПО, установленным на модуле процессора. При подключении сетевых модулей к разъёмам и наличии сетевого подключения к микросхемам сетевых интерфейсов, осуществляется автоматический выбор протоколов согласно настройкам для достижения заданной или наиболее эффективной работы сети. По завершении настроек происходит обмен данными с одним или несколькими внешними узлами сети. При необходимости через порты USB (XP3 и XP5) осуществляется подключение внешних USB-устройств.The detailed operation algorithm of the CPU module is determined by the software installed on the processor module. When network modules are connected to the connectors and there is a network connection to the network interface chips, protocols are automatically selected according to the settings to achieve the specified or most efficient network operation. Upon completion of the settings, data is exchanged with one or more external network nodes. If necessary, external USB devices can be connected via the USB ports (XP3 and XP5).

Если при перезагрузке вычислителя выявляется ошибка контрольной суммы параметров BIOS, то загрузка параметров BIOS производится из микросхем поз.13 памяти FRAM. Это позволяет повысить надежность работы модуля при длительной необслуживаемой эксплуатации.If a checksum error of the BIOS parameters is detected during the restart of the calculator, then the BIOS parameters are loaded from the microcircuits pos.13 of the FRAM memory. This improves the reliability of the module during long-term maintenance-free operation.

Для повышения надежности работы модуля при длительной необслуживаемой эксплуатации служат два сторожевых таймера формирующих аппаратный сброс микропроцессора и его перезагрузку в случае “зависания” ПО.To improve the reliability of the module during long-term unattended operation, two watchdog timers are used that form a hardware reset of the microprocessor and its reboot in the event of a software “freeze”.

Внешний сторожевой таймер (External Watchdog, поз. 17, фиг.6) имеет фиксированный период срабатывания 1,6 сек. Встроенный в микропроцессор сторожевой таймер имеет программируемый период срабатывания.External watchdog (External Watchdog, pos. 17, Fig.6) has a fixed response period of 1.6 seconds. The watchdog timer built into the microprocessor has a programmable response period.

Данные, полученные процессором поз. 2 Intel Atom E38xx (E3815 или E3845 в зависимости от исполнения модуля) от ПК, могут передаваться непосредственно в соответствующие средства ввода-вывода, а также восприниматься как задание или команды для исполнения процессором Intel Atom E38xx, в соответствии с программой, загруженной в оперативное запоминающее устройство ОЗУ DDR3 DD5, DD12, DD16, DD21, DD25, DD45, DD47, DD50, DD52 поз.5.The data received by the processor pos. 2 Intel Atom E38xx (E3815 or E3845 depending on the module version) from a PC can be transferred directly to the appropriate I/O facilities, and also perceived as a task or commands for execution by the Intel Atom E38xx processor, in accordance with the program loaded into the RAM RAM device DDR3 DD5, DD12, DD16, DD21, DD25, DD45, DD47, DD50, DD52 pos.5.

При функционировании изделия, его аппаратура выполняет, в частности, следующее. During the operation of the product, its equipment performs, in particular, the following.

Флеш-накопитель SSD поз.3 служит как компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме микросхем памяти, он содержит управляющий контроллер.Flash drive SSD pos.3 serves as a computer non-volatile non-mechanical storage device based on memory chips. In addition to memory chips, it contains a control controller.

ОЗУ (DD5, DD12, DD16, DD21, DD25, DD45, DD47, DD50, DD52) поз.5 представляет собой динамическую память с произвольным доступом. Память динамического типа имеет плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти. Реализует функции синхронной динамической памяти с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных.RAM (DD5, DD12, DD16, DD21, DD25, DD45, DD47, DD50, DD52) pos.5 is a dynamic random access memory. Dynamic type memory has a higher density, which allows more memory cells to be placed on the same area of \u200b\u200bthe silicon crystal. Implements double data rate synchronous random access memory functions.

Приемопередатчики интерфейса RS-232 служат для согласования электрических параметров, обработки и передачи информации, обмена данными с компонентами АСУ ТП, использующими последовательные каналы передачи данных.RS-232 interface transceivers are used to coordinate electrical parameters, process and transmit information, exchange data with APCS components using serial data transmission channels.

Микросхема памяти FRAM (оперативная память) использует слой сегнетоэлектрика для обеспечения энергонезависимости.The FRAM (Random Access Memory) memory chip uses a ferroelectric layer to provide non-volatility.

Многоуровневый формирователь напряжения (PMIC - Power Management Integrated Circuits) DD32 поз. 19 включает в себя несколько преобразователей постоянного/постоянного тока или их управляющую часть. Реализует поддержание напряжений питания ключевых активных компонентов модуля (процессор, оперативная память и т.д.) в допустимых пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки. Применение этой интегральные схемы для питания позволяет уменьшить необходимое пространство, занимаемое ей на плате 1.Multilevel voltage driver (PMIC - Power Management Integrated Circuits) DD32 pos. 19 includes several DC/DC converters or their control part. Implements maintaining the supply voltages of the key active components of the module (processor, RAM, etc.) within acceptable limits, with a significant change in the input voltage and output load current. The use of this integrated circuit for power allows you to reduce the space it takes up on board 1.

Супервизор питания поз. 17 обеспечивает удержание микропроцессора в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного значения и не стабилизируется, или производит сброс микропроцессора при снижении напряжения питания ниже критического уровня или при внезапном провале напряжения. Power Supervisor pos. 17 keeps the microprocessor in the reset state until the supply voltage reaches the set value and stabilizes, or resets the microprocessor when the supply voltage drops below a critical level or during a sudden voltage drop.

В процессе работы радиатор служит для отвода и рассеивания выделяемого процессором и другими микросхемами тепла.During operation, the heatsink serves to remove and dissipate the heat generated by the processor and other microcircuits.

Конструктивные преимущества заявляемого модуля ЦП заключаются, в частности, в том, что данный модуль ЦП позволяет устанавливать модули расширения параллельно ему, что дает возможность избежать дополнительных кабельных соединений, а радиатор с наибольшей возможной площадью теплообмена позволяет максимально эффективно отводить тепло от ЦП. Такая реализация радиатора при установке в компактный герметичный корпус АСУ ТП позволяет дополнительно использовать стенку корпуса для отвода тепла наружу. The design advantages of the proposed CPU module are, in particular, that this CPU module allows you to install expansion modules parallel to it, which makes it possible to avoid additional cable connections, and a radiator with the largest possible heat exchange area allows you to most efficiently remove heat from the CPU. Such implementation of the heatsink, when installed in a compact hermetically sealed enclosure of the APCS, allows additional use of the enclosure wall to remove heat to the outside.

На радиаторе выполнены дополнительные отверстия с возможностью улучшить его теплообменные характеристики, установив, например, более эффективный ребристый радиатор, и/или установив вентилятор для активного охлаждения (не изображен, не поставляется предприятием-изготовителем).Additional holes are made on the radiator to improve its heat transfer characteristics by installing, for example, a more efficient finned radiator and/or installing a fan for active cooling (not shown, not supplied by the manufacturer).

При этом оптимальная компоновка функциональных элементов и их размещение на обеих сторонах платы позволяют соответствовать следующим конструктивным требованиям:At the same time, the optimal layout of functional elements and their placement on both sides of the board make it possible to meet the following design requirements:

функциональной законченности, когда связи каждого элемента обладают необходимой полнотой и выполняют определенные частные функции;functional completeness, when the connections of each element have the necessary completeness and perform certain particular functions;

минимизации количества и протяженности связей каждого из активных элементов;minimizing the number and length of bonds of each of the active elements;

плотности компоновки, определяемой отношением числа активных элементов к площади платы, то есть реализовано максимальное заполнение отводимого элементам конструктивного пространства на поверхности платы;layout density, determined by the ratio of the number of active elements to the area of the board, that is, the maximum filling of the structural space allocated to the elements on the board surface is realized;

расположение элементов таким образом, чтобы рассеивать приблизительно одинаковые мощности во избежание местных перегревов на плате;arrangement of elements in such a way as to dissipate approximately the same power in order to avoid local overheating on the board;

жесткости и прочности модуля ЦП, достаточных для транспортирования любым видом транспорта и эксплуатации в полевых условиях;rigidity and strength of the CPU module, sufficient for transportation by any mode of transport and operation in the field;

активные элементы не создают существенных помех друг другу.active elements do not create significant interference with each other.

Конструкция модуля ЦП позволяет:The design of the CPU module allows:

автоматизировать процессы сборки и монтажа;automate assembly and installation processes;

сократить период настройки, так как может быть произведена автоматизированная настройка всех узлов модуля ЦП;shorten the tuning period, since automatic tuning of all nodes of the CPU module can be performed;

повысить надежность связей каждого из активных элементов и модуля ЦП в целом.increase the reliability of the connections of each of the active elements and the CPU module as a whole.

Технический результат, достигаемый за счет использования заявленного технического решения, заключается в реализации расширения арсенала и функциональных возможностей модуля ЦП за счет создания альтернативной конструкции, обладающей широкими функциональными возможностями, высокой надежностью и удобством в эксплуатации. Одновременно обеспечены необходимые габариты и масса модуля ЦП благодаря оптимальному взаимному расположению вычислительных устройств на плате, сокращению объема неиспользуемого пространства и повышению плотности установки. Реализована возможность целесообразного распределения вычислительных ресурсов модуля ЦП между задачами с высоким и невысоким энергопотреблением; достигается снижение помех благодаря минимизации общего и местных взаимных нагревов аппаратуры, обусловленных взаимным влиянием цепей электропитания и связи. При этом за счет использования единого радиатора, занимающего большую часть площади платы, позволяющего максимально использовать естественную конвекцию (пассивную систему охлаждения), уменьшается средняя рабочая температура вычислительных средств и вероятность их перегрева. Также функциональные возможности модуля ЦП могут быть увеличены с помощью шины расширения путем установки модулей расширения.The technical result achieved through the use of the claimed technical solution is to expand the arsenal and functionality of the CPU module by creating an alternative design with broad functionality, high reliability and ease of use. At the same time, the necessary dimensions and weight of the CPU module are provided due to the optimal mutual arrangement of computing devices on the board, reducing the amount of unused space and increasing the installation density. Implemented the possibility of expedient distribution of computing resources of the CPU module between tasks with high and low power consumption; noise reduction is achieved by minimizing the general and local mutual heating of the equipment due to the mutual influence of the power supply and communication circuits. At the same time, due to the use of a single heatsink, which occupies a large part of the board area, which allows maximum use of natural convection (passive cooling system), the average operating temperature of computing facilities and the likelihood of their overheating are reduced. Also, the functionality of the CPU module can be increased using the expansion bus by installing expansion modules.

Таким образом, заявляемый модуль ЦП можно рекомендовать для разработки надёжных систем управления, отвечающих условиям и требованиям ответственных применений.Thus, the claimed CPU module can be recommended for the development of reliable control systems that meet the conditions and requirements of responsible applications.

Claims

1. A central processor module containing a multilayer printed circuit board, on the first (upper) and second (lower) sides of which flat conductors are made in the form of sections of a metallized coating placed on a dielectric base and providing connection between themselves and with the central processor asymmetrically mounted on the board active elements of the electrical circuit, as well as an expansion bus, a connector for testing and debugging during programming and connectors for data exchange between the central processor module and the input and / or output modules of the industrial controller, characterized in that the following active elements are located on the first side of the board: the first, second, third, fourth and fifth elements of RAM, a programmable FPGA chip, an interface chip for several low-speed devices, a multi-level voltage conditioner, an Ethernet interface transformer, the first and second LVDS interface converters, an audio controller, while on the second The following active elements are placed on the side of the board: the central processor, the SSD flash drive, Flash BIOS memory chips, the sixth, seventh, eighth and ninth elements of DDR3 RAM, two RS-422/485 interface transceivers, two RS-232 interface transceivers, controller /PCI interface converter, two Ethernet controllers, three memory chips, protection diode in power supply circuits against polarity reversal, power supervisor.

2. The module according to claim 1, characterized in that on the first side of the printed circuit board there are connectors: a “Local area network” connector, an additional power connector, two “universal serial bus” connectors for connecting peripheral devices, four connectors for serial I / O ports computer, service diagnostic connector, keyboard and mouse connector, programming service connector, general-purpose input and output connector, PCI bus voltage configuration connector, BIOS reset connector, microphone connector, remote reset connectors, connector for connecting monitors according to the standard VGA video interface, two connectors for connecting LCD panels according to the LVDS video interface standard, an opto-isolated reset connector, a serial interface connector for data exchange with information storage devices, a linear audio input / output connector, and on the second side of the board there is a connector for connecting a CFast flash drive.

3. The module according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that on the first side of the board there is an additional buzzer and an LED, as well as a battery holder, a connector for connecting external LEDs, a BIOS programming pass-through service connector with through holes on both sides of the boards, a hardware expansion bus based on 32- bit version of the PCI bus and a hardware expansion bus based on the 16-bit version of the ISA bus.

4. The module according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that it is equipped with a natural convection heatsink installed on the second side of the board.

5. The module according to claim 4, characterized in that the radiator is made of aluminum alloy and is fixed with screw posts to the second side of the board.

6. The module according to claim 5, characterized in that the radiator is made with additional holes with the possibility of replacing it and mounting an active cooling fan.

7. The module according to any one of paragraphs. 1, 2, 5, 6, characterized in that the expansion busbars are made with the arrangement of contacts perpendicular to the edge of the printed circuit board.

8. The module according to any one of paragraphs. 1, 2, 5, 6, characterized in that the processor is made with a built-in real-time clock and a graphics coprocessor.