一種基於龍芯2f的嵌入式計算機模塊的製作方法
2023-05-21 13:00:41 1
一種基於龍芯2f的嵌入式計算機模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊，該計算機模塊包括龍芯2FCPU、專用總線、FLASH電路、DDR2內存顆粒、百兆網絡、一號TFT顯示、視頻顯示模塊、VGA顯示、南橋晶片組、一號USB、二號USB、SSD存儲模塊和二號TFT顯示。與現有技術相比，本實用新型計算機模塊內存部分板載內存顆粒，直接焊接在印製板上，因而在振動強度較大的環境下也可正常使用；板載視頻顯示模塊可以任意處理現場的各種圖像，並且可以進行圖像疊加處理，適用於一些特定環境需求。
【專利說明】一種基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種計算機技術，具體是一種基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊，涉及國產龍芯2F CPU的單板計算機以及一種自定義專用總線的使用方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機的廣泛應用，網絡和信息化發展極其迅速，而隨著網絡的快速發展，技術資料的保密性越來越重要，網絡安全已經成為國家保密安全的重要一部分。另外，由於軍用設備應用的環境相對來說都比較惡劣，對總線系統的抗振動性要求較高，並且對總線的信號功能上有一些特定要求，以適應特定場合的功能需求。
[0003]目前的大部分計算機產品都採用國外CPU晶片，核心技術不能自己掌控，因此要求使用國產化CPU。而龍芯2F CPU是中國科學院計算研究所研製的通用CPU，擁有自主智慧財產權，核心技術自己完全掌握，並且本身集成可編程門陣列，可以通過可編程門陣列定義專用總線，以滿足現場需求。
實用新型內容
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是:提供一種基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊。該模塊集成特定的功能模塊，並且在此基礎上定義一種專用總線，以滿足特殊場合的應用。
[0005]本實用新型解決所述技術問題的解決方案是:設計一種基於龍芯2F CPU的單板計算機模塊，包括龍芯2F CPU、專用總線、FLASH電路、DDR2內存顆粒、百兆網絡、一號TFT顯示、視頻顯示模塊、VGA顯示、南橋晶片組、一號USB、二號USB、SSD存儲模塊和二號TFT顯示；所述龍芯2F CPU通過PCI總線與百兆網絡5、視頻顯示模塊、南橋晶片組相連接，通過局部總線與專用總線、FLASH電路連接；所述DDR2內存顆粒直接連接在龍芯2F CPU上；所述二號TFT顯示通過局部總線與龍芯2F CPU相連接；所述VGA顯示通過顯示接口與視頻顯示模塊相連接；所述南橋晶片組通過其自身的專用接口分別與一號USB、二號USB、SSD存儲模塊相連接。
[0006]與現有技術相比，本實用新型計算機模塊內存部分板載內存顆粒，直接焊接在印製板上，因而在振動強度較大的環境下也可正常使用；板載視頻顯示模塊可以任意處理現場的各種圖像，並且可以進行圖像疊加處理，適用於一些特定環境需求；專用總線的實現在數據處理以及模塊化要求方面更加簡單，並且工作可靠，適用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊一種實施例的組成結構與工作原理框圖。
【具體實施方式】[0008]下面結合實施例及其附圖對本實用新型進一步詳細說明。
[0009]本實用新型設計的基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊(簡稱計算機模塊，參見圖1)包括:龍芯2F CPU1、專用總線2、FLASH電路3、DDR2內存顆粒4、百兆網絡5、一號TFT顯示
6、視頻顯示模塊7、VGA顯示8、南橋晶片組9、一號USB10、二號USB11、SSD存儲模塊12和二號TFT顯示13。
[0010]所述龍芯2F CPUl通過自帶的PCI總線信號分別與百兆網絡5、視頻顯示模塊7和南橋晶片組9的PCI總線信號相連接，通過自帶的局部總線信號分別與專用總線2和FLASH電路3的總線信號相連接；所述DDR2內存顆粒4直接連接在龍芯2F CPUl上；所述二號TFT顯示13通過局部總線與龍芯2F CPUl相連接；所述VGA顯示8通過顯示接口與視頻顯示模塊7相連接；所述南橋晶片組9通過其自身的專用接口分別與一號USB10、二號USBll和SSD存儲模塊12相連接。
[0011]所述DDR2內存顆粒4通過焊盤直接焊接在印製板上，這樣防振動效果極強，本實用新型採用的DDR2內存顆粒4是現代公司的HY5PS1G163CFP，共焊接8片顆粒，組成內存容量為1GB。傳統計算機模塊都是通過內存插槽與龍芯2F CPUl相連接，在振動強度較大的環境下，內存條會產生鬆動，產生計算機模塊啟動錯誤，導致計算機模塊不能正常開機。
[0012]所述百兆網絡5採用的是REALTEK公司的RTL8139，通過百兆網絡5可以下載更新計算機模塊的嵌入式作業系統。
[0013]所述FLASH電路3用於存放龍芯2F CPUl的BIOS程序。
[0014]所述南橋晶片組9用於擴展外部設備。
[0015]所述VGA顯示8接口直接由視頻顯示模塊7的專用顯示接口引出，用於連接VGA
顯示屏。
[0016]所述一號USB10、二號USBll用於連接USB設備，包括鍵盤、滑鼠、U盤等；所述SSD存儲模塊12採用板載SSD晶片，直接焊接在印製板上，與傳統的板載硬碟接口，需要外接硬碟，振動時接口會產生鬆動相比較，成功遏制了振動產生的接口鬆動的影響，能夠滿足振動惡劣環境的要求。
[0017]所述視頻顯示模塊7採用的silicon motion公司的SM712, SM712本身可以直接引出一路VGA顯示8，另一路集成的TFT接口可以直接與龍芯2F CPUl相連接，在龍芯2FCPUl內與外部採集的TFT顯示13進行圖像疊加處理，再通過一號TFT顯示6輸出。
[0018]所述專用總線2通過龍芯2F CPUl的局部總線與龍芯2F CPUl直接相連，該計算機模塊的專用總線2類似ISA總線格式，但是在ISA總線基礎上帶寬最大可以提高到80MB/S，在ISA總線的基礎上提高了五倍，這樣解決了板間數據傳輸速率較慢的實際情況，並且主從可以通過底板電路硬體實現，當底板上的某一指定管腳為高時，專用計算機模塊當作主機板使用，當指定管腳為低時，專用計算機模塊當作從設備使用，這樣在整個系統中可以安裝多個相同的專用計算機模塊協同工作，這樣靈活性得到很大提高，並且做到了冗餘設計，極大降低了故障率，適應了惡劣環境的需求。
[0019]所述專用總線2中有同步時鐘點定義，可以多個計算機模塊通過同步時鐘同時開始工作，例如同時進行數據圖像的處理，這樣圖像的同步性以及實時性得到保障，提高了對大數據量採集和圖像通信處理方面的並行處理能力，提高了系統的可靠性。
[0020]本實用新型基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊的工作原理與工作過程是:接通電源後，龍芯2F CPUl的程序通過百兆網絡5下載軟體程序，下載完成後，龍芯2F CPUl從FLASH電路3中讀取軟體配置程序，然後把程序調用到DDR2內存顆粒4中運行。一號USBlO和二號USBll可以連接USB鍵盤和滑鼠，或者連接U盤以把存放在SSD存儲模塊12中的數據拷貝出來。龍芯2F CPUl通過視頻顯示模塊7把VGA8顯示連接到顯示屏上，以便於觀察數據，；同時，視頻顯示模塊7和外部傳輸過來的二號TFT顯示13可以進行疊加處理，並且把疊加後的視頻顯示通過一號TFT顯示6進行傳輸顯示。而專用總線2可以進行板卡的協同工作，進行多項視頻處理顯示。
[0021]以上實施例僅是對本實用新型專用嵌入式計算機模塊的具體應用例子，並不限制本申請權利要求的保護範圍。凡是在本申請權利要求技術方案上進行的修改和非本質改進的，均在本申請權利要求保護範圍之內。
[0022]本實用新型未述及之處適用於現有技術。
【權利要求】
1.一種基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊，其特徵在於該計算機模塊包括:龍芯2FCPU、專用總線、FLASH電路、DDR2內存顆粒、百兆網絡、一號TFT顯示、視頻顯示模塊、VGA顯示、南橋晶片組、一號USB、二號USB、SSD存儲模塊和二號TFT顯示；所述龍芯2F CPU通過自帶的PCI總線信號分別與百兆網絡、視頻顯示模塊和南橋晶片組的PCI總線信號相連接，通過自帶的局部總線信號分別與專用總線和FLASH電路的總線信號相連接；所述DDR2內存顆粒直接連接在龍芯2F CPU上；所述二號TFT顯示通過局部總線與龍芯2F CPU相連接；所述VGA顯示通過顯示接口與視頻顯示模塊相連接；所述南橋晶片組通過其自身的專用接口分別與一號USB、二號USB和SSD存儲模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的基於龍芯2F的嵌入式計算機模塊，其特徵在於所述DDR2內存顆粒採用的是現代公司的HY5PS1G163CFP，通過焊盤直接焊接在印製板上；所述百兆網絡採用的是REALTEK公司的RTL8139 ;所述SSD存儲模塊採用板載SSD晶片，直接焊接在印製板上；所述視頻顯示模塊7採用的silicon motion公司的SM712。
【文檔編號】G06F1/16GK203706026SQ201320894106
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】寧立革, 張凱, 劉炳坤, 蔡勇 申請人:天津市英貝特航天科技有限公司