CN214704547U

CN214704547U - 基于申威处理器的计算机主板及一体机

Info

Publication number: CN214704547U
Application number: CN202121266345.3U
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 王荣丰; 李晋; 霍旭东; 杜鹰; 周旭涛; 胡波
Original assignee: Chengdu Sunway Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Sunway Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2031-06-07

Abstract

本实用新型公开了基于申威处理器的计算机主板及一体机，属于集成电路设计技术领域，包括申威处理器，与所述申威处理器双向连接的可编程逻辑器件、PCIe switch控制器，所述PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS转换芯片。本实用新型采用国产申威处理器，该申威处理器与可编程逻辑器件、PCIeSwitch控制器双向连接，实现了基于申威处理器的计算机主板设计，完全自主知识产权，具有自主可控、可有效消除传统国外处理器及芯片组信息泄漏的安全隐患；进一步地，PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS转换芯片，通过该HDMI至LVDS转换芯片的LVDS接口即可接入LCD显示屏，匹配一体机使用，能够简化一体机内部结构。

Description

基于申威处理器的计算机主板及一体机

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种基于申威处理器的计算机主板及一体机。

背景技术

近年来，随着国家对集成电路产业的大力扶持，国内集成电路产业迅速发展壮大，国产芯片技术水平逐步提升。然而，国产处理器芯片的应用还主要限于国防军工等特定领域。消费电子，工业等领域的核心芯片依然是国外厂商的产品占有绝对优势。随着震网病毒，棱镜门等事件的发生，信息安全问题逐渐引起世界各国的关注。信息安全也已上升到我国的国家战略，工业领域的信息安全问题同样日益引起大家的重视。作为工控***硬件核心的MCU，SOC等芯片产品市场，一直被国外厂商占据，安全性的保障无疑存在很大的隐患。

进一步地，计算机核心部件(处理器和芯片组)采用国外产品，无法做到自主、安全可控的同时硬件成本也十分高昂，处理器和芯片组等核心器件完全依靠进口，容易造成资源依赖，一旦国际形势发生改变出现芯片禁运，可能造成无芯片可用，无芯片可替换的尴尬局面，影响产业发展。更进一步地，目前国产主板接口较为单一，功能不够丰富，无法良好适应日常办公、数据中心、网络控制、轨道交通等各类应用需求，不利于国产化进程，在此基础上，一种具有高效可靠的信息处理、数据存储及管理、接口功能更丰富等特点的国产处理计算机主板的设计就显得很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中依赖进口主板造成的信息泄密、成本高的问题，提供了基于申威处理器的计算机主板及一体机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于申威处理器的计算机主板，计算机主板包括申威处理器，与所述申威处理器双向连接的可编程逻辑器件、PCIeswitch控制器，所述PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS 转换芯片。

在一示例中，所述申威处理器集成有DDR3接口，所述DDR3接口连接至 SODIMM内存条插槽。

在一示例中，所述申威处理器集成有PCIe Gen 3.0 X8接口，申威处理器经 PCIeGen 3.0 X8接口与PCIe Switch控制器双向连接。

在一示例中，所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 3.0 X8接口，PCIe Gen3.0 X8接口连接至PCIe x16插槽，所述PCIe x16插槽上连接有显卡，显卡连接有HDMI至LVDS转换芯片，HDMI至LVDS转换芯片另一端连接有显示器。

在一示例中，所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 3.0 X4接口，PCIe Gen3.0 X4接口上连接有M.2M KEY接口。

在一示例中，所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 2.0 X1接口，PCIe Gen2.0 X1接口上连接有PCIe至USB转换芯片。

在一示例中，所述PCIe至USB转换芯片另一端集成有多个USB接口，USB 接口上连接有音响设备和/或耳机和/或麦克风和/或存储设备和/或摄像设备。

在一示例中，所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 1.0 X1接口，PCIe Gen1.0 X1接口连接有PCIe至ETH转换芯片。

在一示例中，所述PCIe Switch控制器集成有多路PCIe Gen 3.0 X1接口，至少1路PCIe Gen3.0 X1接口连接有PCIe至SATA转换芯片，至少1路PCIe Gen3.0 X1接口上连接有M.2 WIFI E KEY接口。

需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

在一示例中，本实用新型还包括一种基于申威处理器的一体机，所述一体机包上述任一示例中的计算机主板。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

(1)在一示例中，本实用新型采用国产申威处理器，该申威处理器与可编程逻辑器件、PCIe Switch控制器双向连接，实现了基于申威处理器的计算机主板设计，完全自主知识产权，具有自主可控、可有效消除传统国外处理器及芯片组信息泄漏的安全隐患；进一步地，PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS 转换芯片，通过该HDMI至LVDS转换芯片的LVDS接口即可接入LCD显示屏，匹配一体机使用，能够简化一体机内部结构。

(2)在一示例中，本实用新型采用PCIe 3.0总线设计，大幅提高了数据速率，进一步提升了产品的性能。

(3)在一示例中，本实用新型通过PCIe switch控制器扩展出PCIe Gen 3.0 X8接口，进而集成显卡与显示器，有效增强计算机主板的外部扩展能力和兼容性，为用户提供良好的影音体验。

(4)在一示例中，本实用新型采用PCIe Switch设计架构，使接口设计更灵活多变，最大限度的简化一体机的扩展接口设计，减小主板功耗。

(5)在一示例中，本实用新型通过PCIe switch控制器扩展出SATA接口、以太网接口、USB接口、M.2接口、音频接口等，接口资源丰富，兼容性强，可满足不同客户的需求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型一示例中的***框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，在实施例1中，基于申威处理器的计算机主板，计算机主板具体包括申威处理器，与申威处理器双向连接的可编程逻辑器件、PCIe Switch 控制器，PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS转换芯片。具体地，申威处理器具体为申威421M/221处理器，最大主频2.0GHz，其处理计算性能强、速度快、功耗低、可靠性高、控制通信功能卓越，能够满足日常办公、数据中心、网络控制、轨道交通等各类应用需求；可编程逻辑器件具体为FPGA，扩展了申威处理器的通信能力；PCIe Switch控制器具体为PCIe switch控制器PEX8748，采用PCIe Switch设计架构，使接口设计更灵活多变，最大限度的简化一体机的扩展接口设计，减小主板功耗。本实用新型采用国产申威处理器，该申威处理器与可编程逻辑器件、PCIeSwitch控制器双向连接，实现了基于申威处理器的计算机主板设计，完全自主知识产权，具有自主可控、可有效消除传统国外处理器及芯片组信息泄漏的安全隐患；进一步地，PCIeswitch控制器连接有HDMI 至LVDS转换芯片，通过该HDMI至LVDS转换芯片的LVDS接口即可接入LCD 显示屏，匹配一体机使用，能够简化一体机内部结构。

在一示例中，本实用新型申威处理器与导热铜管连接，导热铜管与散热片连接，散热片与整个计算机主板箱体连接，申威处理器发出的热量经导热铜管、散热片导出至计算机主板箱体，进而实现散热功能。

在一示例中，申威处理器集成有1路DDR3接口，DDR3接口连接至 SODIMM内存条插槽，1路SODIMM内存条插槽，支持1600MHz、非ECC 4GB/8GB内存条，基于申威处理器的程序运行空间大。进一步地，申威处理器上集成有温度传感器(Temp sensor)，用于实时检测申威处理器的温度。

在一示例中，申威处理器集成有SPI接口，SPI接口经SPI总线连接至flash 芯片，作为包括BIOS在内的固件存储介质。更为具体地，申威处理器还集成有 1路JTAG接口，JTAG接口与JTAG排针连接。

在一示例中，申威处理器集成有I2C接口，申威处理器经I2C总线与FPGA、 RTC、SODIMM内存条插槽上插接的内存SPD实现双向通信连接。更为具体地， FPGA还集成有1路JTAG接口、2路风扇接口、复位按钮、电源按钮；其中， JTAG接口与JTAG排针连接；2路风扇接口具体为FPGA的I/O引脚，用于与散热风扇连接；复位按钮连接至FPGA的I/O引脚，电源按钮连接至FPGA的 I/O引脚，FPGA的I/O引脚与电源管理芯片的使能引脚连接，以实现电源管理。

在一示例中，申威处理器集成有PCIe Gen 3.0 X8接口，申威处理器经PCIe Gen3.0 X8接口与PCIe Switch控制器双向连接，以进一步扩展出PCIe Gen 3.0 X8接口、PCIeGen 2.0 X1接口、PCIe Gen 1.0 X1接口、PCIe Gen 3.0 X1接口，解决申威处理器PCIe接口资源不够的问题。进一步地，本实施例中采用PCIe 3.0 总线设计，PCIe速率达到8GT/S，大幅提高了数据速率，进一步提升了产品的性能。

在一示例中，PCIe Switch控制器集成有1路PCIe Gen 3.0 X8接口，PCIe Gen 3.0X8接口连接至PCIe x16插槽，PCIe x16插槽经PCIe总线与显卡连接，显卡另一端连接有HDMI至LVDS转换芯片，HDMI至LVDS转换芯片另一端连接有显示器。具体地，显卡的HDMI接口连接有HDMI至LVDS转换芯片 LT6211UXC，通过LVDS转换芯片LT6211UXC拓展出LVDS接口，LVDS接口经一转接板接口与LCD显示器连接，有效增强计算机主板的外部扩展能力和兼容性，为用户提供良好的影音体验。更为具体地，显卡上还集成有VGA接口，最大支持4K高清显示输出。进一步地，显卡PCIe插槽(PCIe x16插槽)采用夹板式结构，使显卡和主板处于同一个平面，极大地减小了主板所占用的空间，使一体机外观更轻薄美观。

在一示例中，PCIe Switch控制器集成有1路PCIe Gen 3.0 X4接口，PCIe Gen 3.0X4接口上连接有M.2M KEY接口，M.2M KEY接口作为M.2NVMe高速存储接口，能够有效拓展主板存储容量。

在一示例中，PCIe Switch控制器集成有2路PCIe Gen 2.0 X1接口，2路PCIe Gen2.0 X1接口上均连接有PCIe至USB转换芯片。具体地，一PCIe至USB转换芯片上连接有USB2.0Hub(集线器)，进而拓展出多个USB 2.0接口，并且该PCIe至USB转换芯片上集成有2路USB3.0接口，同时另一PCIe至USB转换芯片上连接有多路USB 3.0接口，部分USB 3.0接口可以为Type C接口，以丰富主板的接口功能。作为一选项，USB 2.0接口可与USB2.09针排针连接，通过该USB2.09针排针可实现摄像头SD卡、摄像设备(如摄像头)等的接入，在此基础上，USB 2.0接口还可作为音频接入的USB接口(USB Audio)，该 USB Audio接口上可进一步连接排针、3.5mm音频接口/麦克风接口(Audio/MIC)、功放(PA)，并在排针上接入耳机接口(耳机插座)，功放上连接音响接口，至此通过USB 2.0接口实现了音响设备、耳机(音频设备)、麦克风、存储设备(SD卡)、摄像设备等的引入。

在一示例中，PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 1.0 X1接口，PCIe Gen 1.0 X1接口连接有PCIe至ETH转换芯片，PCIe至ETH转换芯片另一端集成有 10/100/1000M自适应以太网接口(RJ45)，以使主板接入以太网网络。

在一示例中，PCIe Switch控制器集成有2路PCIe Gen 3.0 X1接口，1路PCIeGen3.0 X1接口连接有PCIe至SATA转换芯片，另1路PCIe Gen3.0 X1接口上连接有M.2 WIFIE KEY接口。具体地，PCIe至SATA转换芯片另一端集成有两路SATA接口，其中1路SATA接口用于连接硬盘，另一路SATA接口用于连接光驱；M.2 WIFI E KEY接口为WIFI/BT(蓝牙)无线模块接口，当M.2 WIFI E KEY接口连接USB接口时，作为BT功能的接口使用；当M.2 WIFI EKEY接口连接PCIe Gen3.0 X1接口时，作为WIFI功能的接口使用。

在一示例中，一种基于申威处理器的一体机包括上述任一示例或者多个示例组合形成的计算机主板，在此基础上形成的一体机处理计算性能强、体积小、功耗低、可靠性高、控制通信功能卓越，可广泛应用于办公***、数据中心、网络通信、轨道交通等控制领域。

在一示例中，本实用新型一体机采用外置的电源适配器为计算机主板供电，相较于现有技术采用ATX电源为为计算机主板供电的方式，本申请供电方式简单灵活，且外置的电源适配器不会占用一体机箱体的内部空间。此外，电源采用20V电压供电而非ATX电源的12V供电，在提供同样的功率的条件小，电源电流较小，能够减小PCB端电源层设计难度。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：包括申威处理器，与所述申威处理器双向连接的可编程逻辑器件、PCIe switch控制器，所述PCIe switch控制器连接有HDMI至LVDS转换芯片。

2.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述申威处理器集成有DDR3接口，所述DDR3接口连接至SODIMM内存条插槽。

3.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述申威处理器集成有PCIe Gen 3.0X8接口，申威处理器经PCIe Gen 3.0X8接口与PCIe Switch控制器双向连接。

4.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 3.0X8接口，PCIe Gen 3.0X8接口连接至PCIe x16插槽，所述PCIex16插槽上连接有显卡，显卡连接有HDMI至LVDS转换芯片，HDMI至LVDS转换芯片另一端连接有显示器。

5.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 3.0X4接口，PCIe Gen 3.0X4接口上连接有M.2M KEY接口。

6.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 2.0X1接口，PCIe Gen 2.0X1接口上连接有PCIe至USB转换芯片。

7.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe至USB转换芯片另一端集成有多个USB接口，USB接口上连接有音响设备和/或耳机和/或麦克风和/或存储设备和/或摄像设备。

8.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe Switch控制器集成有PCIe Gen 1.0X1接口，PCIe Gen 1.0X1接口连接有PCIe至ETH转换芯片。

9.根据权利要求1所述基于申威处理器的计算机主板，其特征在于：所述PCIe Switch控制器集成有多路PCIe Gen 3.0X1接口，至少1路PCIe Gen3.0 X1接口连接有PCIe至SATA转换芯片，至少1路PCIe Gen3.0 X1接口上连接有M.2WIFI E KEY接口。

10.一种基于申威处理器的一体机，其特征在于：所述一体机包括权利要求1-9中任意一项所述计算机主板。