CN221079302U - 一种基于龙芯处理器的工业计算机主板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于龙芯处理器的工业计算机主板，包括：第一龙芯、第二龙芯、MCU芯片、电平转换芯片、网络转换芯片、HT串行总线、IIC通信总线和多个多协议收发电路，第一龙芯和第二龙芯通过HT串行总线连接，第二龙芯与MCU芯片通过IIC通信总线连接，第一龙芯通过电平转换芯片转换出多路RS232串口，第二龙芯通过网络转换芯片转换出多路网络接口，第二龙芯通过多个多协议收发电路分别转换出多路多模式串口。本实用新型转换出多模式可调串口，能够最大限度的提升串口使用率，实现计算机主板扩展能力提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于龙芯处理器的工业计算机主板。
背景技术
计算机作为信息处理工具，应用于科学研究，工农业生产，社会服务，家庭生活等各个方面，具有广泛性和普遍性。随着社会的进步与发展，人们对于计算机的要求也越来越高。而计算机的功能与性能往往是关注度最高的两大方面。另外，近几年随着硬件行业全国产化的推行，国产计算机性能低下，安全性较低，集成度较低，扩展能力较弱，人机交互能力不足等问题逐渐显现出来了。国产计算机暴露出来的一系列问题，导致国产计算机发展受限。
当前如何提高计算机主板扩展能力是当前国产计算机主板设计亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型为了提高主板扩展能力，特此提供一种基于龙芯处理器的工业计算机主板，包括：第一龙芯、第二龙芯、MCU芯片、电平转换芯片、网络转换芯片、HT串行总线、IIC通信总线和多个多协议收发电路；
第一龙芯和第二龙芯通过HT串行总线连接；
第二龙芯与MCU芯片通过IIC通信总线连接；
第一龙芯通过电平转换芯片转换出多路RS232串口；
第二龙芯通过网络转换芯片转换出多路网络接口；
第二龙芯通过多个多协议收发电路分别转换出多路多模式串口。
优选地，其特征在于，还包括EJTAG接口；
第一龙芯通过EJTAG接口进行内部调试及测试。
优选地，还包括SPI通信总线和FLASH芯片；
第一龙芯通过SPI通信总线与FLASH芯片连接。
优选地，还包括多路内存颗粒；
第一龙芯通过MC0引脚、MC1引脚分别多路内存颗粒连接。
优选地，还包括USB通信总线；
第二龙芯通过USB通信总线转换多路USB接口。
优选地，还包括音频转换芯片和显示转换芯片；
第二龙芯通过音频转换芯片转换出音频接口、麦克接口和喇叭接口；
第二龙芯通过显示转换芯片转换出显示接口。
优选地，还包括miniPCIE接口；
第二龙芯通过PCIEX1信号引脚与miniPCIE接口连接；
第二龙芯通过miniPCIE接口连接WIFI模组。
优选地，还包括温度传感器和RTC时钟电路；
第二龙芯通过IIC通信总线分别与温度传感器、RTC时钟电路连接；
第二龙芯通过温度传感器获取主板温度；
第二龙芯通过RTC时钟电路进行时钟检测。
优选地，还包括SATA总线、mSATA接口；
第二龙芯通过SATA总线与mSATA接口连接；
第二龙芯通过mSATA接口连接不同型号的mSATA硬盘。
优选地，第一龙芯采用龙芯3A5000处理器；
第二龙芯采用龙芯7A2000桥片；
内存颗粒采用16GB DDR4内存颗粒；
多模式串口包括RS232串口、RS422串口和RS485串口。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型在主板上将第一龙芯、第二龙芯、MCU芯片、电平转换芯片、网络转换芯片以及多个多协议收发电路等多个组件进行集成，提高集成度。本实用新型转换出多模式可调串口，能够最大限度的提升串口使用率，实现计算机主板扩展能力提高。本实用新型通过IIC通信总线、SPI通信总线、USB通信总线、SATA总线等总线进一步提高主板接口扩展。本实用新型基于国产龙芯处理器进行主板设计，提高安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于龙芯处理器的工业计算机主板的示意图。
图中：1-第一龙芯、2-第二龙芯、3-MCU芯片、4-电平转换芯片、5-网络转换芯片、6-第一多协议收发电路、7-第二多协议收发电路、8-音频转换芯片、9-显示转换芯片、10-电源管理模块、11-内存颗粒、12-第一串口、13-第二串口、14-FLASH芯片、15-EJTAG接口、16-显存颗粒、17-温度传感器、18-RTC时钟电路、19-指纹模块、20-USB3.0接口、21-USB2.0接口、22-mSATA接口、23-第六串口、24-miniPCIE接口、25-第二显示接口、26-第一网络接口、27-第二网络接口、28-第三多模式串口、29-第四多模式串口、30-第一音频接口、31-第二音频接口、32-第三音频接口、33-第一显示接口、34-锂电池。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
为了克服现有技术中主板国产计算机性能低下，安全性较低，集成度较低，扩展能力较弱，人机交互能力不足的问题，本实用新型提供一种基于龙芯处理器的工业计算机主板，主板采用龙芯3A5000四核处理器，主频2.0GHz，搭配龙芯7A2000桥片，默认板贴DDR416GB内存和DDR4 2GB显存。
如图1所示，本实用新型支持1路mSATA接口22、1路miniPCIE接口24(扩展WIFI/4G/mSATA)、2路千兆自适应网口、4路USB3.0接口20、4路USB2.0接口21、2路RS232/RS485/RS422串口。显示部分支持1路EDP接口、1路HDMI/VGA接口，主板预留1路专用扩展接口，信号支持1路LPC、1路PCI-Ex1、1路PCI-Ex8，可实现4路CAN扩展或者独显等客户扩展要求。
工业计算机主板包括主板本体、第一龙芯1、第二龙芯2、MCU芯片3、电平转换模块、多协议收发模块、网络转换模块、显示转换模块、音频转换模块、语音模块、WIFI模块、电源管理模块10、指纹模块19、独立显存颗粒16以及内存颗粒等。其中，内存颗粒采用表贴DDR4内存颗粒。
第一龙芯1和第二龙芯2设置于主板本体上，内存颗粒通过两个通道直接从第一龙芯1上引出，第一龙芯1与第二龙芯2之间通过HT3.0连接，第二龙芯2与MCU芯片3通过IIC通信总线和GPIO连接。另外主板本体设有EJTAG接口15、mSATA接口22、网络接口、miniPCIE接口24、串口、USB接口、串口、显示接口、音频接口、专用扩展接口等。
第一龙芯1和第二龙芯2设置于主板本体上，DDR4表贴内存颗粒通过两个通道直接从第一龙芯1上引出，第一龙芯1与第二龙芯2之间通过HT3.0连接，
第二龙芯2与MCU芯片3通过IIC通信总线和GPIO连接。另外主板本体设有EJTAG接口15、mSATA接口22、网络接口、miniPCIE接口24、串口、USB接口、串口、显示接口、音频接口、专用扩展接口等。
本实用新型中，第一龙芯1通过EJTAG进行内部调试及测试，SPI NOR FLASH可搭配PMON/UEFI固件使用。
本实用新型中，第一龙芯1通过RS232电平转换芯片4转换出两路RS232串口以供使用。
本实用新型中，第二龙芯2通过网络转换芯片5转换出两路网络接口通道。
本实用新型中，第二龙芯2分别通过两个多协议收发电路转换出两路RS232/RS422/RS485多模式可挑选的串口。
本实用新型中，第二龙芯2通过USB2.0通信总线转换4路标准USB2.0接口21通道。
本实用新型中，第二龙芯2通过USB3.0通信总线转换4路标准USB3.0接口20通道。
本实用新型中，第二龙芯2通过音频转换芯片8转换出一路标准的音频接口、一路麦克接口和一路喇叭接口。
本实用新型中，第二龙芯2通过显示转换芯片9，转换出一路显示接口通道。
本实用新型中，第二龙芯2通过IIC总线分别转换出一个温度控制模块和一个RTC时钟模块。
本实用新型中，第二龙芯2通过UART转换出出一路RS232串口通道、一路TTL串口通道。进一步的，RS232串口用于扩展指纹模块19，TTL串口用于扩展指纹识别模块。
本实用新型中，第二龙芯2通过HDMI/VGA转换出一路HDMI/VGA可跳选显示接口通道，可以实现HDMI/VGA双屏同时显示。
本实用新型中，第二龙芯2通过SATA2.0通信总线转换出一路mSATA接口22通道。
本实用新型中，第二龙芯2通过PCIE通信总线转换出一路miniPCIE接口24通道，miniPCIE接口24通道用于扩展WIFI模块。
本实用新型中，MCU芯片3通过IIC通信总线转换出一个锂电池34模块，锂电池34模块用于给整个主板供电。
本实用新型中，MCU芯片3通过GPIO转换出一个电源管理模块10，电源管理模块10用于整个主板的电源管理以及主板的待机唤醒、背光控制。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型整板采用一体化设计方式，采用DDR4表贴内存颗粒，集成度高，尺寸小，可靠性高。
本实用新型电子元器件全部选用国产器件，国产化率高。
本实用新型本电源输入采用宽压输入电源模块，可以实现18V-36V的宽范围电压供电。
本实用新型可支持待机、板卡温度监控、2/3/4串锂电池34充放电管理等功能，并支持宽温工作，满足复杂严酷的工作环境。
本实用新型设有WIFI模块、语音识别模块和指纹模块19，可提升用户体验，更好的实现人机交互功能。
本实用新型设有多模式可调串口，可以最大限度的提升串口使用率。
本实用新型设有一路HDMI/VGA可切换显示，可以实现HDMI/VGA双屏显示功能。
此外，本实用新型可支持可信启动、安全编码等安全功能；
本实用新型通过实施例一对工业计算机主板的扩展接口进一步说明。
本实用新型的工业计算机主板基于龙芯处理器进行设计，主板包括：主板本体、第一龙芯1、第二龙芯2、MCU芯片3、DDR4表贴内存颗粒、DDR4显存颗粒16、温度控制模块、RTC时钟检测模块、网口转换模块、显示转换模块、音频转换模块、WIFI模块、语音模块、指纹模块19、电源管理模块10、多模式可调串口、可切换多屏显示、USB2.0/3.0接口、miniPCIE接口24、MSATA接口22等。
在本实施例中，所述第一龙芯1、第二龙芯2和MCU芯片3设置于所述主板正面，所述DDR4内存颗粒与第一龙芯1通过MC0/MC1连接，所述第一龙芯1与第二龙芯2之间通过HT3.0连接。
在本实施例中，所述MCU芯片3与第二龙芯2通过IIC与GPIO连接，用于实现整个主板的电源控制功能。
在本实施例中，所述第一龙芯1通过EJTAG进行内部调试及测试。
在本实施例中，所述第一龙芯1可搭配FLASH芯片和PMON/UEFI固件，通过SPI通信总线来初始化处理器；
在本实施例中，所述第一龙芯1通过电平转换芯片4转换出第一串口12和第二串口13，进一步的，第一串口12和第二串口13均为RS232串口，可用作日常实用和CPU调试；
在本实施例中，所述第一龙芯1通过MC0、MC1分别引出2路DDR4表贴内存颗粒。
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有DDR4显存颗粒16，用于实现主板的显示功能。
在本实施例中，所述第二龙芯2通过IIC总线连接有温度传感器17模块与RTC时钟检测模块。
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有第五串口，进一步的，所述第五串口为RS232串口、接口位于主板本体上，RS232串口可通过UART信号扩展指纹模块19组，可直线人机交互功能。
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有4路标准USB2.0接口21、4路标准USB3.0，可以极大限度的满足USB设备的使用。
在本实施例中，所述第二龙芯2通过SATA2.0总线连接有mSATA接口22，mSATA接口22位于主板背面，可以搭配不同型号的mSATA硬盘使用；
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有第二显示接口25。进一步的，所述第二显示接口25接一路HDMI/VGA可选显示接口通道，所述HDMI/VGA显示接口置于主板正面，有助于实现HDMI/VGA双屏显示功能。
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有第六串口23，进一步的，所述第六串口23为TTL串口，TTL串口可用于扩展语音模块使用。
在本实施例中，所述第二龙芯2通过PCIEX1信号引出一路miniPCIE接口24，置于主板背面，可以在主板上进行扩展，搭配WIFI模块使用，从而丰富主板功能。
在本实施例中，所述第二龙芯2通过显示转换芯片9连接有第一显示接口33，进一步的，所述第一显示接口33为EDP接口，置于主板正面，可以搭配EDP液晶屏使用。
在本实施例中，所述第二龙芯2与音频转换芯片8连接，音频转换芯片8转换出第一音频接口30、第二音频接口31、第三音频接口32，所述第一音频接口30为四段式音频接口，所述第二音频接口31为麦克接口，所述第三音频接口32为喇叭接口。音频接口、麦克风接口以及喇叭接口均设置于主板背面。
在本实施例中，所述第二龙芯2连接有第一网络转换电路，第二龙芯2通过第一网络转换电路分别与第一网络接口26、第二网络接口27连接。
在本实施例中，第一网络接口26、第二网络接口27为10/100/1000Mbs自适应网口，第一网络接口26、第二网络接口27均设置于主板背面。
在本实施例中，第二龙芯2连接有第一多协议收发模块，第二龙芯2通过多协议收发模块转换出第三多模式串口28。
在本实施例中，第二龙芯2连接有第二多协议收发模块，第二龙芯2通过多协议收发模块转换出第四多模式串口29。
在本实施例中，第三多模式串口28、第四多模式串口29均为多模式可调串口，即RS232/RS422/RS485串口，均置于主板背面。
在本实施例中，主板上还集成有电源管理模块10，电源管理模块10通过GPIO接口与MCU芯片3连接；电源管理模块10置于主板背面，用于整个主板的电源管理以及实现待机唤醒、背光控制等功能。
在本实施例中，MCU芯片3还通过IIC总线与锂电池34连接，用于给整个主板供电以及实现充放电管理功能以及锂电池34检测功能等。
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，术语“安装”、“设置有”、“连接”、“相连”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也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。
在本实用新型的描述中，所公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式，硬件和现有软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“芯片”。在本实用新型的描述中，第一、第二、第三仅为排序，不局限于数量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，包括：第一龙芯、第二龙芯、MCU芯片、电平转换芯片、网络转换芯片、HT串行总线、IIC通信总线和多个多协议收发电路；
第一龙芯和第二龙芯通过HT串行总线连接；
第二龙芯与MCU芯片通过IIC通信总线连接；
第一龙芯通过电平转换芯片转换出多路RS232串口；
第二龙芯通过网络转换芯片转换出多路网络接口；
第二龙芯通过多个多协议收发电路分别转换出多路多模式串口。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括EJTAG接口；
第一龙芯通过EJTAG接口进行内部调试及测试。
3.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括SPI通信总线和FLASH芯片；
第一龙芯通过SPI通信总线与FLASH芯片连接。
4.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括多路内存颗粒；
第一龙芯通过MC0引脚、MC1引脚分别多路内存颗粒连接。
5.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括USB通信总线；
第二龙芯通过USB通信总线转换多路USB接口。
6.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括音频转换芯片和显示转换芯片；
第二龙芯通过音频转换芯片转换出音频接口、麦克接口和喇叭接口；
第二龙芯通过显示转换芯片转换出显示接口。
7.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括miniPCIE接口；
第二龙芯通过PCIEX1信号引脚与miniPCIE接口连接；
第二龙芯通过miniPCIE接口连接WIFI模组。
8.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括温度传感器和RTC时钟电路；
第二龙芯通过IIC通信总线分别与温度传感器、RTC时钟电路连接；
第二龙芯通过温度传感器获取主板温度；
第二龙芯通过RTC时钟电路进行时钟检测。
9.根据权利要求1所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，还包括SATA总线、mSATA接口；
第二龙芯通过SATA总线与mSATA接口连接；
第二龙芯通过mSATA接口连接不同型号的mSATA硬盘。
10.根据权利要求4所述的基于龙芯处理器的工业计算机主板，其特征在于，第一龙芯采用龙芯3A5000处理器；
第二龙芯采用龙芯7A2000桥片；
内存颗粒采用16GB DDR4内存颗粒；
多模式串口包括RS232串口、RS422串口和RS485串口。
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