一種基于ARM Crotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)設(shè)備，具體涉及一種基于ARM Crotex_A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡。
【背景技術(shù)】
[0002]CPCI架構(gòu)的服務(wù)器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的高密度靈活的工控產(chǎn)品，在傳統(tǒng)的CPCI服務(wù)器解決方案中，在處理器方面一般采用基于X86架構(gòu)或ATOM架構(gòu)的處理器作為CPCI服務(wù)器板卡的主處理器，這類處理器存在功耗大和成本高的缺點(diǎn)。另有一些采用低端的型號(hào)較老的ARM架構(gòu)32位處理器的方案，這類方案性能較差，地址尋址范圍有限，處理器內(nèi)不帶GPU，無法勝任高性能的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場(chǎng)景。在主存儲(chǔ)器方面一般采用SDFLASH或再加上一個(gè)SATA的機(jī)械硬盤作為主存儲(chǔ)器，這類方案存在讀寫速度慢、體積大和容易損壞的缺點(diǎn)。在對(duì)外通信接口方面，部分ARM處理器在不帶PCI-E總線接口且僅有一路對(duì)外百兆網(wǎng)絡(luò)接口，僅能實(shí)現(xiàn)1路對(duì)外的百兆網(wǎng)絡(luò)輸出，數(shù)據(jù)吞吐量低，無法實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)冗余備份功能。板卡的串口未實(shí)現(xiàn)隔離，存在由于串口故障導(dǎo)致板卡損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在內(nèi)存方面，由于處理器的能力限制，一般僅配備低于8GB的低速率內(nèi)存顆粒，性能較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于ARMCrotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡解決方案，解決ARM處理器性能不夠；硬盤性能差、體積大、壽命短；串口通信不安全；無法實(shí)現(xiàn)高吞吐量雙千兆網(wǎng)絡(luò)冗余備份問題。
[0004]技術(shù)方案：一種基于ARM Crotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，包括一顆基于ARMCrotex-A15架構(gòu)的處理器；處理器連接兩塊板載千兆網(wǎng)卡，再與CPCI連接器連接；處理器的SATA接口通過一個(gè)MINI-SATA接口連接一塊SATA固態(tài)硬盤；處理器連接RS-485收發(fā)芯片和RS-485隔離芯片，再與CPCI連接器連接；RS-485串口的供電通過一個(gè)電源隔離芯片實(shí)現(xiàn)電源隔離；處理器連接一個(gè)RS-232串口收發(fā)芯片和一個(gè)RS-232串口接口處理器與一個(gè)EMMC存儲(chǔ)器連接；處理器內(nèi)存接口連接一組DDR3的內(nèi)存顆粒；處理器連接一個(gè)USB接口 ；CPCI連接器的電源部分與板卡上的電源模塊連接，電源模塊對(duì)板卡所有器件供電。
[0005]典型的是基于ARM Crotex_A15架構(gòu)的nvida tkl處理器；處理器的PCI-E總線接口上連接兩個(gè)千兆網(wǎng)卡，再與CPCI連接器相連，實(shí)現(xiàn)板卡的雙千兆網(wǎng)絡(luò)冗余備份功能；處理器的SATA3接口通過一個(gè)MINI-SATA連接器與一個(gè)SATA3的固態(tài)硬盤連接，實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的擴(kuò)展存儲(chǔ)功能；處理器的另一個(gè)串口接口通過一個(gè)RS-232收發(fā)芯片和一個(gè)RS-232連接器實(shí)現(xiàn)板卡對(duì)外的調(diào)試接口 ；處理器USB接口通過與一個(gè)micro USB連接器實(shí)現(xiàn)板卡上操作系統(tǒng)燒寫接口 ；處理器的內(nèi)存接口與4顆DDR3L 1G內(nèi)存顆粒連接，構(gòu)成板卡的高性能內(nèi)存。
[0006]處理器的FLASH接口與emmc存儲(chǔ)器連接，構(gòu)成板卡的主存。
[0007]有益效果：
[0008](1)本實(shí)用新型選用1顆集成了高性能GPU的基于ARM CR0TEX-A15架構(gòu)的nvidatkl作為主處理器，其主頻能達(dá)到2. 3G，可實(shí)現(xiàn)8核心40位擴(kuò)展地址尋址能力。結(jié)合處理器內(nèi)部集成的高性能192核心GPU，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的圖形處理和并行計(jì)算能力，極大的提高了服務(wù)器刀片的性能，適應(yīng)復(fù)雜的高性能數(shù)據(jù)分析計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景。
[0009](2)本實(shí)用新型板卡上通過一個(gè)MINI-SATA接口連接了一個(gè)SATA3高性能固態(tài)硬盤，與傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤相比，使用壽命更長(zhǎng)且讀寫性能更強(qiáng)。
[0010](3)本實(shí)用新型板卡上包含了兩個(gè)連接在PCI-E總線上的千兆網(wǎng)卡，實(shí)現(xiàn)雙千兆網(wǎng)冗余備份功能，提數(shù)據(jù)傳輸性能和高可用性。
[0011](4)本實(shí)用新型在板卡上通過RS-485的串口通信芯片、串口隔離芯片和電源隔離芯片實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完全隔離的對(duì)外串口，避免了因?yàn)榇诳偩€故障或其他板卡串口故障而導(dǎo)致本地板卡損壞的問題。
[0012](5)本實(shí)用新型在板卡上提供一個(gè)由4顆DDR3L 1GB內(nèi)存顆粒構(gòu)成的主存，極大的提高板卡性能，適應(yīng)更多的復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的電路框圖
[0014]圖2為本實(shí)用新型CPCI連接器引腳定義圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。
[0016]如圖1所示，一種基于ARM Crotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，包含一顆基于ARM Crotex-A15架構(gòu)的nvida tkl處理器；處理器的PCI-E總線接口上連接兩個(gè)千兆網(wǎng)卡芯片，兩個(gè)千兆網(wǎng)卡芯片經(jīng)過各自的脈沖變壓器最終通過總共16根信號(hào)線與CPCI連接器相連，實(shí)現(xiàn)板卡的雙千兆網(wǎng)絡(luò)冗余備份功能；處理器的SATA3總線接口通過一個(gè)54PIN的MINI-SATA接口與一塊SATA3的固態(tài)硬盤連接，實(shí)現(xiàn)板卡高速穩(wěn)定的擴(kuò)展存儲(chǔ)能力；處理器的串口接口與一個(gè)RS-485串口收發(fā)芯片連接，再經(jīng)過一個(gè)RS-485隔離芯片最終通過4根信號(hào)線與CPCI連接器相連，板卡上電源模塊先經(jīng)過一個(gè)電源隔離芯片再與RS-485收發(fā)芯片連接，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完全隔離的RS-485串口 ；處理器的另一個(gè)串口接口與一個(gè)RS-232收發(fā)芯片連接，通過4根信號(hào)線再與一個(gè)5PIN的連接器連接，實(shí)現(xiàn)板卡對(duì)外的RS-232調(diào)試接口 ；處理器USB接口通過電源分配器與一個(gè)5PIN的micro USB連接器連接，實(shí)現(xiàn)板卡上操作系統(tǒng)燒寫接口 ；處理器的內(nèi)存接口與4顆FBGA96封裝16bit數(shù)據(jù)位寬的DDR3L 1GB的內(nèi)存顆粒連接，構(gòu)成板卡的高性能內(nèi)存；處理器的SDMMC接口與emmc存儲(chǔ)器連接，構(gòu)成板卡的主存；CPCI連接器與板卡上的電源模塊連接，電源模塊再與板卡上其他器件連接，實(shí)現(xiàn)板卡的供電。
[0017]如圖2所示，CPCI ERNI 354142連接器的A07是RS-485的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，D07是RS-485的數(shù)據(jù)接收引腳；A08、B08、A09、B09、D08、E08、D09、E09是對(duì)外千兆網(wǎng)絡(luò)1的引腳，A10、B10、A11、B11、D10、E10、D11、E11 是對(duì)外千兆網(wǎng)絡(luò) 2 的引腳；ABCEE 的 15 和 16 是 5. 5V直流電源輸入引腳；AB⑶E的18和19是3. 3V直流輸入引腳；AB⑶E的24和25是電源地引腳。
[0018] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM Crotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，其特征在于，包括一顆基于ARMCrotex-A15架構(gòu)的處理器；處理器連接兩塊板載千兆網(wǎng)卡，再與CPCI連接器連接；處理器的SATA接口通過一個(gè)ΜΙΝΙ-SATA接口連接一塊SATA固態(tài)硬盤；處理器連接RS-485收發(fā)芯片和RS-485隔離芯片，再與CPCI連接器連接；RS-485串口的供電通過一個(gè)電源隔離芯片實(shí)現(xiàn)電源隔離；處理器連接一個(gè)RS-232串口收發(fā)芯片和一個(gè)RS-232串口接口處理器與一個(gè)EMMC存儲(chǔ)器連接；處理器內(nèi)存接口連接一組DDR3的內(nèi)存顆粒；處理器連接一個(gè)USB接口 ；CPCI連接器的電源部分與板卡上的電源模塊連接，電源模塊對(duì)板卡所有器件供電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于ARMCrotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，其特征在于，板卡上的處理器是基于ARM Crotex-A15架構(gòu)的nvida tkl處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于ARMCrotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，其特征在于，板卡上包含的固態(tài)硬盤是ΜΙΝΙ-SATA接口的SATA3固態(tài)硬盤，能自由在板卡的MINISATA接口上插拔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于ARMCrotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，其特征在于，板卡上的DDR3內(nèi)存是由4顆FBGA96封裝16bit數(shù)據(jù)位寬的IGB DDR3L內(nèi)存顆粒組成的。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于ARMCrotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，其特征在于，板卡上的CPCI連接器是I個(gè)ERNI 354142 IlOPIN的連接器，其引腳定義為自定義。
【專利摘要】基于ARM Crotex-A15架構(gòu)處理器的CPCI板卡，包括一顆基于ARM Crotex-A15架構(gòu)的處理器；處理器連接兩塊板載千兆網(wǎng)卡，再與CPCI連接器連接；處理器的SATA接口通過一個(gè)MINI-SATA接口連接一塊SATA固態(tài)硬盤；處理器連接RS-485收發(fā)芯片和RS-485隔離芯片，再與CPCI連接器連接；RS-485串口的供電通過一個(gè)電源隔離芯片實(shí)現(xiàn)電源隔離；處理器連接一個(gè)RS-232串口收發(fā)芯片和一個(gè)RS-232串口接口處理器與一個(gè)EMMC存儲(chǔ)器連接；處理器內(nèi)存接口連接一組DDR3的內(nèi)存顆粒；處理器連接一個(gè)USB接口；CPCI連接器的電源部分與板卡上的電源模塊連接，電源模塊對(duì)板卡所有器件供電。
【IPC分類】G06F1-16
【公開號(hào)】CN204480128
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520166341
【發(fā)明人】余勁
【申請(qǐng)人】余勁
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日