专利名称：：嵌入式主板的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种嵌入式主板，尤其涉及一种智能、组网灵活的基于POWERPC的工业级嵌入式主一反。
背景技术：
：MPC8270是目前网络和通信领域应用非常广泛的一款通信处理器，针对该处理器而开发的民用级产品越来越多。但是针对工业控制领域，由于现场工作环境复杂，高温，潮湿，强电磁干扰等不定因素，对设备的可靠性要求很高。故工业控制领域的设备在出厂前要求通过相关法规的认证。要在实际工作环境种长期稳定的运行，并不仅仅元器件选择上要求工业级，在电路板及设备结构上也要做相应设计。现有的一些产品由于其设计等级为商用级，无法通过相关部门的EMC测试，故无法满足工业环境的需要。同时，如何使设备能在恶劣的环境下长期稳定的运行，已成为必须解决的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能、功能组合灵活、扩展性好的嵌入式主板。其可以根据用户需求方便灵活扩展的工业级CPU板，使用户能在较短的时间内开发出抗干扰能力强的工业级产品。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种嵌入式主板，其包括中央处理单元、CPU总线单元、外围总线单元；中央处理单元用以高速处理、运算主板内部的相关数据；CPU总线单元与所述中央处理单元连接，用以扩展标准外围硬件设备；其包括若干USB功能模块、外部中断源功能模块、16位数据总线可扩展串口、及18位地址总线可扩展串口；外围总线单元与所述中央处理单元连接，用以扩展标准外围硬件设备；其包括VGA显示功能模块、若干10/100M以太网口功能模块、若干IOM以太网口功能模块、若千CAN总线接口功能模块、若干串口功能模块、12C接口功能模块、SPI接口功能模块、1/0口功能模块。作为本实用新型的一种优选方案，该嵌入式主板还包括与所述中央处理单元连接的存储模块、看门狗、中断处理单元；存储模块用以存储数据；看门狗用以监控程序运行；中断处理单元用以管理主板中的中断。作为本实用新型的一种优选方案，所述中断处理单元包括中断内核、SIU中断控制器、CPM中断控制器；CPM中断控制器对通信处理模块的各个中断进行管理，它接收中断请求，经过屏蔽和判优处理后，把中断请求送往SIU中断控制器；CPM中断控制器为每个中断源分配了一个中断向量号，并且分配了不同的优先级，同时编程设定最高优先级的中断源。作为本实用新型的一种优选方案，所述存储模块包括同步动态随机存取存储器SDRAM、NORFLASH闪存、非易失性随机访问存储器NVRAM。作为本实用新型的一种优选方案，所述主板还包括PCI总线单元，用以扩展高速外围设备。作为本实用新型的一种优选方案，所述看门狗单元包括第一看门狗、第二看门狗；第一看门狗为所述中央处理单元自带；第二看门狗为所述主板扩展得到，供软件控制。本实用新型的有益效果在于本实用新型的嵌入式主板能根据用户需求方便灵活扩展的工业级CPU板，使用户能在较短的时间内开发出抗干扰能力强的工业级产品。本实用新型提供可选的存储器，用户可以根据应用情况选择容量合适的存储器；提供了扩展外设的总线接口，使用户可以根据需求扩展所需的外设。各功能模块灵活组合，在保持主板不变的情况下，短时间内针对具体的应用通过底板的更改来实现特定的工业应用系统。图1为实施例一嵌入式主板的组成示意图。图2为实施例一中断处理单元的组成示意图。图3为实施例二嵌入式主板的组成示意图。具体实施方式以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。实施例一本实用新型揭示了一种嵌入式主板10,其包括中央处理单元11、CPU总线(CPUbus)单元12、外围总线(Peripheralbus)单元13、PCI总线(PCIbus)单元14、存储模块15、看门狗16、中断处理单元17;所迷CPU总线单元12、外围总线单元13、PCI总线单元14、存储模块15、看门狗16、中断处理单元17分别与中央处理单元11连接，中央处理单元ll处理、运算主板10内部的各类相关数据。以下^f各单元详细介绍。CPU总线单元CPU总线单元12用以扩展标准外围硬件设备；CPU总线单元12包括若干USB功能模块、外部中断源功能模块、16位数据总线可扩展串口、及18位地址总线可扩展串口。CPU总线单元的定义如表1所示。外围总线单元外围总线单元13用以扩展标准外围硬件设备；外围总线单元13包括VGA显示功能模块、若干10/100M以太网口功能模块、若干IOM以太网口功能模块、若干CAN总线接口功能模块、若干串口功能模块、12C接口功能模块、SPI接口功能模块、1/0口功能模块。外围总线单元的定义如表2所示。PCI总线单元PCI总线单元14用以扩展高速外围设备，如SATA硬盘等。PCI总线单元的定义如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>存储模块存储模块15用以存储数据；所述存储模块包括同步动态随机存取存储器SDRAM、NORFLASH闪存、非易失性随机访问存储器NVRAM。NORFLASH的读取速度较NANDFLASH快，所以板载NORFLASH用来存4诸系统及应用程序。板载IMNVRAM,当通信数据量较高时，应用程序需要高速读取/写入业务，不仅花费大量存取时间，也使其寿命缩短，而NVRAM擦写次数高达100亿次，且数据备份可以保证长达十年，故采用NVRAM来高速緩存数据再定时写入外设存储器(CF卡、SATA硬盘等)中，可以很好的保证数据的安全，解决外设使用寿命的问题。.看门狗看门狗16用以监控程序运行。本实施例中，所述看门狗单元包括第一看门狗、及第二看门狗；笫一看门狗为所述中央处理单元自带；第二看门狗为所述主板扩展得到，供软件控制，增强了系统得安全性。中断处理单元中断处理单元17用以管理主板10中的中断。所述中断处理单元17包括中断内核(PowerPC内核)、SIU中断控制器(SIUInterruptController)、CPM中断控制器(CPMInterruptController)。CPM中断控制器对通信处理模块的各个中断进行管理，它接收中断请求，经过屏蔽和判优处理后，把中断请求送往SIU中断控制器。CPM中断控制器为每个中断源分配了一个中断向量号，并且分配了不同的优先级，还可以编程设定哪个中断源为最高优先级。所有的CPM中断在SIU中断控制器中产生的中断向量号都是一样的。SIU中断控制器负责管理中断源，其中IRQO—般用作不可屏蔽中断，通过NMI向PowerPC内核请求中断，其余通过外部中断引脚IREQ请求中断。PowerPC内核接收到中断请求信号后，保存内核中断现场，即将程序计数器保存到SRRO，机器状态寄存器(MSR,MachineStateRegister)保存到SRRl，并改变MSR相关的信息，然后按异常向量表转入外部中断偏移地址处(0x500)执行最大长度为256个字节的SIU中断服务程序，完成中断服务。综上所述，本实用新型的嵌入式主板能根据用户需求方便灵活扩展的工业级CPU板，使用户能在较短的时间内开发出抗干扰能力强的工业级产品。实施例二本实施例中，主板上集成了FreescaleMPC8270处理器，128M/256MSDRAM,64M/128MFlash,为软件开发提供了足够的空间。同时板上还集成了1MNVRAM，当通信数据量较高时，应用程序需要高速读取/写入业务，不仅花费大量存取时间，也使其寿命缩短，而NVRAM擦写次数高达100亿次，且数据备份可以保证长达十年，故采用NVRAM进行数据冗余备份，可以很好的保证数据的安全。板上PCI标准总线接口以及自定义的总线接口可使各功能模块灵活组合，用户可保持主板不变，针对具体的应用来设计特定的应用系统。主板采用工业级的元件与组件，并针对工业环境干扰而设计电路板及结构，使系统在可靠性、软硬件兼容性、系统监测和自复位等方面满足了工业要求，面对恶劣环境、气候，能长期稳定的运行。以配合主板开发的最'』、调试系统DG-M为例，本套系统是由主板和底板组成，底板上提供了丰富的外设接口三个10/100M以太网接口，五个RS-232串口，B码对时接口。主板和底板配合构成一个最小的完整应用系统。系统具有体积小、功耗低、处理能力强、网络功能强大等特点。装载了Linux操作系统，可以在该系统上进行应用软件开发。本系统不仅可以应用于工业现场还可以方便快捷地进行需要的软件测试和二次开发，并能为针对主板而^f坎的硬件扩展设计提供一个正确的设计模型和对比参考。本实施例中，所述主斧反的详细配置如表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4此外，本实施例中的主板具有RS485/232/422、TCP/IP以太网高中低速多种通讯接口，可单/双网配置并扩展通讯接口，可实现灵活组网和与外部通讯。同时，采用先进的电磁兼容性(EMC)设计技术和新型抗电磁和尖脉沖干扰器件，选用优质的原装进口工业级器件和模块，全密封机箱，采用软件冗余、容错、数字滤波等技术，使产品抗干扰达到4级，MTBF^L0年，运行三年故障率<2%。(千分之八)，产品能在湿热、盐蚀、、宽温(-40°C~85°C)等强干扰的恶劣环境下长期稳定工作。这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。权利要求1、一种嵌入式主板，其特征在于，其包括中央处理单元，用以高速处理、运算主板内部的相关数据；CPU总线单元，与所述中央处理单元连接，用以扩展标准外围硬件设备；其包括若干USB功能模块、外部中断源功能模块、16位数据总线及18位地址总线可扩展串口；外围总线单元，与所述中央处理单元连接，用以扩展标准外围硬件设备；其包括VGA显示功能模块、若干10/100M以太网口功能模块、若干10M以太网口功能模块、若干CAN总线接口功能模块、若干串口功能模块、I2C接口功能模块、SPI接口功能模块、I/O口功能模块。2、根据权利要求1所述的嵌入式主板，其特征在于该嵌入式主板还包括与所述中央处理单元连接的存储模块，用以存储数据；看门狗，用以监控程序运行；中断处理单元，用以管理主板中的中断。3、根据权利要求2所述的嵌入式主板，其特征在于所述存储模块包括同步动态随机存取存储器SDMM、NORFLASH闪存、非易失性随机访问存储器NVRAM。4、根据权利要求2所述的嵌入式主板，其特征在于所述看门狗单元包括第一看门狗，为所述中央处理单元自带；第二看门狗，为所述主板扩展得到，供软件控制。5、根据权利要求2所述的嵌入式主板，其特征在于所述中断处理单元包括中断内核、SIU中断控制器、CPM中断控制器；CPM中断控制器对通信处理模块的各个中断进行管理，它接收中断请求,经过屏蔽和判优处理后，把中断请求送往SIU中断控制器；CPM中断控制器为每个中断源分配一个中断向量号，并且分配了不同的优先级，同时编程设定最高优先级的中断源；所有的CPM中断在SIU中断控。6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的嵌入式主板，其特征在于所述主板还包括PCI总线单元，用以扩展高速PCI外围设备。专利摘要本实用新型揭示了一种嵌入式主板，其包括中央处理单元、及与中央处理单元连接的CPU总线单元、外围总线单元、标准PCI总线单元。CPU总线单元用以扩展标准外围硬件设备，包括若干USB功能模块、外部中断源功能模块、16位数据总线及18位地址总线可扩展串口等；外围总线单元用以扩展标准外围硬件设备，包括VGA显示功能模块、若干10/100M以太网口功能模块、若干10M以太网口功能模块、若干CAN总线接口功能模块、若干串口功能模块、I2C接口功能模块、SPI接口功能模块、I/O口功能模块；标准PCI总线单元用以扩展若干可热插拔的PCI外设。本实用新型的嵌入式主板是能根据用户需求方便灵活扩展的工业级CPU板，使用户能在较短的时间内开发出抗干扰能力强的工业级产品。文档编号G06F1/16GK201417408SQ20092006806公开日2010年3月3日申请日期2009年2月24日优先权日2009年2月24日发明者东于,晶刘,滢姜,兵黄申请人:上海远景数字信息技术有限公司