一种基于申威411CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统的制作方法

本实用新型涉及模块化计算机，尤其涉及一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统。

背景技术：

目前，模块化方案设计的重要性日益凸显，COMe计算机模块作为高集成的计算机模块，具备了大量的优点，可以不外接线缆实现系统扩展以及面向应用定制的方案，应用嵌入式计算机模块，客户可以从复杂的设计中解脱出来，无需兼顾单板计算机的设计和维护，从而可以集中精力关注自己的核心业务。现阶段大多数模块化计算机在稳定性、可靠性和灵活性等方面存在一定的缺陷和不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统，包括CPU、总线逻辑控制器、总线控制器、FPGA、DDR3内存、南桥和模块连接器，所述模块连接器包括模块连接器A-B和模块连接器C-D，所述CPU设置有2路PCI-E x8总线和1路双通道DDR3总线，所述CPU通过所述双通道DDR3总线与所述DDR3内存电连接所述CPU的其中1路PCI-E x8总线通过耦合电容和阻抗控制直接与所述模块连接器C-D电连接，所述CPU的另外1路PCI-E x8通过所述总线逻辑控制器转换为8路PCI-E x1总线，所述总线逻辑控制器的其中3路PCI-E x1总线通过网络控制器、SATA控制器和显示控制器转接后与所述模块连接器A-B 电连接，所述总线逻辑控制器的其中4路PCI-E x1总线与所述模块连接器A-B电连接，所述总线逻辑控制器的另外1路PCI-E x1总线通过所述总线控制器转换为5路PCI接口信号，所述总线控制器的其中1路PCI接口信号与所述南桥挂载，所述总线控制器的另外4路PCI接口信号与所述模块连接器电连接，所述南桥通过LPC bus总线与所述FPGA电连接，所述南桥通过IDE总线与所述模块连接器C-D电连接，所述南桥通过LPC bus总线、USB2.0总线和Audio总线与所述模块连接器A-B电连接。

进一步，所述FPGA上设置有维护网口、调试串口、PS2KB/MS接口、状态检测接口和BIOS接口。

具体地，所述CPU、所述总线逻辑控制器、所述总线控制器、所述FPGA、所述DDR3内存、所述南桥和所述模块连接器均安装在PCB板上，所述PCB板的面积为125mm×95mm。

具体地，所述模块连接器C-D与外部功能设备连接，所述模块连接器A-B与内部功能设备连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统通过CPU和南桥CS5536配合工作，使其保证了模块化计算机的性能优势，同时增加了其可拓展性和灵活性，并提升了其稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型所述一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统，包括CPU、总线逻辑控制器、总线控制器、FPGA、DDR3内存、南桥和模块连接器，模块连接器包括模块连接器A-B和模块连接器C-D，CPU设置有2路PCI-E x8总线和1路双通道DDR3总线，所述CPU通过所述双通道DDR3总线与所述DDR3内存电连接CPU的其中1路PCI-E x8总线通过耦合电容和阻抗控制直接与模块连接器C-D电连接，CPU的另外1路PCI-E x8通过总线逻辑控制器转换为8路PCI-E x1总线，总线逻辑控制器的其中3路PCI-E x1总线通过网络控制器、SATA控制器和显示控制器转接后与模块连接器A-B电连接，总线逻辑控制器的其中4路PCI-E x1总线与模块连接器A-B电连接，总线逻辑控制器的另外1路PCI-E x1总线通过总线控制器转换为5路PCI接口信号，总线控制器的其中1路PCI接口信号与南桥挂载，总线控制器的另外4路PCI接口信号与模块连接器电连接，南桥通过LPC bus总线与FPGA电连接，南桥通过IDE总线与模块连接器C-D电连接，南桥通过LPC bus总线、USB2.0总线和Audio总线与模块连接器A-B电连接，FPGA上设置有维护网口、调试串口、PS2KB/MS接口、状态检测接口和BIOS接口，CPU、总线逻辑控制器、总线控制器、FPGA、DDR3内存、南桥和模块连接器均安装在PCB板上，PCB板的面积为125mm×95mm，模块连接器C-D与外部功能设备连接，模块连接器A-B与内部功能设备连接。

本实用新型一种基于申威411 CPU搭载南桥CS5536的COMe模块化计算机系统的工作原理如下：

总线逻辑控制器为PCI-Express一转多路总线逻辑控制器，总线控制器为PCI-Express转PCI总线控制器，CPU芯片采用国产的申威411处理器，能有效保障国家的信息安全。

CPU提供2路PCI-E x8总线和1路双通道DDR3总线，其中1路PCI-E x8总线通过耦合电容和板内阻抗控制，直接引出到模块连接器供外围扩展使用，需严格控制该高速总线的PCB布局和走线，使PCI-E x8总线的数据传输速度达到双向80Gbps，满足外部高速设备对总线带宽的要求，比如独立显卡、高速存储等外部功能设备；另1路PCI-E x8总线与内部功能设备连接，用于实现计算机模块各功能设备的扩展，设计中各功能设备的接口主要采用PCI-E x1接口，为了解决PCI-E x1总线接口资源不够问题，技术上采用总线逻辑控制器，通过外围电路和配置eeprom控制信息设置其工作模式，将CPU引出的PCI-E x8总线转换成8路PCI-E x1总线接口。将其中3路PCI-E x1信号分别通过网络控制器、显示控制器、SATA控制器，实现网路、显示、存储等设备功能；同时将4路PCI-E x1接口引至模块连接器A-B，进一步增强模块的设备扩展能力。

总线控制器采用PCIe to PCI Bridge控制器，用于扩展PCI总线，引出5路PCI接口信号，其中1路PCI信号挂载南桥CS5536，该南桥芯片和FPGA之间通过LPC总线进行通讯交互，对外实现SMbus、音频、IDE总线、USB、UART等接口功能。另外4路PCI信号由模块连接器引出，满足系统的PCI设备的扩展能力。

COMe模块化计算机的尺寸为125mmx95mm，采用紧凑的PCB布局方案，主要从提高信号(尤其是高速信号)的抗干扰能力和信号完整性、保证主要发热芯片的散热性能两方面优化设计，提高系统的稳定性与可靠性。考虑到CPU内核电源功耗较大，运行温度较高，为避免对周边芯片的影响，将内核电源布局在一个相对独立的范围内，防止温度对元器件特性、通讯信号质量的影响。另外，模块化计算机拥有PCI-E、PCI等高速通信总线，具有高速时钟信号等，此类高速信号易干扰周边信号(特别是低速信号)，在布局时将该类芯片及接口互相 保持合理的距离，同时严格控制相邻走线宽度，防止信号线交叉。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。