一种国产化主控平台的制作方法

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种国产化主控平台。

背景技术：

作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出来明确要求：在2020年之前，90～32纳米工艺设备国产化率达到50％，实现90纳米光刻机国产化。在2025年之前，20～14纳米工艺设备国产化率达到30％。在此大环境下，集成电路的国产化、设备的国产化是大势所趋。目前国产设备中简单的工业控制平台已基本能够实现国产化，多是基于单片机的简单控制，没有复杂的外设。在主频超过1GHz的主控平台中，多是以X86 架构的Intel处理器芯片和ARM处理器为主，而这些处理器都是进口元器件，在器件的供货、使用、维护、安全方面都会存在一定的问题，设计一套全国产化的主控平台，可以有效避免上述问题，符合国家发展战略，可以实现重要设备主控平台的全国产化，真正做到核心技术自主可控。

因此，解决主控平台国产化的问题，减少国产自研设备对国外器件的依赖，避免技术封锁带来的器件采购等问题，成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决主控平台国产化的问题，本实用新型提供一种国产化主控平台(简称主控平台)，通过对国产器件的选型并集成应用，以减少国产自研设备对国外器件的依赖，避免技术封锁带来的器件采购等问题。

本实用新型公开一种国产化主控平台，其包括龙芯CPU、龙芯南北桥片、VGA 显示驱动电路、音频处理电路、以太网收发电路、DDR3 SDRAM电路、SPI NOR Flash 电路、以及接口电路；所述龙芯CPU与龙芯南北桥片通过HT接口连接；所述 DDR3 SDRAM电路中的DDR3 SDRAM内存通过SDRAM控制接口与龙芯CPU相连；所述SPI NOR Flash电路中的Flash芯片通过SPI接口与龙芯CPU相连；所述VGA 显示驱动电路中的VGA驱动芯片通过DVO接口与龙芯南北桥片连接；所述音频处理电路中的音频处理芯片通过HDA接口与龙芯南北桥片连接；所述以太网收发电路中的以太网收发芯片通过GMAC接口与龙芯南北桥片连接；所述接口电路包括CPCI接口、USB接口、GPIO接口、PCIE接口、调试串口UART1、通信串口 UART2、SATA接口、JTAG接口；其中，USB接口、GPIO接口、PCIE接口、SATA 接口与龙芯南北桥片相连，并通过相应的接插件提供给用户使用；CPCI接口、调试串口UART1和通信串口UART2与龙芯CPU相连，并通过相应的接插件提供给用户使用；且龙芯CPU和龙芯南北桥片均设有JTAG接口；所述龙芯CPU选用龙芯3A芯片，所述龙芯南北桥片选用龙芯7A芯片。

作为一种优选方案，所述龙芯3A芯片选用龙芯3A3000，所述龙芯7A芯片选用龙芯7A1000。

作为一种优选方案，所述DDR SDRAM3内存选用紫光华芯公司的国产DDR3 颗粒存储器HXB15H4G800AF。

作为一种优选方案，所述Flash芯片选用兆易创新公司的GD25LQ256D芯片。

作为一种优选方案，所述VGA驱动芯片选用昆泰公司的国产VGA编码芯片 CH7034B。

作为一种优选方案，所述以太网收发芯片选用32所的国产以太网芯片 88E1111。

作为一种优选方案，所述音频处理芯片选用台湾瑞昱的ALC269Q。

作为一种优选方案，所述PCIE接口包括两路，用于扩展网口和串口。

作为一种优选方案，所述接口电路还包括PCI接口。

有益效果：

本实用新型解决了主控平台国产化的问题，减少国产自研设备对国外器件的依赖，避免技术封锁带来的器件采购等问题，同时大力推广国产芯片的使用，可以加快集成电路的国产化进程。

本实用新型构建的国产化主控硬件平台，具备CPCI接口，具有可热插拔、高开放性、高可靠性，可应用于电子、通信等领域，具备广阔的应用前景。

附图说明

图1一种应急指挥通信国产化主控平台的总体硬件架构示意图；

图2处理器与南北桥芯片电路的连接示意图；

图3处理器与DDR3 SDRAM电路的连接示意图；

图4处理器与SPI NOR Flash电路的连接示意图；

图5VGA显示驱动电路的连接示意图；

图6以太网收发电路的连接示意图；

图7音频处理电路的连接示意图；

图8(a)外设接口电路的连接示意图1；图8(b)外设接口电路的连接示意图2。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，实施例公开了一种可应用于应急指挥通信的国产化主控平台，主要包括CPU(处理器)与南北桥电路、DDR3 SDRAM电路、NOR Flash电路、以太网收发电路、VGA显示驱动电路、音频处理电路、外设接口电路接口。

如图2所示，CPU和南北桥芯片均选用国产龙芯，分别为龙芯3A3000与龙芯7A1000。龙芯3A3000与龙芯7A1000是龙芯中科技术有限公司自足研发的具备自主知识产权的龙芯系列国产处理器。龙芯3A3000为龙芯3A系列芯片中的一款芯片，龙芯3A是面向电脑类应用的芯片，定位于Intel的Core系列，偏向于高性能设计，采用四发射64位处理器核。龙芯7A1000桥片集成32路PCIE，多路USB、GMAC、SATA接口，两路DVI显示接口，内置GPU等。

需要说明的是，CPU处理芯片除3A3000以外，还可以选用龙芯3A系列的其它芯片，例如，如3A1000、3B1500、3A2000等；南北桥芯片也可以选用RS780E、龙芯2H等。结合图2所示，本实施例中选用的龙芯3A3000中拥有两组独立的的HyperTransport总线(分别称为HT0与HT1)，其中每组16位的 HyperTransport总线可独立配置为两组8位总线分别使用(分别称为HTx_Lo 与HTx_Hi)，利用龙芯3A3000的HT高速总线接口与龙芯7A1000的HT接口相连，HT高速接口总线包含HT0/1_8x2、HT0/1_Lo_Hostmode、HT0/1_Hi_Hostmode、 HT0/1_Lo_PowerOK、HT0/1_Lo_Resetn、HT0/1_Lo_Ldt_Stopn、HT0/1_Lo_Ldt_reqn、 HT0/1_Hi_PowerOK、HT0/1_Hi_Resetn、HT0/1_Hi_LDT_Stopn、HT0/1_Hi_LDT_reqn、 HT0/1_Tx_CADp/n[15:0]、HT0/1_Tx_CTLp/n[1:0]、HT0/1_Tx_CLKp/n[1:0]、 HT0/1_Rx_CADp/n[15:0]、HT0/1_Rx_CTLp/n[1:0]、HT0/1_Rx_CLKp/n[1:0]。

如图3所示，目前国内拥有自主SDRAM技术的芯片厂家较少，能够与龙芯3A系列处理器稳定适配的SDRAM选用紫光华芯公司的国产DDR3颗粒存储器。本实施例中选用紫光华芯公司的4Gbit DDR3 SDRAM芯片HXB15H4G800AF–13K，最大时钟速度可达800MHz。当然，用户也可以根据设计需要选择不同内存大小、不同速率的SDRAM芯片，例如，HXB15H4G800AF–15H和SCB13H2G800AF等。龙芯处理器通过DDR SDRAM控制接口与DDR芯片的SDRAM控制接口接口相连， DDR3SDRAM的控制接口信号包含DDR_DQ[63:0]、DDR_CB[7:0]、DDR_DQSp[8:0]、 DDR_DQSn[8:0]、DDR_DQM[8:0]、DDR_A[15:0]、DDR_BA[2:0]、DDR_WEn、 DDR_CASn、DDR_RASn、DDR_CSn[3:0]、DDR_CKE[3:0]、DDR_CKp[5:0]、DDR_CKn[5:0]、 DDR_ODT[3:0]、DDR_Resetn。

如图4所示，NOR Flash电路选用兆易创新公司的SPI NOR Flash电路，用户也可以根据设计需要选择不同内存大小、不同速率的Flash芯片，例如 GD25LQ64C、GD25LQ16C等。本实施例中选用工作电压1.8V，内存256Mbit，速率120MHz的GD25LQ256D，利用龙芯3A3000的SPI接口与SPI NOR FlashGD25LQ256D芯片的SPI接口相连，SPI信号有SPI_SCK、SPI_SDI、SPI_SDO、 SPI_CS。

如图5所示，VGA驱动芯片选用昆泰公司的国产VGA编码芯片CH7034B。 CH7304B是昆泰公司设计生产的高性能VGA驱动芯片，芯片本身自带缓存，支持大分辨率多屏显示，功能性能各方面均优异于SDA7123、CS7123等芯片。如若对设计成本有要求，可以考虑选用SDA7123和CS7123。龙芯南北桥片通过DVO 接口与CH7034B相连，主要信号接口包括DVO_CLK[P,N][1:0]、DVO_HSYNC[1:0]、 DVO_VSYNC[1:0]、DVO_D[1:0][23:0]、DVO_DE[1:0]、DVO_SCL[1:0]、DVO_SDA[1:0]。

如图6所示，以太网收发芯片选用32所的国产以太网芯片88E1111。国内千兆以太网芯片较少，32所88E1111可以较好的兼容国外的型号，也可以考虑芯润德公司的SR8201F。本实施例中选用32所88E1111，龙芯南北桥片7A1000 通过GMAC接口与88E1111相连，主要涉及的信号有GMAC_MIDO[1:0]、 GMAC_TXCK[1:0]、GMAC_TCTL[1:0]、GMAC_TXD[1:0][3:0]、GMAC_RXCK[1:0]、 GMAC_RCTL[1:0]、GMAC_RXD[1:0][3:0]、GMAC_MDCK[1:0]。

如图7所示，音频处理芯片选用台湾瑞昱的ALC269Q。龙芯南北桥片7A1000 通过HDA接口与音频处理芯片相连，主要涉及信号有HAD_BITCLK、HDA_SYNC、HDA_RESETn、HDA_SDO、HDA_SDI0、HDA_SDI1、HDA_SDI2。

图8(a)中，USB2.0接口、SATA2.0接口、GPIO接口、PCIe2.0接口均由龙芯7A1000芯片实现，直接引接到专用的诸如USB接插件、串口接插件、PCI插件等即可提供给用户使用。图8(b)中，CPCI接口、JTAG接口、调试串口UART1 和通信串口UART2由龙芯3A3000芯片实现，直接引接到专用CPCI接插件和串口接插件即可提供给用户使用。并且，龙芯3A3000芯片和龙芯7A1000芯片均设有JTAG接口。

通过上述方案设计的国产化主控平台CPU采用龙芯3A芯片，内存支持2G 及以上，硬盘支持256G及以上，通过VGA显示驱动电路支持VGA屏幕显示，通过PCIE接口还可扩展两个网口、多个串口，USB接口可以连接USB打印机，通用GPIO接口(I/O接口)可直接驱动状态显示LED，并可通过音频处理电路提供的音频接口进行语音提示业务。因此，该国产化主控平台能较好地实现应急指挥通信设备内各功能模块的控制、管理，各接口数据收发、处理，人机接口数据收发、显示，以及对各业务流程、通信流程的综合管理等功能。

进一步的，该主控平台也可广泛应用于其它信息及工业领域、实现控制、管理，数据收发、处理、显示，以及对各业务流程、通信流程的综合管理等功能

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。