一种机器人计算机电路板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机单元技术领域，具体为一种机器人计算机电路板。
【背景技术】
[0002]机器人的研宄随着科技的不断发展而功能、性能上得到不断提升，机器人的研宄方向有对机器人的机械臂动作过程的研宄，也有对机器人进行图像采集处理的研宄，机械臂动作对于机械精密程度要求很大，而对于图像采集处理来说，计算单元是其中的最重要部分，计算单元主要是由电路主板构成，常见的电路主板结构复杂，集成性差，常常需要多块主板进行集成合并形成一个总体计算单元，增加集成开发难度，整体结构复杂，研发成本尚O
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供了一种机器人计算机电路板，其结构简单，成本低，集成性好，计算性能强，外部扩展功能多。
[0004]其技术方案是这样的:一种机器人计算机电路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上设置有Zynq xc7z030计算单元和电源接口，所述Zynq xc7z030计算单元包括双核ARM处理器芯片、FPGA芯片和存储器，所述FPGA芯片连接相机接口、JTAG接口、视频接口、VGA扩展卡接口、Camera I ink解码芯片，所述双核ARM处理器芯片连接千兆网口和通用扩展接口，IGB DDR3内存器、晶振。
[0005]其进一步特征在于，所述相机接口包括双目CMOS相机接口和CameraLink Full工业相机接口，所述FPGA芯片通过寄存器连接所述视频接口和相机接口 ；
所述通用扩展接口包括USB接口、ARM扩展口接口、SD卡接口，所述ARM处理器芯片还连接指示灯，所述电源接口一侧设置有电源灯和开关；
所述Zynq xc7z030计算单元布置于所述PCB板中间，所述相机接口、JTAG接口、VGA扩展卡接口布置于所述FPGA芯片一侧的所述PCB板边缘，所述通用扩展接口布置于所述双核ARM处理器芯片一侧的所述PCB板边缘。
[0006]采用本发明的电路板后，将ARM处理器芯片和FPGA芯片这个计算单元集成于一块电路板，Zynq xc7z030计算单元提升了整体计算性能，同时外部连接相机接口和其他外部接口，整体结构简单，集成性好，外部扩展功能多。
【附图说明】
[0007]图1为本发明结构示意图；
图2为双核ARM处理器芯片部分电路图；
图3为IGB DDR内存电路图；
图4为双核ARM处理器芯片部分电路图；
图5为FPGA芯片通过两个寄存器连接双目CMOS相机接口和视频接口电路原理图； 图6为FPGA芯片的3.3v的管脚电路图；
图7为CameraLink解码芯片的部分电路原理图；
图8为CameraLink解码芯片的部分电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]见图1所示，一种机器人计算机电路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上设置有Zynq xc7z030计算单元和电源接口，所述Zynq xc7z030计算单元包括双核ARM处理器芯片、FPGA芯片和存储器，所述FPGA芯片连接双目CMOS相机接口、CameraLink Full工业相机接口、JTAG接口、VGA扩展卡接口、Camera link解码芯片，双核ARM处理器芯片连接千兆网口和通用扩展接口，IGB DDR3内存器、晶振，通用扩展接口包括USB接口、ARM扩展口接口、SD卡接口，ARM处理器芯片还连接指示灯，电源接口一侧设置有电源灯和开关。
[0009]FPGA芯片通过寄存器连接所述视频接口和相机接口 ；
Zynq xc7z030计算单元布置于PCB板中间，相机接口、JTAG接口、VGA扩展卡接口布置于FPGA芯片一侧的PCB板边缘，通用扩展接口、指示灯、千兆网口、电源接口、电源灯和开关布置于双核ARM处理器芯片一侧的PCB板边缘
本发明的所有电路结构附图中，图中管脚相对应即为相连接。
[0010]见图2，图3所示，为Zynq xc7z030计算单元中双核ARM处理器芯片与IGB DDR内存连接电路原理图，图2为双核ARM处理器芯片，图3为IGB DDR内存，型号为K4B8G3346B。
[0011]见图4所示，为Zynq xc7z030计算单元中双核ARM处理器芯片通用扩展接口、连接SiT8103晶振U3、电压监测器的原理图，通用扩展接口包括USB接口、ARM扩展口接口、SD卡接口等。
[0012]见图5所示，为，Zynq xc7z030计算单元的FPGA芯片通过两个寄存器连接双目CMOS相机接口和视频接口电路原理图，两个寄存器Ull、U12B型号为SN74AVC32T245，J5、J6为两个双目CMOS相机接口，J7为视频接口即VGA扩展卡接口。
[0013]见图6，图7，图8所示，为Zynq xc7z030计算单元的FPGA芯片与Camera link解码芯片、Camera link接口、中继器的电路原理图。
[0014]Zynq xc7z030计算单元是基于两个IGHz ARM Cortex_A9 MPCore处理器芯片的快速处理器系与业界速度最快、最高级的28nm FPGA架构相结合，具有以下优点:满足分析和控制需求的最高效ARM + FPGA ;最丰富的OS、中间件和协议栈生态系统最高级安全性和可靠性；唯一一款IGHz双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器；最大容量、最高性能的存储器系统；最低功耗和最快的逻辑架构；业界领先的高层次综合；最丰富的软件环境和工具选择；最丰富的IP、设计套件和参考设计组合。上述因素加上软硬件的高灵活性和I/O可编程性，可帮助客户缩短开发时间，降低成本，本发明的电路板采用上述Zynq xc7z030计算单元后可以将开源机器人操作系统ROS优化升级，使其成为支持软硬件协同计算的FPGA机器人操作系统FR0S，可以为机器人开发提供最大便利；支持用户以统一的C/C++高级语言开发CPU及FPGA上的功能模块，可以实现低功耗水平下的高性能计算，Zynq xc7z030计算单元的功耗不超过5W。
[0015]本发明电路板使用举例说明如下所述:将相机连接到相机接口上，千兆网口插上连接路由器的网线，可以实现联网操作，将VGA扩展卡接口连接显示器，接上电源，相机将拍摄到的图像通过Zynq xc7z030计算单元可以在显示器上实时查看结果，电源灯显示板子通电，开关可以实现板子的重启。
【主权项】
1.一种机器人计算机电路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上设置有Zynqxc7z030计算单元和电源接口，所述Zynq xc7z030计算单元包括双核ARM处理器芯片、FPGA芯片和存储器，所述FPGA芯片连接相机接口、JTAG接口、视频接口、VGA扩展卡接口、Camera link解码芯片，所述双核ARM处理器芯片连接千兆网口和通用扩展接口，IGB DDR3内存器、晶振。2.根据权利要求1所述的一种机器人计算机电路板，其特征在于，所述相机接口包括双目CMOS相机接口和CameraLink Full工业相机接口，所述FPGA芯片通过寄存器连接所述视频接口和相机接口。3.根据权利要求1所述的一种机器人计算机电路板，其特征在于，所述通用扩展接口包括USB接口、ARM扩展口接口、SD卡接口，所述ARM处理器芯片还连接指示灯，所述电源接口一侧设置有电源灯和开关。4.根据权利要求1所述的一种机器人计算机电路板，其特征在于，所述Zynqxc7z030计算单元布置于所述PCB板中间，所述相机接口、JTAG接口、VGA扩展卡接口布置于所述FPGA芯片一侧的所述PCB板边缘，所述通用扩展接口布置于所述双核ARM处理器芯片一侧的所述PCB板边缘。
【专利摘要】本发明涉及计算机单元技术领域，具体为一种机器人计算机电路板，其结构简单，成本低，集成性好，计算性能强，外部扩展功能多，其包括PCB板，所述PCB上设置有Zynq xc7z030计算单元和电源接口，所述Zynq xc7z030 计算单元包括双核ARM处理器芯片、FPGA芯片和存储器，所述FPGA芯片连接相机接口、JTAG接口、视频接口、VGA扩展卡接口、Camera link解码芯片，所述双核ARM处理器芯片连接千兆网口和通用扩展接口，1GB DDR3内存器、晶振。
【IPC分类】G06F1/18
【公开号】CN104991613
【申请号】CN201510303775
【发明人】王芝斌, 柴志雷, 阳文敏, 张圆蒲
【申请人】无锡虎甲虫计算技术有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月5日