高性能多用途处理器卡的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子控制技术领域，具体地说，涉及一种处理器卡。
【背景技术】
[0002]随着轨道交通技术的发展，在当前的铁路电气控制系统及工业控制系统中，特别是一些高性能控制系统中，对处理器板卡的性能要求也越来越高。为了满足控制性能和控制精度的要求，处理器板卡需要具有很强的运算能力；为了满足系统的实时响应性能，在保证运算能力的前提下，需要处理器板卡具有快速的反应能力和对高速通讯接口的管理能力，如10/100/1000兆工业以太网、PCI高速总线、PC1-E高速总线、USB2.0、SATA、LinkPort高速总线等；为了满足复杂控制软件和维护软件的要求，需要处理器板卡具有对操作系统的支持能力，如Linux、QNX、WinCE等。现有的处理器板卡只能实现上述要求中的一个或几个方面的功能，功能比较单一，不能满足高性能控制系统对处理器板卡的上述所有要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有处理器板卡存在的功能单一、不能满足高性能控制系统的控制要求等上述不足，提供一种高性能多用途处理器卡，该处理器卡处理能力高，通讯接口丰富可靠，能够满足目前轨道交通领域、工业控制领域中绝大多数高端控制系统的要求。
[0004]本实用新型的技术方案为:一种高性能多用途处理器卡，板卡的外侧通过前面板连接器和两个助拔器与机箱固定，板卡的内侧通过高速CPCI多针连接器与背板连接；所述板卡上设有主控制器以及分别与主控制器连接的从控制器、温度传感器、电子硬盘、程序存储器、硬件看门狗、DDR3内存和实时时钟芯片RTC，所述板卡上还设有对外接口。
[0005]进一步的，所述对外接口包括2路10/100/1000兆工业以太网总线、PCI高速总线、2路PC1-E高速总线、2路USB2.0总线、2路SATA总线、I组全双工LinkPort高速总线、I组隔离485总线、I路隔离RS232总线、I路隔离CAN总线、2路非隔离CAN总线和2路I2C总线。其中，所述2路10/100/1000兆工业以太网总线中，I路通过前面板连接器对外引出，I路通过高速CPCI多针连接器引出；所述2路USB2.0总线中，I路通过前面板连接器对外引出，I路通过高速CPCI多针连接器引出。
[0006]作为优选，所述主控制器通过PC1-E高速总线连接从控制器，从控制器连接有非易失性静态存储器SRAM，并通过非易失性静态存储器SRAM存储管理。
[0007]作为优选，所述主控制器通过PC1-E高速总线连接有PCI桥片，PCI桥片通过PCI高速总线连接到高速CPCI多针连接器上。本实用新型中PCE桥片采用标准的32位总线配置模式，对外最多可管理7个PCI设备。
[0008]作为优选，所述主控制器通过I2C总线与实时时钟芯片RTC连接，可提供精确的实时时钟；所述主控制器通过SATA总线连接电子硬盘。本实用新型电子硬盘采用贴片芯片的形式，具有很高的抗震性能，适合于工业现场对高可靠性的要求。
[0009]作为优选，所述从控制器上设有GP1管理接口，从控制器通过GP1接口、从控制器通过全双工LinkPort高速总线和I2C总线与高速CPCI多针连接器连接，通过高速CPCI多针连接器可与其他板卡进行高速通讯。其中的全双工LinkPort高速总线的通讯频率可通过软件进行灵活配置。其中的GP1管理接口可通过高速CPCI多针连接器与其他设备连接，具有灵活的配置功能。
[0010]进一步的，所述从控制器连接有CAN通讯芯片，同时对3路CAN总线进行管理。[0011 ] 进一步的，所述主控制器上设有SPI接口，该SPI接口连接有EEPROM芯片，可作为本实用新型处理器卡的电子标签或配置数据存储器。所述主控制器上还设有SATA接口和SD卡接口，其中，SATA接口连接外部SATA设备，如移动硬盘，SD卡接口连接有SD卡。
[0012]作为优选，所述程序存储器包括NAND Flash程序存储器和NOR Flash程序存储器，其中，NAND Flash程序存储器作为普通数据存储器，NOR Flash程序存储器作为系统程序存储器。
[0013]进一步的，所述板卡上还设有电源系统电源监控电路，所述电源系统与主控制器和从控制器连接，为主控制器和从控制器供电，所述电源监控电路实现对系统的供电状态进行监控。
[0014]作为优选，所述主控制器采用PowerPC处理器，所述从控制器采用FPGA芯片。
[0015]本实用新型的有益效果为:1、本实用新型处理器卡机械机构上采用双助拔器结构，易于插拔和维护，控制上采用PowerPC+FPGA的构架，既能保证强大的处理能力，又能保证优良的实时处理性能。2、本实用新型设有全双工LinkPort高速总线，且全双工LinkPort高速总线的通讯频率可通过软件进行灵活配置。3、本实用新型设有的对外接口丰富，并通过前面板连接器和高速CPCI多针连接器与其他板卡或设备进行通信，可实现PCI通讯、PC1-E通讯、双千兆以太网通讯、双USB2.0通讯。4、本实用新型具有非易失性SRAM存储功能，可存储故障点发生前后的状态数据，且状态数据断电不丢失。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型具体实施例的机械结构示意图。
[0017]图2为本实用新型具体实施例助拔器的结构示意图。
[0018]图3为本实用新型具体实施例的整体构架图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】:
[0020]实施例1:如图1至2所示，一种高性能多用途处理器卡，包括板卡，板卡的外侧通过前面板连接器和两个助拔器与机箱固定，板卡的内侧通过高速CPCI多针连接器与背板连接；所述板卡上设有主控制器以及分别与主控制器连接的从控制器、温度传感器、电子硬盘、程序存储器、硬件看门狗、DDR3内存和实时时钟芯片RTC。其中，温度传感器对板卡的运行温度进行监控，硬件看门狗实现对系统的运行状态进行监控。所述板卡上还设有电源系统和电源监控电路，所述电源系统与主控制器和从控制器连接，为主控制器和从控制器供电，所述电源监控电路实现对系统的供电状态进行监控。
[0021 ] 上述板卡上还设有对外接口，本实施例中，所述对外接口包括2路10/100/1000兆工业以太网总线、PCI高速总线、2路PC1-E高速总线、2路USB2.0总线、2路SATA总线、I组全双工LinkPort高速总线、I组隔离485总线、I路隔离RS232总线、I路隔离CAN总线、2路非隔离CAN总线和2路I2C总线。其中，所述2路10/100/1000兆工业以太网总线中，I路通过前面板连接器对外引出，I路通过高速CPCI多针连接器引出；所述2路USB2.0总线中，I路通过前面板连接器对外引出，I路通过高速CPCI多针连接器引出。
[0022]本实施例中，所述主控制器通过PC1-E高速总线连接从控制器，从控制器连接有非易失性静态存储器SRAM，并通过非易失性静态存储器SRAM存储管理，可存储控制系统故障点的前后状态信息，且状态信息在断电后不丢失。
[0023]本实施例中，所述主控制器通过PC1-E高速总线连接有PCI桥片，PCI桥片通过PCI高速总线连接到高速CPCI多针连接器上。本实施例中PCE桥片采用标准的32位总线配置模式，对外最多可管理7个PCI设备。
[0024]本实施例中，所述主控制器通过I2C总线与实时时钟芯片RTC连接，可提供精确的实时时钟；所述主控制器通过SATA总线连接电子硬盘。本实施例中的电子硬盘采用贴片芯片的形式，具有很高的抗震性能，适合于工业现场对高可靠性的要求。
[0025]本实施例中，所述从控制器上设有GP1管理接口，从控制器通过GP1接口、从控制器通过全双工LinkPort高速总线和I2C总线与高速CPCI多针连接器连接，通过高速CPCI多针连接器可与其他板卡进行高速通讯。其中的全双工LinkPort高速总线的通讯频率可通过软件进行灵活配置。其中的GP1管理接口可通过高速CPCI多针连接器与其他设备连接，具有灵活的配置功能。
[0026]本实施例中，所述从控制器连接有CAN通讯芯片，同时对3路CAN总线进行管理。
[0027]本实施例中，所述程序存储器包括NAND Flash程序存储器和NOR Flash程序存储器，其中，由于NAND Fl