专利名称：基于mx微处理器的核心系统的制作方法
技术领域：
基于MX微处理器的核心系统所属技术领域本实用新型涉及嵌入式微处理器系统的数据处理系统，尤其涉及 一种基于MX微处理器的核心系统，降低系统的再次开发的难度。背景技术：
嵌入式系统是以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适用于对 功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用系统。由此，嵌 入式系统在消费类电子产品，如数码相机、智能手机、PDA、多媒体 播放器中得到广泛的应用。当前，消费类电子产品的轻、薄、小的发展需求、也要求嵌入式 系统也要求朝着小型化的便携式方向发展。为符合消费类电子产品的便携式、小型化的发展需求、同时降低 成本，现有的应用于消费类电子产品的嵌入式系统的设计中采用简化 的系统结构，将核心电路集成为核心系统，以缩短开发周期，降低开 发难度，从而降低开发成本。中国专利第ZL20042002702.2号揭示了 一种基于ARM嵌入式微处理器的最小系统结构设计，将ARM微处 理器固接于电路板的顶面，Flash存储器、SRAM/SDRAM ( Static Random Access Memory / Synchronous Dynamic Random Access Memory,静态随机存储器/同步动态随机存储器)存储器固接于电路板的底面，系统总线扩展接口分别固接于电路板的四周，各元器件之 间通过电路板电连接，系统总线扩展接口与外接系统相连。上述专利的嵌入式系统的最小系统降低了传统的嵌入式系统的 设计难度，然而，当该最小系统应用于消费类电子产品时，仍需另外 设计系统所需的电源电路、接口电路等外围电路，使得应用该最小系 统的电子产品的再次开发设计仍然复杂化、不利于降低二次开发的设 计难度，不利于降低成本。此外，需另外设计的最小系统的电源电路 等外围电路在最小系统的基础上额外增加体积，不利于消费类电子产 品整体的小型化。因而，提供一种适宜广泛应用于消费类电子产品，降低系统开发 难度、缩短开发周期及降低成本之同时，符合消费类电子产品的便携 式、小型化的发展趋势则成为当前嵌入式系统设计所亟待解决之课 题。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种基于MX微处理器的核 心系统，缩短系统开发周期，降低开发难度，降低开发成本。为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种基于MX微处理 器的核心系统，包括电路板、电性连接于电路板上的MX微处理器、 Flash存储器及SDRAM存储器，连接于电路板上的电源电路、接口 电路及时钟电路，所述的MX微处理器。SDRAM存储器、接口电路、 电源电路位于电路板的顶面、所述的Flash存储器、时钟电路位于电路板的底面，所述的MX微处理器、Fl&sh存储器、SDRAM存储器、 电源电路、接口电路及时钟电路的系统连接线从电路板的四周引出， 形成与外部的电路连接的焊接端点。由上述技术方案可知，本实用新型通过将电源电路、接口电路及 时钟电路集成设计于本实用新型的核心系统中，使得本实用新型核心 系统可直接与外部电路连接，而无需设计额外的外围电路，降低再次 开发的难度，缩短开发周期，降低开发成本，且无需设计额外的外围 电路有利于降低本实用新型核心系统应用于电子产品的体积。
图1是本实用新型基于MX微处理器的核心系统的系统原理方框图。图2是本实用新型基于MX微处理器的核心系统在具体实施例中 的电路板的顶面之电路结构图。图3是本实用新型基于MX微处理器的核心系统在具体实施例中 的电路板的底面之电路结构图。图4是与本实用新型基于MX微处理器的核心系统焊接的外部的 电路板母板的侧视图。图5是本实用新型基于MX微处理器的核心系统与外部的电路板 母板焊接封装后的側视图。图6是图5中标注VI处显示第二焊接端点的焊接结构的局部放 大示意图。图7是图5中标注VI处显示第一焊接端点的焊接結构的局部放大示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功 效，
以下结合附图及实施例，对本实用新型基于MX微处理器的核心 系统的具体实施方式
、结构特征及其功效，详细说明如下。如图1所示，为本实用新型基于MX微处理器的核心系统1的系 统原理示意图。本实用新型基于MX微处理器的核心系统1采用在电 路板10的顶面11及相对的底面12分别设置元件的结构。本实用新 型的核心系统作为嵌入式系统适用于消费类电子产品，符合电子产品 的轻、薄、小的发展需求。电路板IO可采用单层板或多层板结构的 电路板，如采用6层、8层设计等。设置在电路板10的顶面11的元件包括MX微处理器13 、 SDRAM 存储器14、接口电路15及电源电路16。在本实施例中，MX微处理 器13采用Freescale公司嵌入式微处理器的iMX31微处理器，此外， 还可以采用MX系列的其他微处理器，如iMX21、 iMX21L、 iMXl 等微处理器。SDRAM存储器包括DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)和SDRAM存储器。SDRAM 存储器14用于存储MX微处理器13的数据及程序，在本实施例中， 设置两个SDRAM存储器14 接口电路15与外部的电路进行数据通 信并传输数据，包括USB接口电路、IPU接口 ( Image Processing UnitInterface,图像处理接口 )电路、CIS (Camera Sensor Interface,图像 传感器接口)接口电路等其他系统总线扩展接口电路，用于提供本实 用新型基于MX微处理器的核心系统1与外部电路的视频接口、音频 接口等连接，以进行数据通信。在具体实施中，本实用新型基于MX 微处理器的核心系统的SDRAM存储器可以为两块16位或一块32 位结构的存储器。电源电路16提供本实用新型基于MX微处理器的 核心系统1的工作电源的管理及分配，保障系统的电源的安全运行。设置于电路板10的底面12的元件包括Flash存储器21、时钟电 路22及加解密电路23。 Flash存储器21用于存放MX微处理器13 运行所需要的程序，及存放用户的数据，方便用户存取资料。时钟电 路22提供本实用新型的MX微处理器13的系统时钟信号，从而提供 本系统与外部电路进行数据通信及数据处理的参考时钟。在本实施例 中，设置两个Flash存储器21。加解密电路23方便使用者在针对系 统的二次开发中，根据开发需要而设计特定功能，在本实施例中，该 专用电路为加解密电路，在系统与外部电路进行数据通信中，为保证 数据的可靠性、安全性，针对数据的传输进行数据传输或数据操作的 安全权限设置及数据的加解密。具体实施中，本实用新型基于MX微处理器的核心系统1的电路 模块设计结构如图2、图3所示。在具体实施中，MX」微处理器13 是采用BGA (Ball Grid Array Package,球栅阵列封装)的封装工艺 与电路板10的顶面11进行封装焊接。Flash存储器21、 SDRAM存 储器14采用BGA可采用封装工艺或TSOP封装工艺进行焊接封装，其他的各电路元件可采用通常的QFN、 DFN、 TSOP、 TSSOP等封装工艺进行封装。在本实用新型基于MX微处理器的核心系统1中，封装于电路板 IO的顶面11的MX微处理器13、 SDRAM存储器14、接口电路15、 电源电路16的管脚在电路板10上进行布线设计，为保证系统运行的 效能，在元件布线设计时，本系统中的高速器件，如SDRAM存储 器、Flash存储器，可靠近MX微处理器13设计，在具体设计中，可 采用短距离、等长、多层布线的布线方式在电路板10上进行布线设 计。如图2、图3所示，设置于电路板10的顶面11及底面12的各 元件均从电路板10的四周引出连接导线与外部电路进行电性连接的 系统总线，并在电路板10的顶面11的四周边缘形成第一焊接端点 111、在电路板10的底面形成第二焊接端点112，且电路板10的顶面 11的第一焊接端点111贯穿电路板10的边缘并延伸于电路板10的底 面12的四周边缘形成第一焊接端点111。第一焊接端点111在电路板 10的顶面10的四周侧边形成半跑道状的第一焊盘113，为了便于第 一焊接端点111与外部的电路进行焊接，在第一焊接端点111围成的 圏的内侧一定距离处标记出第一丝印标记114，以方便元件封装时进 行对准定位。位于电路板10顶面11的四周侧缘的第一焊接端点111 上、下贯穿电路板10的边缘，并于电路板10的底面12形成矩形的 第二焊盘115，使得第一焊接端点111于电路板10的外边缘形成半跑 道状的内侧焊盘，并可采用镀锡或沉锡或沉金工艺，从而使得位于电路板10的底面12的第一焊接端点111的第二焊盘115与位于电絲4！ 的顶面的第一焊盘113电性连通，从而便于第一焊接端点111与外部 的电路进行电性连接。设置于电路板10的底面12的四周形成的第二焊接端点112距离 第一焊接端点111的内侧一定距离，并相应围绕第一焊接端点111的 内側围成一圈，为便于本实用新型与外部的电路进行焊接对准，在第 二焊接端点112的内側一定距离之处标记出第二丝印标记116。如图4所示，当本实用新型基于MX微处理器的核心系统1封装 后与外部的电路板母板2进行焊接时，电路板母板2上对应于电路板 IO的第一、第二焊接端点111、 112分别设置第一焊接点211、第二 焊接点212围成的两團焊点，此外，对应于本实用新型基于MX微处 理器的核心系统l,电路板母板2的上、下贯穿开设一贯通孔II,第 一、第二焊接点211、 212围绕形成于贯通孔四周。位于电路板母板 2的第一焊接点211为半跑道状的焊盘。位于电路板母板2的第二焊 接点212上、下贯穿电路板母板2的贯通孔II的内侧缘，并形成半 圓形的内侧焊盘，焊盘的内側可采用镀锡或沉锡或沉金工艺从而使得 电路板母板2上、下的第二焊接点212达成电性连接。此外，为便于 电路板母板2与本实用新型基于MX微处理器的核心系统1对准封 装，在电路板母板2的第一焊接点211的外围标记出第三丝印标记 213。如图5所示，为本实用新型基于MX微处理器的核心系统1与母 板电路板2焊接的封装结构3。结合参阅困6及图7，电路板10的底面12的各元件位于贯通孔I1内，电路板10的底面12的第一、第二 焊接端点111、 112分别对准电路板母板2上设置的第一、第二焊接 点211 、212，在具体实施中，可采用SMIt Surface Mounted Technology, 即，表面安装技术)的焊接方式进行焊接，也可采用手工的方式焊接， 如图4所示。具体的焊接结构如图6、 7所示，位于电路4反10的底面 12的第 一焊接端点111与电路板母板2的第 一焊接点211电性接触并 焊接固定，位于电路板10的底面12的第二焊接端点112与电路板母 板2的第二焊接点212电性接触并焊接固定，至此，使得本实用新型 基于MX微处理器的核心系统1与外部的电路板母板2达成稳定的电 性连接。综上所述，本实用新型基于MX微处理器的核心系统1将接口电 路15、电源电路16及时钟电路22与MX微处理器13、 SDRAM存 储器14及Flash存储器21组成的核心系统结构，只需接入外部电源， 则本实用新型的核心系统即可与外部通信并进行数椐处理，因此，本 实用新型的核心系统与外部电路进行电路连接设计时，仅仅根据需要 进行程序设计，省略了对核心系统的外围电路的再次设计，简化了二 次开发成本，降低设计的难度，提高本实用新型的核心系统的可重复 利用性，便于本实用新型的推广应用。此外，本实用新型采用在电路板10的顶面11及底面12分别设 置不同的元件的方式，并在电路板10的四周引出元件的管脚形成与 外部的电路板母板2焊接的第一、第二烊接端点lll、 112,从而简化 本实用新型的核心系统与电路板母板2封装的封装工艺，降低封装成本，且本实用新型的核心系统采用在电路板10的顶面11同时设置第 一、第二封装端点111、 112的封装工艺使得本实用新型的核心系统 的体积相比于现有技术的传统封装结构，且无需额外设计电源电路等 外围电路，均有利于体积的小型化，将本实用新型的核心系统应用于 消费电子产品，符合电子产品的小型化及便携式的发展需求。以上实施例及附图说明仅仅是用以说明本实用新型者，非用以限 制本实用新型之权利范围，本领域之普通技术人员根据本实用新型所 作之简易变化者，均应在本实用新型之保护范围内。
权利要求1. 一种基于MX微处理器的核心系统，包括电路板、电性连接于电路板上的MX微处理器、Flash存储器及SDRAM存储器，其特征在于还包括连接于电路板上的电源电路、接口电路及时钟电路，所述的MX微处理器。SDRAM存储器、接口电路、电源电路位于电路板的顶面、所述的Flash存储器、时钟电路位于电路板的底面，所述的MX微处理器、Flash存储器、SDRAM存储器、电源电路、接口电路及时钟电路的系统连接线从电路板的四周引出，形成与外部的电路连接的焊接端点。
2、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的从电路板的四周引出的与外部的电路连接的焊接端点 包括在电路板的底面四周形成的第一焊接端点、第二焊接端点，第一 焊接端点位于电路板的四周边缘，并上、下贯穿电路板的边缘，位于 电路板的顶面与底面的四周边缘，第二焊接端点与第一焊接端点的内 侧间隔开并位于电路板的底面。
3、 根据权利要求2所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的位于电路板的顶面的四周边缘的第一焊接端点形成第 一焊盘，位于电路板的底面的四周边缘的第一焊接端点形成第二焊 盘，且第一焊盘、第二焊盘电性连通。
4、 根据权利要求3所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的第一焊接端点采用镀锡或沉锡或沉金的工艺电性连通 位于电路板的顶面与底面的第一、第二焊盘。
5、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的Flash存储器及SDRAM存储器采用短距离、等长、 多层布线的布线方式连接并靠近所述的MX微处理器。
6、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的MX微处理器为32位微处理器。
7、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述MX微处理器为MX21、 MX27、 MX31系列微处理器 中的任一微处理器。
8、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的MX微处理器采用BGA的封装工艺固定于所述的电 路板的顶面，所述的SDRAM存储器及Flash存储器采用TSOP或BGA 封装工艺分别固定于所述的电路板的顶面及底面。
9、 根据权利要求1或8所述的基于MX微处理器的核心系统， 其特征在于所述的电路板为两层结构或多层结构。
10、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的时钟电路为晶振时钟电路。
11、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的接口电路包括系统总线扩展接口电路及数据接口电路。
12、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于还包括对数据进行加密处理及设定数据操作权限的加密电路。
13、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的SDRAM存储器包括DDR SDRAM存储器和SDRAM 存储器。
14、 根据权利要求1所述的基于MX微处理器的核心系统，其特 征在于所述的SDRAM存储器为两个块16位或一个32位的存储器。
专利摘要本实用新型公开一种基于MX微处理器的核心系统，包括位于电路板的顶面的MX微处理器。SDRAM存储器、接口电路、电源电路，及位于电路板的底面的Flash存储器、时钟电路，所述的MX微处理器、Flash存储器、SDRAM存储器、电源电路、接口电路及时钟电路的系统连接线从电路板的四周引出，形成与外部的电路连接的焊接端点。本实用新型将电源电路、接口电路及时钟电路集成设计于核心系统中，可直接与外部电路连接，而无需设计额外的外围电路，降低再次开发的难度，缩短开发周期，降低开发成本，且便于体积小型化，适于应用于电子产品中，符合电子产品的小型化及便携性要求。
文档编号G06F15/76GK201114999SQ20072014903
公开日2008年9月10日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者曾巨航, 邓国源 申请人:深圳市爱国者嵌入式系统科技有限公司