专利名称：一种自定义接口计算机主机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机应用领域，尤其是一种新型自定义接口的计算机主机在铁 路机车监控系统中的应用，该计算机能够集成到台式设备中，完成台式设备的人机界面处 理和数据处理。
背景技术：
台式仪表设备一般包括三个部分人机交互部分(HMI)、主机部分和电源部分，人 机交互部分(HMI)的种类很多，包括最早的数码管、单色液晶屏和各种尺寸的彩色液晶屏 一类的显示外设，以及各种键盘和鼠标一类的操作外设，还有光驱、软驱、数据存储卡一类 的数据存储外设等。主机部分的种类也很多，目前的台式仪表设备，通常采用单片机、单板机(如 PC104)作为主机部分(数据处理的核心部件)，例如在简单的设备中，往往采用单片机驱 动一个液晶或数码管，如台式万用表；复杂点的设备，则可能采用单板机(PC104等)驱动彩 屏，如示波器，而不同的硬件平台所采用的软件系统是不同的，不同的软硬件平台开发的不 同台式仪表设备在维护和升级方面缺乏共性，造成这些设备的开发缺乏系统性，不利于产 品的升级换代，每次升级往往意味着重新开发。另外，不管是单片机还是单板机，数据处理 (包括图像处理)的能力都不够，不适用于高档多功能测试设备的开发。PC机是计算机发展最迅速的一种，功能强大、软件开发难度低，我们希望采用类似 PC机的计算机主机作为台式仪表设备的计算机主机平台，降低开发难度，提高产品层次。本 发明所涉及的计算机主机体积小、功能强、接口丰富、软件开发简单，能够很方便的集成到 台式设备中。PC机的特点在于开发和使用简单、功能强大、价格低，但普通PC机要在台式 设备中使用也有几点显著的缺陷，第一是体积大，集成困难；第二是接口单一，无法满足台 式设备的要求，如测试设备经常需要处理的各种10信号和通信接口，普通PC机是无法处理 的，需要增加各种处理卡分别处理各种信号。现有技术采用工业控制计算机(工控机)实现，如研华公司的610系列工控机 +PCI插卡的方式，实际上这种方法已经非常成熟，但用工控机实现上述功能后，体积太大， 无法将工控机集成到设备中。这种采用工控机和PCI插卡来实现的方式，不但体积大，重量 大，而且无法在一个台式设备中集成。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有自定义接口计算机主机的不足，提供一种基于 ETX开发的自定义接口计算机主机，以达到计算机主机具有多种接口、体积小、重量轻，可选 择不同的外设满足用户需求的目的。按照本实用新型，上述技术问题是通过下述技术方案来实现的一种自定义接口计算机主机，包括ETX模块和ETX载板，ETX模块中集成CPU，存储 器等部件，并通过连接器与ETX载板相连，ETX载板上包括各种接口电路和功能电路。
3[0009]作为本实用新型进一步的实施方式，ETX载板接口电路进一步包括电源接口电路、 USB接口电路和外设接口电路。ETX载板功能电路进一步包括串口电路，即4路串口扩展电 路，加密电路。电源接口电路将输入直流电压转换为ETX模块正常工作所需的直流电压。作为本实用新型进一步的实施方式，ETX载板接口电路进一步包括声卡接口电路， 电路采用专用声卡芯片TPA1517NE进行扩展。作为本实用新型进一步的实施方式，ETX载板的串口电路进一步包括RS232、 RS485、RS422 和 CAN。作为本实用新型进一步的实施方式，ETX载板的外设接口电路进一步包括编程器， 读卡器，光驱，打印机，U盘，扬声器，鼠标，键盘，投影仪，液晶显示器等接口，可驱动上述设 备。通过应用此种实施方式所描述的装置，在保证功能的前提下，最大限度的减小了 体积，减轻了重量，使得自定义接口计算机主机便于安装、维护和使用，能够很容易地集成 到台式测试设备中，有利于测试设备的系列化。
图1为本实用新型自定义接口计算机主机一种实施方式的系统组成结构框图；图2为本实用新型自定义接口计算机主机一种实施方式的系统组成结构框图2 ；图3为本实用新型自定义接口计算机主机一种实施方式的ETX载板系统组成结构 框图；图4为本实用新型自定义接口计算机主机一种实施方式的ETX载板USB扩展电路 部分电路原理图；图5为本实用新型自定义接口计算机主机一种实施方式的ETX载板声卡接口电路 部分电路原理图；其中1_ETX模块，2-ETX载板，3-外设接口电路，4-电源接口电路，5-USB接口电 路，6-串口电路，31-编程器，32-读卡器，33-光驱，34-打印机，35-U盘，36-扬声器，37-鼠 标，38-键盘，39-投影仪，40-液晶显示器。
具体实施方式
附图给出了本实用新型的具体实施例，下面将通过附图和实施例对本实用新型作 进一步的描述。作为本实用新型一种较佳的实施方式，如图1所示的一种应用在铁路机车等轨道 交通车辆监控系统的自定义接口计算机，包括ETX模块、ETX载板、外设和结构件，主机部分 为ETX模块、ETX载板两部分。其中ETX (Embedded technology extended)模块是嵌入式控制领域出现的一种高 紧凑(95mmX 114mm，12mm厚)、高集成度的计算机核心单元模块，ETX模块是一种计算机标 准结构件，与Intel CPU的定义相类似，国际大厂家大都生产该类型模块，所有的ETX模块 在尺寸、连接器和连接器信号定义上执行同样的标准。ETX模块通过4个lOOpin的高密度 连接器与客户载板(ETX载板)连接。ETX模块中一般集成CPU、协处理器、存储器等部分， 并将各种信号资源通过连接器(4X100)引出到客户载板上，开发各种客户需要的功能。在ETX载板上，可以扩展的PC机接口电路，包括显卡(LVDS显示)、并口、串口、 USB 口、键鼠口、 网络口、声卡接口、总线接口等。由于ETX载板可以由用户自己设计，用户可以按照实际物 理尺寸和所需功能来设计载板。用户在设计ETX载板的时候，直接ETX模块底座上引出CPU 总线(如ISA、PCI等)，并使用CPU总线扩展各种外部接口，实现用户功能。ETX模块本身 不提供独立的应用功能，它将所有的资源，包括总线、中断等直接通过4个lOOpin的高密度 连接器外接到用户的ETX载板，供用户进行二次开发。基于本实用新型的目的要求，具体实施方式
中的ETX模块采用德国控创公司 (K0NTR0N)推出的ETX标准模块ETX-PM14，该模块的CPU采用Intel Pentium M 1. 4G ；芯 片组为Intel 82855GME, 400MHz FSB，集成显卡；1G内存储器；2M高速存储器；硬盘接口 2 个；声卡为AC97控制器；一个CRT显示接口，一个36为LVDS显示接口 ； 10/100M网络接口 ； 4路集成USB接口 ；PS/2键盘和鼠标接口。外设部分则具体包括编程器31，读卡器32，光 驱33，打印机34，U盘35，扬声器36，鼠标37，键盘38，投影仪39，液晶显示器40。如图2所示的系统组成结构框图所示，ETX载板2主要包括电源接口电路4、USB 接口电路5、串口电路6和外设接口电路3。其中，电源接口电路4对输入的直流24V电压 转换为ETX模块1正常工作所需的直流5V和直流3. 3V电压；USB接口电路因为系统要求7 个，ETX模块1自带4个，因此要扩充另外3个USB接口电路；ETX模块1不带串口，因此所 有的串口均需要扩充，包括RS232、RS485、RS422和CAN接口模块；由于外设包括PS/2、LAN、 AC97、USB等接口电路，因此均需要从ETX模块1引出到ETX载板2上，再外接各种外设。如图3所示，在ETX载板上有许多应用电路，包括直接将ETX功能外引的接口电 路，如将声卡功能外引的声卡接口电路和将ETX 3载USB外引的USB接口电路，以及扩展出 的功能电路，如通过PCI总线扩展的各种串口接口电路和加密电路(U盾)等。其中，计算 机的CRT显示接口提供投影显示功能，可广泛使用于培训场所。扬声器可提供丰富的语音 提示功能。U盾加密功能能够防止无授权下复制计算机内文件。整个ETX载板通过电源转 换电路采用单电源DC24V/2A供电，总功率不超过50W。如图4ETX载板USB扩展电路部分电路原理图所示，USB接口电路的扩展采用专用 USB接口芯片TPS2042，并添加部分接口器件从ETX总线接口中扩展实现。而ETX模块1自 带的4路USB接口则直接通过接口电路从ETX模块1的插座上引出直接使用。因此在ETX 载板2上扩充3个TPS2042USB扩展电路，并增加4路USB接口电路连接ETX模块口电路。如图5ETX载板的声卡接口电路部分电路原理图所示，声卡接口电路使用专用声 卡芯片TPA1517NE扩展，该电路可以直接驱动耳机、麦克风和扬声器。ETX载板上需扩展的 串口电路有多种，包括RS232、RS485、RS422和CAN。该部分电路采用以往使用的经典电路 即可。另外在载板上，还集成有数据加密电路。整台计算机只有两块电路板，即ETX模块和ETX载板，整个计算机主机采用一体化 的结构件设计，ETX模块属于免风扇设计，不需强制风冷，ETX模块中的CPU散热器直接与外 壳压接在一起，所有外部接口从一侧引出，便于安装。本实用新型相比现有技术来说，仅用 ETX模块和ETX载板就实现了系统要求的功能，做到了最大程度的精简。虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域的普通技术人员可以在 所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。本实用新型技术方案所采用的芯片和元器件 包括但不限于具体实施方式
当中所列举的具体型号。
权利要求一种自定义接口计算机主机，其特征在于该计算机主机仅包括ETX模块(1)和ETX载板(2)，其中，ETX模块(1)中包括集成的CPU，存储器，ETX模块(1)通过连接器与ETX载板(2)相连接，ETX载板(2)包括接口电路和功能电路。
2.根据权利要求1所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的接口电路包括电源接口电路(4)、USB接口电路(5)和外设接口电路(3)，电源接口电路 将输入直流电压转换为ETX模块正常工作所需的直流电压。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所 述ETX载板(2)的功能电路包括串口电路(6)。
4.根据权利要求3所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的功能电路包括加密电路。
5.根据权利要求4所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的串口电路(6)进一步包括RS232接口电路、RS485接口电路、RS422接口电路和CAN接口 电路。
6.根据权利要求5所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的接口电路包括声卡接口电路，可驱动的扬声器。
7.根据权利要求6所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的外设接口电路(3)包括可外接的读卡器接口。
8.根据权利要求7所述的一种自定义接口计算机主机，其特征在于所述ETX载板(2) 的外设接口电路⑶包括可外接的投影仪接口。
专利摘要一种自定义接口计算机主机，该计算机主机仅包括ETX模块(1)和ETX载板(2)，其中，ETX模块(1)中包括集成的CPU，存储器，ETX模块(1)通过连接器与ETX载板(2)相连接，ETX载板(2)包括接口电路和功能电路。通过应用此种实施方式所描述的装置，在保证功能的前提下，最大限度的减小了体积，减轻了重量，使得自定义接口计算机主机便于安装、维护和使用。
文档编号G06F1/16GK201576224SQ20092025992
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者朱明 , 李龙, 罗玉刚, 范旭 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司