一种基于龙芯2f的嵌入式计算机模块的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种基于龙芯2F的嵌入式计算机模块，该计算机模块包括龙芯2FCPU、专用总线、FLASH电路、DDR2内存颗粒、百兆网络、一号TFT显示、视频显示模块、VGA显示、南桥芯片组、一号USB、二号USB、SSD存储模块和二号TFT显示。与现有技术相比，本发明计算机模块内存部分板载内存颗粒，直接焊接在印制板上，因而在振动强度较大的环境下也可正常使用；板载视频显示模块可以任意处理现场的各种图像，并且可以进行图像叠加处理，适用于一些特定环境需求。
【专利说明】一种基于龙芯2F的嵌入式计算机模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种计算机技术，具体是一种基于龙芯2F的嵌入式计算机模块，涉及国产龙芯2F CPU的单板计算机以及一种自定义专用总线的使用方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机的广泛应用，网络和信息化发展极其迅速，而随着网络的快速发展，技术资料的保密性越来越重要，网络安全已经成为国家保密安全的重要一部分。另外，由于军用设备应用的环境相对来说都比较恶劣，对总线系统的抗振动性要求较高，并且对总线的信号功能上有一些特定要求，以适应特定场合的功能需求。
[0003]目前的大部分计算机产品都采用国外CPU芯片，核心技术不能自己掌控，因此要求使用国产化CPU。而龙芯2F CPU是中国科学院计算研究所研制的通用CPU，拥有自主知识产权，核心技术自己完全掌握，并且本身集成可编程门阵列，可以通过可编程门阵列定义专用总线，以满足现场需求。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是:提供一种基于龙芯2F的嵌入式计算机模块。该模块集成特定的功能模块，并且在此基础上定义一种专用总线，以满足特殊场合的应用。
[0005]本发明解决所述技术问题的解决方案是:设计一种基于龙芯2F CPU的单板计算机模块，包括龙芯2F CPU、专用总线、FLASH电路、DDR2内存颗粒、百兆网络、一号TFT显示、视频显示模块、VGA显示、南桥芯片组、一号USB、二号USB、SSD存储模块和二号TFT显示；所述龙芯2F CPU通过PCI总线与百兆网络5、视频显示模块、南桥芯片组相连接，通过局部总线与专用总线、FLASH电路连接；所述DDR2内存颗粒直接连接在龙芯2F CPU上；所述二号TFT显示通过局部总线与龙芯2F CPU相连接；所述VGA显示通过显示接口与视频显示模块相连接；所述南桥芯片组通过其自身的专用接口分别与一号USB、二号USB、SSD存储模块相连接。
[0006]与现有技术相比，本发明计算机模块内存部分板载内存颗粒，直接焊接在印制板上，因而在振动强度较大的环境下也可正常使用；板载视频显示模块可以任意处理现场的各种图像，并且可以进行图像叠加处理，适用于一些特定环境需求；专用总线的实现在数据处理以及模块化要求方面更加简单，并且工作可靠，适用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明基于龙芯2F的嵌入式计算机模块一种实施例的组成结构与工作原理框图。
【具体实施方式】[0008]下面结合实施例及其附图对本发明进一步详细说明。
[0009]本发明设计的基于龙芯2F的嵌入式计算机模块(简称计算机模块，参见图1)包括:龙芯2F CPU1、专用总线2、FLASH电路3、DDR2内存颗粒4、百兆网络5、一号TFT显示6、视频显示模块7、VGA显示8、南桥芯片组9、一号USB10、二号USB11、SSD存储模块12和二号TFT显示13 ;所述龙芯2F CPUl通过自带的PCI总线信号分别与百兆网络5、视频显示模块7和南桥芯片组9的PCI总线信号相连接，通过自带的局部总线信号分别与专用总线2和FLASH电路3的总线信号相连接；所述DDR2内存颗粒4直接连接在龙芯2F CPUl上；所述二号TFT显示13通过局部总线与龙芯2F CPUl相连接；所述VGA显示8通过显示接口与视频显示模块7相连接；所述南桥芯片组9通过其自身的专用接口分别与一号USB10、二号USBll和SSD存储模块12相连接。
[0010]所述DDR2内存颗粒4通过焊盘直接焊接在印制板上，这样防振动效果极强，本发明采用的DDR2内存颗粒4是现代公司的HY5PS1G163CFP，共焊接8片颗粒，组成内存容量为1GB。传统计算机模块都是通过内存插槽与龙芯2F CPUl相连接，在振动强度较大的环境下，内存条会产生松动，产生计算机模块启动错误，导致计算机模块不能正常开机。
[0011]所述百兆网络5采用的是REALTEK公司的RTL8139，通过百兆网络5可以下载更新计算机模块的嵌入式操作系统。
[0012]所述FLASH电路3用于存放龙芯2F CPUl的BIOS程序。
[0013]所述南桥芯片组9用于扩展外部设备。
[0014]所述VGA显示8接口直接由视频显示模块7的专用显示接口引出，用于连接VGA
显示屏。
[0015]所述一号USB10、二号USBll用于连接USB设备，包括键盘、鼠标、U盘等；所述SSD存储模块12采用板载SSD芯片，直接焊接在印制板上，与传统的板载硬盘接口，需要外接硬盘，振动时接口会产生松动相比较，成功遏制了振动产生的接口松动的影响，能够满足振动恶劣环境的要求。
[0016]所述视频显示模块7采用的silicon motion公司的SM712, SM712本身可以直接引出一路VGA显示8，另一路集成的TFT接口可以直接与龙芯2F CPUl相连接，在龙芯2FCPUl内与外部采集的TFT显示13进行图像叠加处理，再通过一号TFT显示6输出。
[0017]所述专用总线2通过龙芯2F CPUl的局部总线与龙芯2F CPUl直接相连，该计算机模块的专用总线2类似ISA总线格式，但是在ISA总线基础上带宽最大可以提高到80MB/S，在ISA总线的基础上提高了五倍，这样解决了板间数据传输速率较慢的实际情况，并且主从可以通过底板电路硬件实现，当底板上的某一指定管脚为高时，专用计算机模块当作主机板使用，当指定管脚为低时，专用计算机模块当作从设备使用，这样在整个系统中可以安装多个相同的专用计算机模块协同工作，这样灵活性得到很大提高，并且做到了冗余设计，极大降低了故障率，适应了恶劣环境的需求。
[0018]所述专用总线2中有同步时钟点定义，可以多个计算机模块通过同步时钟同时开始工作，例如同时进行数据图像的处理，这样图像的同步性以及实时性得到保障，提高了对大数据量采集和图像通信处理方面的并行处理能力，提高了系统的可靠性。
[0019]本发明基于龙芯2F的嵌入式计算机模块的工作原理与工作过程是:接通电源后，龙芯2F CPUl的程序通过百兆网络5下载软件程序，下载完成后，龙芯2F CPUl从FLASH电路3中读取软件配置程序，然后把程序调用到DDR2内存颗粒4中运行。一号USBlO和二号USBll可以连接USB键盘和鼠标，或者连接U盘以把存放在SSD存储模块12中的数据拷贝出来。龙芯2F CPUl通过视频显示模块7把VGA8显示连接到显示屏上，以便于观察数据，；同时，视频显示模块7和外部传输过来的二号TFT显示13可以进行叠加处理，并且把叠加后的视频显示通过一号TFT显示6进行传输显示。而专用总线2可以进行板卡的协同工作，进行多项视频处理显示。
[0020]以上实施例仅是对本发明专用嵌入式计算机模块的具体应用例子，并不限制本申请权利要求的保护范围。凡是在本申请权利要求技术方案上进行的修改和非本质改进的，均在本申请权利要求保护范围之内。
[0021 ] 本发明未述及之处适用于现有技术。
【权利要求】
1.一种基于龙芯2F的嵌入式计算机模块，其特征在于该计算机模块包括:龙芯2FCPU、专用总线、FLASH电路、DDR2内存颗粒、百兆网络、一号TFT显示、视频显示模块、VGA显示、南桥芯片组、一号USB、二号USB、SSD存储模块和二号TFT显示；所述龙芯2F CPU通过自带的PCI总线信号分别与百兆网络、视频显示模块和南桥芯片组的PCI总线信号相连接，通过自带的局部总线信号分别与专用总线和FLASH电路的总线信号相连接；所述DDR2内存颗粒直接连接在龙芯2F CPU上；所述二号TFT显示通过局部总线与龙芯2F CPU相连接；所述VGA显示通过显示接口与视频显示模块相连接；所述南桥芯片组通过其自身的专用接口分别与一号USB、二号USB和SSD存储模块相连接。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯2F的嵌入式计算机模块，其特征在于所述DDR2内存颗粒采用的是现代公司的HY5PS1G163CFP，通过焊盘直接焊接在印制板上；所述百兆网络采用的是REALTEK公司的RTL8139 ;所述SSD存储模块采用板载SSD芯片，直接焊接在印制板上；所述视频显示模块7采用的silicon motion公司的SM712。
【文档编号】G06F1/16GK103744480SQ201310755053
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】宁立革, 张凯, 刘炳坤, 蔡勇 申请人:天津市英贝特航天科技有限公司