一种伪Twins龙芯主板的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种伪Twins龙芯主板，该伪Twins龙芯主板为基于标准主板和包括两套相同逻辑子系统的主板；所述子系统包括上下电控制复位电路、供电系统和龙芯CPU，所述龙芯CPU连接内存和北桥，所述北桥连接南桥、网卡和PCIE槽，所述南桥连接USB口和串口；所述两套子系统的IO槽利用所述标准主板已有的IO槽进行合理的分配；所述两套子系统的串口和USB口利用所述标准主板的IO区域合理的划分为两个子IO区域。该主板既能保证Twins主板高计算密度和计算性能的特点，又能克服Twins主板机构重新设计的缺点，节省了成本。
【专利说明】—种伪Twins龙芯主板
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种计算机领域的主板设计方法，具体讲涉及一种伪Twins龙芯主板。
【背景技术】
[0002]为了提高服务器的计算密度和使用的灵活性，近年来出现了 Twins (双胞胎)主板。Twins主板的设计方法就是在原先设计的一块主板的空间内，设计为2块一模一样的主板，组装在一起，达到提高计算密度和计算性能的目的。其特点是2块主板的设计一模一样，各自有各自的供电系统、IO设备、上下电控制系统，实际上这2块主板就是一种主板生产出2个物理实体，只是安装在不同的位置而已。如图1所示常规主板和Twins主板的对比情况。Twins主板是采用2块一模一样的主板构成，而且两者之间有空隙隔离，是2个分离的物理实体。Twins中两块主板所占的空间之和等于常规主板的空间。
[0003]尽管Twins主板有提高计算密度和计算性能、使用灵活的优点，但也存在Twins主板机构需要专门定做，增加成本的缺点。
[0004]常规主板的定位孔和IO连接器有严格的定义，不能随意的更改，如图6所示的ATX主板的布局图，详细的规定了各个位置的尺寸。
[0005]Twins主板为了对两块主板进行固定，需要重新修改定位孔的布局，并且为了实现两块主板IO插卡的固定，也需要重新修改机箱的后部挡板，如图1所示。因此常规主板的机构不能满足Twins主板的需求，所以需要重新制作，增加了设计的成本。
【发明内容】
[0006]为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种伪Twins龙芯主板，该主板既能保证Twins主板高计算密度和计算性能的特点,又能克服Twins主板机构重新设计的缺点,节省了成本。
[0007]实现上述目的所采用的解决方案为:
[0008]一种伪Twins龙芯主板,其改进之处在于:所述伪Twins龙芯主板为基于标准主板和包括两套相同逻辑子系统的主板；
[0009]所述子系统包括上下电控制复位电路、供电系统和龙芯CPU，所述龙芯CPU连接内存和北桥，所述北桥连接南桥、网卡和PCIE槽，所述南桥连接USB 口和串口 ；
[0010]所述两套子系统的IO槽利用所述标准主板已有的IO槽进行分配；所述两套子系统的串口和USB 口利用所述标准主板的IO区域划分为两个子IO区域。
[0011]进一步的，两个所述子系统的IO槽的个数、USB 口的个数和串口的个数相同。
[0012]进一步的，所述IO槽、USB 口和串口使用所述标准主板的IO槽、USB 口和串口 ；
[0013]将所述IO槽、USB 口和串口平均分配给所述子系统；若多余所述IO槽、USB 口和/或串口则空闲不用。
[0014]进一步的，所述子系统的所述龙芯CPU、所述北桥和所述南桥任意放置在所述伪Twins龙芯主板上。
[0015]进一步的，所述供电系统的数量为一或二，当数量为一时，所述供电系统同时为所述子系统供电；当数量为二时，所述供电系统分别为所述子系统供电；
[0016]所述供电系统由电源按钮控制上下电，当供电系统的数量为一时，电源按钮为一个；当供电系统的数量为二时，电源按钮为二个，分别控制各自的供电系统。
[0017]两个所述子系统的供电系统分别设有相应的电源指示灯进行指示，当第一个子系统供电时，其相应的第一个电源指示灯会亮；第二个子系统供电时，其相应的第二个电源指示灯亮；电源指示灯由所述子系统南桥的GPIO针脚控制。
[0018]进一步的，所述北桥通过超传输总线与所述龙芯CPU相连。
[0019]进一步的,所述南桥与所述北桥通过A_Link总线与所述北桥相连；
[0020]通过所述北桥的PCIE总线引出3个所述PCIE槽，用于连接不同的PCIE卡。
[0021]进一步的，所述北桥型号包括AMD 公司的 RS780，RS780C，RS780D，RS780E，RS780G，RS780M, RS780MC, RX781, RS785G。
[0022]进一步的，所述南桥包含AMD公司的SB700，SB710, SB750, SB600。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0024]1、本发明提供的伪Twins龙芯主板使两套一模一样的子系统共存在同一块主板上，子系统在主板内部没有实际的互联关系，无论在物理还是逻辑上均没有联系，体现了真正Twins主板的特点。
[0025]2、本发明提供的伪Twins龙芯主板具有“伪”特点，两套子系统对实际物理尺寸无特别的要求，即在不改变常规主板和机箱尺寸的情况下，因势利导的设计两套龙芯主板构成伪Twins主板，而不像真正的Twins主板那样追求两块主板无论在电气信号还是在物理尺寸上一模一样，增加了设计的灵活性，同时无需改变主板和机箱的尺寸，大大减小了设计成本。
[0026]3、本发明提供的伪Twins龙芯主板可以充分利用宝贵的空间，只要任何地方有空间就可以放置元器件，于是在同样的空间下比起真正的Twins主板能够放得下更多的元器件，实现更多的功能，而真正的Twins主板必须设计成一模一样的2个主板,而且还需要物理隔离为2个主板，考虑安装等因素需要留出足够的空隙，空间利用率低。
[0027]4、本发明提供的伪Twins龙芯主板可设计为两套子系统有共同的供电系统，体现‘共电源’的特性，这样节省了一套电源，节省了宝贵的布局空间，可以放置更多其它的元器件；也可设计为两套子系统有各自的供电系统，当一套供电系统出现故障时，不会影响另一套龙芯主板系统；设计时可根据系统侧重点选择适宜的供电方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为常规主板和Twins主板的对比图；
[0029]图2为共电源的伪Twins龙芯主板逻辑系统构成图；
[0030]图3为基于ATX主板的共电源伪Twins龙芯主板的设计示意图；
[0031]图4为不共电源的伪Twins龙芯主板系统构成图；
[0032]图5为基于ATX王板的不共电源伪Twins龙芯王板的设计不意图；
[0033]图6为ATX主板的布局图；[0034]附图标记:1-ATX主板的IO区域；2_定位孔；3-10槽I ;4_10槽II ;5-10槽III ；6-10槽 IV ;7-10槽 V ;8-10槽 VI ;9_10槽 VII ;10_北桥 I ;11_南桥 I ; 12-龙芯CPUI ;13_共用供电系统；14-北桥 II ；15-龙芯 CPUII ；16-南桥 II ;17_ 串口 II ;18_USB 口 II ;19_ 串口 I ；20-USB 口 I ；21-电源指示灯I ；22-电源指示灯II ;23_共用供电系统按钮；24_供电系统I ;25_供电系统II ；26-供电系统I按钮；27_供电系统II按钮。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的详细说明。
[0036]本发明提供了一种伪Twins龙芯主板，在不改变常规主板和机箱尺寸的情况下，因势利导的设计两套龙芯主板来构成伪Twins主板；上述两块龙芯主板逻辑系统相同，但并不特意追求相同的结构布置，因此称为伪Twins龙芯主板。
[0037]该伪Twins龙芯主板既保留了真正Twins主板高计算密度和高性能的特点,又不用修改机箱机构，节省设计成本。
[0038]如图2所示，图2为共电源的伪Twins龙芯主板逻辑系统构成图；伪Twins龙芯主板包括供电系统、子系统一和子系统二。
[0039]子系统一和子系统二分别包括内存、龙芯CPU、北桥、南桥、网卡、PCIE槽、USB 口、串口和上下电控制复位电路等。
[0040]北桥通过超传输总线与所述龙芯CPU相连。南桥与所述北桥通过A_Link总线与所述北桥相连；通过所述北桥的PCIE总线引出3个所述PCIE槽，用于连接不同的PCIE卡。
[0041]如图3所示，图3为基于ATX主板的共电源伪Twins龙芯主板的设计示意图；该伪Twins龙芯主板基于标准ATX主板，主板包括两套相同逻辑的子系统。
[0042]两套子系统分别包括上下电控制复位电路、供电系统、供电系统指示灯和龙芯CPU，所述龙芯CPU连接内存和北桥，所述北桥连接南桥、网卡和PCIE槽，所述南桥连接USB口和串口。
[0043]标准主板包括:E-ATX主板，长宽尺寸为305 X 330mm ；ATX主板，长宽尺寸为305X244mm ;Mini_ATX主板，长宽尺寸为284X208mm ;MicroATX主板，长宽尺寸为244X 244mm ;其他标准类型的主板。
[0044]主板是电脑中各种设备的连接载体，主板本身也有芯片组，各种I/O控制芯片，扩展插槽，扩展接口，电源插座等元器件。主板结构指根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准。
[0045]将所述子系统的IO槽设置于所述标准主板的IO槽区域；将所述子系统的串口和USB 口设置于IO区域。两个所述子系统的IO槽的个数、USB 口的个数和串口的个数相同。
[0046]即主板上IO槽、串口、USB 口不变，与标准ATX主板的位置对应，将ATX主板的IO槽平均分配给两套子系统。例如，如图3所示，ATX主板包含7个IO槽，若两套子系统分别需要一个IO槽，则任意分别分配一个给两套子系统，其他五个IO槽空闲；根据实际情况，若基于ATX主板，则可最多分别分配三个IO槽给两套子系统，多余一个IO槽空闲。
[0047]所述IO槽、USB 口和串口使用所述标准主板的IO槽、USB 口和串口；
[0048]将所述IO槽、USB 口和串口平均分配给所述子系统；若多余所述IO槽、USB 口和/或串口则空闲不用。[0049]所述子系统的所述龙芯CPU、所述北桥和所述南桥任意放置在所述伪Twins龙芯主板上。
[0050]所述供电系统的数量为一或二，当数量为一时，所述供电系统同时为所述子系统供电；当数量为二时，所述供电系统分别为所述子系统供电。
[0051]所述供电系统由电源按钮控制上下电，当供电系统的数量为一时，电源按钮有一个；当供电系统的数量为二时，电源按钮有二个，分别控制各自的供电系统。
[0052]所述两个子系统的供电系统分别有相应的电源指示灯进行指示，当第一个子系统供电时，其相应的第一个电源指示灯会亮；同理，第二个子系统供电时，其相应的第二个电源指不灯会売。
[0053]所述北桥通过超传输总线与所述龙芯CPU相连。
[0054]所述南桥与所述北桥通过A_Link总线与所述北桥相连；
[0055]通过所述北桥的PCIE总线引出3个所述PCIE槽，用于连接不同的PCIE卡。
[0056]所述北桥型号包括AMD 公司的 RS780，RS780C, RS780D, RS780E, RS780G, RS780M,RS780MC, RX781, RS785G。
[0057]所述南桥包含AMD 公司的 SB700，SB710, SB750, SB600。
[0058]供电系统为:主板设计为标准的CRPS (Common Redundant Power Supply,常见的冗余电源)电源输入接口，即提供12V和12V standby (备用)输入电源，经过VRM (VoItageRegulator Module,电压调节模块)转换为龙芯CPU、南北桥等元器件所需的各种电压。
[0059]如图6所示，图6为一标准ATX主板，根据ATX主板标准规定了主板的大小，正常为:12英寸X9.6英寸、10个定位孔2的位置，10槽的位置(3?9)和10区域I的位置，与之对应的是标准的ATX机箱。
[0060]结合图3，若在标准ATX主板上进行伪Twins龙芯主板设计的话，保持标准ATX主板的规格不变，也即同时保证了标准ATX机箱尺寸的不变，节省了成本。
[0061]I)设计两套龙芯主板系统,在逻辑上是一模一样的
[0062]每套龙芯主板系统由龙芯CPU、北桥、南桥、串口、USB 口、上下电控制复位电路等组成，如图3和图5所示。
[0063]第一套龙芯主板系统，由图3中的龙芯CPH12、北桥110、南桥111、串口 119、USB口 120、电源指示灯121、10槽13、10槽114和10槽V7组成。
[0064]第二套龙芯主板系统，由图4中的龙芯CPUII15、北桥1114、南桥1116、串口 1117、USB 口 1118、电源指示灯1122、10槽1115、10槽IV6和10槽VI8组成。
[0065]每套子系统的特点如下:
[0066]龙芯CPU的型号是龙芯3A系列CPU。
[0067]北桥型号包括AMD 公司的 RS780, RS780C, RS780D, RS780E, RS780G, RS780M,RS780MC, RX781, RS785G。北桥通过 HT bus 与龙芯 CPU 互联。
[0068]南桥包含AMD公司的SB700，SB710, SB750, SB600。通过A_Link总线与北桥互联。
[0069]利用北桥的PCIE bus引出3个PCIE槽，用于连接不同的PCIE卡。
[0070]南桥弓丨出USB 口和串口。
[0071]2)对于共电源伪Twins龙芯主板，设计一套供电系统13，满足两套龙芯主板系统的功耗需求，由一个共用供电系统按钮23控制共用供电系统13的上下电。每一套龙芯主板系统分别有一个电源指示灯来显示上下电状态，当第一套龙芯主板系统供电时，其相应的第一个电源指示灯121会亮；同理，第二套龙芯主板系统供电时，其相应的第二个电源指示灯1122会亮。电源指示灯由南桥的GPIO针脚控制。
[0072]3)对于不共电源伪Twins龙芯主板，分别设计二套供电系统满足两套龙芯主板系统的功耗需求。第一套龙芯主板系统由供电系统124供电，并由一个供电系统I按钮26控制其上下电。第二套龙芯主板系统由供电系统1125供电，并由一个供电系统II按钮27控制其上下电。每一套龙芯主板系统分别有一个电源指示灯来显示上下电状态，当第一套龙芯主板系统供电时，其相应的第一个电源指示灯121会亮；同理，第二套龙芯主板系统供电时，其相应的第二个电源指示灯Π22会亮。电源指示灯由南桥的GPIO针脚控制。
[0073]4)基于常规ATX主板的约束限制，合理分配两套龙芯主板系统区域，主要工作是分配IO槽、IO区域和布置其他元器件的位置。
[0074]以满足设计的需求、保证龙芯主板的质量为基本原则的基础上灵活的简单的进行设计，任意划分两套龙芯主板系统区域。
[0075]IO槽的分配
[0076]ATX主板有7个IO槽(3?9)，本实施例中，每套龙芯主板设计3个IO槽，共有6个IO槽，所以可以把其中一个IO槽闲置不用，例如假设IO槽VII9闲置不用。
[0077]将剩余的6个IO槽中任意3个分配给第一套龙芯主板系统，例如IO槽13、IO槽114 和 IO 槽 V7。
[0078]剩余的IO槽1115、IO槽IV6和IO槽VI8分配给第二块龙芯主板。
[0079]IO区域I的划分
[0080]把第一套龙芯主板系统的串口 119、USB 口 120和第二套龙芯主板系统的串口1117,USB 口 1118设计在ATX的IO区域，遵循了 ATX机箱的规范，不用修改机箱，从而不用增加成本。
[0081]元器件位置的设计
[0082]第一套龙芯主板系统的兀器件包括:龙芯CPUI12、北桥110、南桥111、供电系统124 (针对不共电源伪Twins系统)；第二套龙芯主板系统的元器件包括:龙芯CPHI15、北桥1114、南桥1116、供电系统1125 (针对不共电源伪Twins系统)；两套龙芯主板系统的共有元器件包括供电系统13 (针对共电源伪Twins系统)可以设计在ATX主板的任何地方，只要遵循ATX系统的规范即可。
[0083]第一套龙芯主板系统的电源指示灯121、供电系统I按钮26(针对不共电源伪Twins系统)，第二套龙芯主板系统的电源指示灯1122、供电系统II按钮27 (针对不共电源伪Twins系统)，两套龙芯主板系统共有的共用供电系统按钮23 (针对共电源伪Twins系统)设计在ATX主板的前面板上。
[0084]最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的【具体实施方式】进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种伪Twins龙芯主板,其特征在于:所述伪Twins龙芯主板为基于标准主板和包括两套相同逻辑子系统的主板； 所述子系统包括上下电控制复位电路、供电系统和龙芯CPU，所述龙芯CPU连接内存和北桥，所述北桥连接南桥、网卡和PCIE槽，所述南桥连接USB 口和串口； 所述两套子系统的IO槽利用所述标准主板已有的IO槽进行分配；所述两套子系统的串口和USB 口利用所述标准主板的IO区域划分为两个子IO区域。
2.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:两个所述子系统的IO槽的个数、USB 口的个数和串口的个数相同。
3.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述IO槽、USB口和串口使用所述标准主板的IO槽、USB 口和串口； 将所述IO槽、USB 口和串口平均分配给所述子系统；若多余所述IO槽、USB 口和/或串口则空闲不用。
4.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述子系统的所述龙芯CPU、所述北桥和所述南桥任意放置在所述伪Twins龙芯主板上。
5.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述供电系统的数量为一或二，当数量为一时，所述供电系统同时为所述子系统供电；当数量为二时，所述供电系统分别为所述子系统供电； 所述供电系统由电源按钮控制上下电，当供电系统的数量为一时，电源按钮为一个；当供电系统的数量为二时，电源按钮为二个，分别控制各自的供电系统。 两个所述子系统的供电系统分别设有相应的电源指示灯进行指示，当第一个子系统供电时，其相应的第一个电源指示灯会亮；第二个子系统供电时，其相应的第二个电源指示灯亮；电源指示灯由所述子系统南桥的GPIO针脚控制。
6.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述北桥通过超传输总线与所述龙芯CPU相连。
7.如权利要求1所述的Twins龙芯主板,其特征在于:所述南桥与所述北桥通过A_Link总线与所述北桥相连； 通过所述北桥的PCIE总线引出3个所述PCIE槽，用于连接不同的PCIE卡。
8.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述北桥型号包括AMD公司的RS780, RS780C, RS780D, RS780E, RS780G, RS780M, RS780MC, RX781, RS785G。
9.如权利要求1所述的Twins龙芯主板，其特征在于:所述南桥包含AMD公司的SB700，SB710, SB750, SB600。
【文档编号】G06F1/16GK103823521SQ201410100170
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】郑臣明, 刘文君, 柳胜杰 申请人:曙光信息产业股份有限公司