一种基于高速高密连接器的可扩展处理板的制作方法

本发明涉及一种处理板，具体涉及一种基于高速高密连接器的可扩展处理板。

背景技术：

处理板是一种智能型的管理控制处理单元，内嵌实时多任务操作系统，可搭载多种芯片和处理器以及存储器进行使用，主要应用与各种互联网数据处理设备当中，其能够对数据进行有效的处理并保存，广泛的应用与各个互联网领域当中，现有的处理板大多数多具备较好的数据处理能力，能够满足应用需求，具有一定的使用效果，但也存在一定的不足之处，相信未来会得到进一步的发展，以满足更多的使用需求。

现有的处理板在使用时存在一定的弊端，首先，现有的处理板大多数都不具备可扩展的功能，导致大多数处理板无法满足不同的使用环境，在振动环境条件要求较高的情况下，处理板无法搭接更多的芯片以及处理器，导致处理板无法满足使用需求，处理板的抗振动性能比较一般，不能较好的应对振动要求较好的环境，且在处理板工作的过程中容易发热，普通的散热片无法满足处理板的散热需求，长期使用对处理板的工作效率以及功耗造成影响，当处理板安装在结构紧凑的环境当中时不具备耐挤压的功能，导致处理板无法满足安装需求，安装之后容易出现损坏的情况，在实际使用时带来了一定的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于高速高密连接器的可扩展处理板，可以解决现有的处理板大多数都不具备可扩展的功能，导致大多数处理板无法满足不同的使用环境，在振动环境条件要求较高的情况下，处理板无法搭接更多的芯片以及处理器，导致处理板无法满足使用需求，处理板的抗振动性能比较一般，不能较好的应对振动要求较好的环境，处理板工作的过程中容易发热，普通的散热片无法满足处理板的散热需求，长期使用对处理板的工作效率以及功耗造成影响，当处理板安装在结构紧凑的环境当中时不具备耐挤压的功能，导致处理板无法满足安装需求，安装之后容易出现损坏的情况的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于高速高密连接器的可扩展处理板，包括子板和载板，所述子板的上端表面安装有ppc芯片、dsp芯片和fpga，所述ppc芯片、dsp芯片和fpga分别平行设置，且ppc芯片、dsp芯片和fpga均设置有三组，所述子板的上端表面中部开设有走线槽，所述子板的四个拐角和载板的两个拐角位置均设置有挤压块，所述子板和载板的下侧四个拐角位置均设置有一组减振底柱，所述子板和载板之间设置有第一连接器、卡紧机构和第二连接器，所述卡紧机构位于第一连接器和第二连接器之间，且卡紧机构的前侧与第一连接器的前侧相连接，所述卡紧机构的后侧与第二连接器的后侧相连接，所述载板的上侧表面安装有芯片安装架，且芯片安装架的上侧开设有三组安装槽，所述芯片安装架通过四组螺柱与载板固定连接，且四组螺柱分别设置在芯片安装架的四角位置；

所述子板的下侧表面安装有冷风扇，且冷风扇的外侧开设有若干组排热孔，所述冷风扇的一侧连接有第一导管，且第一导管的一个接头连接有毛细散热管，所述毛细散热管通过固定片与子板固定连接，所述冷风扇的另一侧连接有第二导管，所述第二导管的一个接头依次连接有第一支管、第二支管和第三支管，所述第一支管、第二支管和第三支管相互平行设置；

所述第一连接器包括两组安装板、插接头、对接槽和若干组导电插销，两组所述安装板位于第一连接器的两侧，所述插接头位于第一连接器的后侧，所述对接槽开设在第一连接器的前侧内部，且导电插销均匀分布在对接槽的内部；

所述卡紧机构包括上固定块和下固定块，所述上固定块和下固定块分别位于卡紧机构的一侧上部和一侧下部，所述上固定块的内部上端连接有弹簧柱，且弹簧柱的下侧连接有收缩块，所述卡紧机构的一侧表面位于上固定块和下固定块粘贴有软垫；

所述减振底柱的内部包括有支柱、两组减振弹簧、两组橡胶块和真空腔，所述支柱位于减振底柱的内部中间，两组所述减振弹簧位于减振底柱的底部两侧，两组所述橡胶块位于减振底柱的靠上部两侧位置，所述减振底柱的下侧连接有支撑垫，且减振底柱的上侧连接有两组衔接块，所述挤压块包括有四组连接柱和挤压槽，所述四组连接柱两两分布在挤压块与子板和载板衔接处，且挤压槽的内部设置有垫块。

优选的，所述所述ppc芯片、dsp芯片和fpga均与子板卡接安装，且每组ppc芯片、dsp芯片和fpga均外挂有一片存储器。

优选的，所述子板和载板的拐角处均设置为弧状，且挤压块与子板和载板相接处的面设置为弧面，所述挤压块的长度和宽度相等，且挤压块的弧面弧度与子板和载板的拐角处弧度相同。

优选的，所述第一连接器和第二连接器均通过插接头与子板进行卡接，且载板的一侧设置有与对接槽对应的卡接槽。

优选的，所述第一支管、第二支管和第三支管均通过固定片与载板固定连接，且固定片设置为半圆弧形，贯穿所述固定片的外部两侧开设有两组安装孔。

优选的，所述上固定块和下固定块呈对称设置，且下固定块的内部同样设置有弹簧柱和收缩块，所述收缩块呈梯形立体状，且收缩块的一侧呈倾斜状。

优选的，所述排热孔呈环形分布在冷风扇的外侧表面，且排热孔贯穿冷风扇的外侧，所述冷风扇的内部设置有滤网。

优选的，所述垫块分布在挤压槽的中部，且垫块的厚度与挤压槽的深度相同。

优选的，所述真空腔位于减振底柱的内部上端，且真空腔的体积占减振底柱的内部体积的四分之一。

优选的，在使用时，可拓展处理板分为子板和载板，子板和载板通过第一连接器和第二连接器连接，第一连接器和上的插接头与子板相连接，载板上设置有相对应的卡接槽与对接槽进行卡接，对接槽内部的导电插销插入到卡接槽内，从而将载板和子板连接起来；

子板上卡接多组ppc芯片、dsp芯片和fpga，且每组ppc芯片、dsp芯片和fpga上均外挂一片存储器，同时载板上芯片安装架的安装槽内安装多组ppc芯片，每组芯片上同样外挂一片存储器，对子板和载板进行搭建；

子板和载板连接时，上固定块与载板上部接触，下固定块与载板的下部接触，收缩块在载板的挤压下通过弹簧柱回缩，上下两组弹簧柱在复位过程中将载板夹紧，对载板进行进一步固定，减振底柱通过衔接块与载板和子板衔接，减振弹簧进行一级减振，橡胶块进行二级减振，挤压块通过连接柱插入载板和子板完成固定。

本发明的有益效果：通过设置第一连接器和第二连接器与卡紧机构相配合，通过第一连接器和第二连接器将载板和子板进行连接，从而能够实现整个处理板通过可扩展性设计，可以满足不同场景的需要，提高了处理板的通用性，降低了硬件开发成本，缩短开发周期，很大的提高了开发效率，卡紧机构的上固定块与载板上部接触，下固定块与载板的下部接触，收缩块在载板的挤压下通过弹簧柱回缩，上下两组弹簧柱在复位过程中将载板夹紧，从而配合第一连接器和第二连接器对载板进行进一步的加固，使得子板与载板在连接之后的稳定性更好，不容易出现松动的情况。

通过在冷风扇的两侧设置第一导管和第二导管，冷风扇送出的冷风能够通过第一导管和第二导管传导至毛细散热管,和第一支管、第二支管以第三支管，在毛细散热管,和第一支管、第二支管以及第三支管23开设相上的小孔向子板和载板送风，毛细散热管,和第一支管、第二支管以及第三支管覆盖在载板和子板的面积较大，从而能够对子板和载板进行全方位的送风，使得子板和载板在使用期间能够进行高效的散热，不会出现过热的情况，增加了子板和载板的使用时长，保证了子板和载板在长时间工作时的效率，满足了处理板的功耗要求。

通过在子板和载板的底部设置减振底柱，当子板和载板处于高振动场景当中时，首先减振底柱下部分的减振弹簧进行一次级收缩减振，随后橡胶块在受到振动时进行二次减振，配合支柱的传导作用，从而整个减振底柱具备较好的减振效果，真空腔设置在减振底柱的上部，进而能够起到一定的隔音效果整板可适用于高振动性的场景，满足振动要求较高需要要求。

通过在子板的四个拐角以及载板的两个拐角设置挤压块，挤压块通过连接柱插入载板和子板完成固定，挤压块可设置呈弹性材料，且挤压块内部设置有挤压槽与垫块相配合，挤压槽提供一定的挤压条件，垫块起到抵挡作用，挤压块分布在子板和载板的拐角，从而当该处理板安装在结构紧凑的环境当中时具备较好的耐挤压效果，能够防止处理板的棱角被挤压导致损坏的情况出现。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体结构仰视图；

图3为本发明第一连接器的整体结构示意图；

图4为本发明卡紧机构的剖面图；

图5为本发明过减振底柱的剖面图；

图6为本发明挤压块的整体结构示意图；

图7为本发明载板的电路图；

图8为本发明子板的电路图。

图中：1、子板；2、ppc芯片；3、走线槽；4、dsp芯片；5、fpga；6、挤压块；7、减振底柱；8、第一连接器；9、卡紧机构；10、第二连接器；11、载板；12、芯片安装架；13、安装槽；14、螺柱；15、冷风扇；16、排热孔；17、第一导管；18、毛细散热管；19、固定片；20、第二导管；21、第一支管；22、第二支管；23、第三支管；24、安装板；25、插接头；26、对接槽；27、导电插销；28、上固定块；29、弹簧柱；30、收缩块；31、下固定块；32、软垫；33、支柱；34、减振弹簧；35、支撑垫；36、橡胶块；37、真空腔；38、衔接块；39、连接柱；40、挤压槽；41、垫块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8所示，一种基于高速高密连接器的可扩展处理板，包括子板1和载板11，子板1的上端表面安装有ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5，ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5分别平行设置，且ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5均设置有三组，子板1的上端表面中部开设有走线槽3，子板1的四个拐角和载板11的两个拐角位置均设置有挤压块6，子板1和载板11的下侧四个拐角位置均设置有一组减振底柱7，子板1和载板11之间设置有第一连接器8、卡紧机构9和第二连接器10，卡紧机构9位于第一连接器8和第二连接器10之间，且卡紧机构9的前侧与第一连接器8的前侧相连接，卡紧机构9的后侧与第二连接器10的后侧相连接，载板11的上侧表面安装有芯片安装架12，且芯片安装架12的上侧开设有三组安装槽13，芯片安装架12通过四组螺柱14与载板11固定连接，且四组螺柱14分别设置在芯片安装架12的四角位置；

子板1的下侧表面安装有冷风扇15，且冷风扇15的外侧开设有若干组排热孔16，冷风扇15的一侧连接有第一导管17，且第一导管17的一个接头连接有毛细散热管18，毛细散热管18通过固定片19与子板1固定连接，冷风扇15的另一侧连接有第二导管20，第二导管20的一个接头依次连接有第一支管21、第二支管22和第三支管23，第一支管21、第二支管22和第三支管23相互平行设置；

第一连接器8包括两组安装板24、插接头25、对接槽26和若干组导电插销27，两组安装板24位于第一连接器8的两侧，插接头25位于第一连接器8的后侧，对接槽26开设在第一连接器8的前侧内部，且导电插销27均匀分布在对接槽26的内部；

卡紧机构9包括上固定块28和下固定块31，上固定块28和下固定块31分别位于卡紧机构9的一侧上部和一侧下部，上固定块28的内部上端连接有弹簧柱29，且弹簧柱29的下侧连接有收缩块30，卡紧机构9的一侧表面位于上固定块28和下固定块31粘贴有软垫32，软垫32对载板11的一侧进行格挡保护，避免载板11的一侧直接与卡紧机构9接触；

减振底柱7的内部包括有支柱33、两组减振弹簧34、两组橡胶块36和真空腔37，支柱33位于减振底柱7的内部中间，两组减振弹簧34位于减振底柱7的底部两侧，两组橡胶块36位于减振底柱7的靠上部两侧位置，减振底柱7的下侧连接有支撑垫35，且减振底柱7的上侧连接有两组衔接块38，挤压块6包括有四组连接柱39和挤压槽40，四组连接柱39两两分布在挤压块6与子板1和载板11衔接处，且挤压槽40的内部设置有垫块41。

ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5均与子板1卡接安装，且每组ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5均外挂有一片存储器，存储器用于提高处理板的计算能力以及协助处理能力。

子板1和载板11的拐角处均设置为弧状，且挤压块6与子板1和载板11相接处的面设置为弧面，挤压块6的长度和宽度相等，且挤压块6的弧面弧度与子板1和载板11的拐角处弧度相同，设置相同的弧度能够保证子板1和载板11与挤压块6对接时不会产生缝隙，使得对接效果更好，在挤压块6安装之后稳定性更好，不容易脱落。

第一连接器8和第二连接器10均通过插接头25与子板1进行卡接，且载板11的一侧设置有与对接槽26对应的卡接槽，卡接槽直接与对接槽26进行对接，通过卡接的方式进行固定比较方便，且便于拆卸，在卡接之后也具有较好的稳定性。

第一支管21、第二支管22和第三支管23均通过固定片19与载板11固定连接，且固定片19设置为半圆弧形，贯穿固定片19的外部两侧开设有两组安装孔，半圆弧行正好与第一支管21、第二支管22和第三支管23相契合，使得片19在保证对第一支管21、第二支管22和第三支管23固定的同时不会对第一支管21、第二支管22和第三支管23造成压迫。

上固定块28和下固定块31呈对称设置，且下固定块31的内部同样设置有弹簧柱29和收缩块30，收缩块30呈梯形立体状，且收缩块30的一侧呈倾斜状，倾斜状便于载板11的插入。

排热孔16呈环形分布在冷风扇15的外侧表面，且排热孔16贯穿冷风扇15的外侧，冷风扇15的内部设置有滤网，排热孔16便于将冷风扇15在工作时产生的热量排出到外界环境当中，滤网起到过滤作用，防止灰尘进入到冷风扇15的内部。

垫块41分布在挤压槽40的中部，且垫块41的厚度与挤压槽40的深度相同，垫块41的两侧预留空间，给挤压块6在受到挤压发生形变提供空间，使得挤压块6在挤压之后能够快速复位。

真空腔37位于减振底柱7的内部上端，且真空腔37的体积占减振底柱7的内部体积的四分之一，真空腔37具有真空效果，缺少声音传播介质，因此利用真空腔37能够起到一定的隔音作用。

本发明在使用时，可拓展处理板分为子板1和载板11，子板1和载板11通过第一连接器8和第二连接器10连接，第一连接器8和上的插接头25与子板1相连接，载板11上设置有相对应的卡接槽与对接槽26进行卡接，对接槽26内部的导电插销27插入到卡接槽内，从而将载板11和子板1连接起来，子板1上卡接多组ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5，且每组ppc芯片2、dsp芯片4和fpga5上均外挂一片存储器，ppc芯片2的型号为p2020，也可以搭载型号为t2080的ppc芯片2，fpga5的型号为xc7vx690t-2ffg1927，dsp芯片4的型号为tic6678，每组ppc芯片2和fpga5外挂的一片存储器为64位ddr3存储器，存储器的容量为2gb，速率是800mbps，有效带宽是9gb/s，dsp芯片4所搭载的存储器的型号为64位ddr3存储器，容量为4gb，速率是800mbps，有效带宽是9gb/s，同时载板11上芯片安装架12的安装槽13内安装多组ppc芯片2，载板11上的ppc芯片2同样外挂一片64位ddr3存储器，型号为t2080，容量为4gb，速率是800mbps，ddr3的有效带宽是9gb/s，子板1上同时可根据需要搭载多片gpu，用于提高图形处理能力，搭载多片数据加密芯片，用于提高数据加密能力，同时可以搭载万兆光纤提高接口能力，搭配adc和dac提高模拟接口能力，对子板1和载板11进行搭建，子板1和载板11连接时，利用软垫32对载板11进行格挡保护，卡紧机构9的上固定块28与载板11上部接触，下固定块31与载板11的下部接触，收缩块30在载板11的挤压下通过弹簧柱29回缩，上下两组弹簧柱29在复位过程中将载板11夹紧，从而配合第一连接器8和第二连接器10对载板11进行进一步的加固，使得子板1与载板11在连接之后的稳定性更好，不容易出现松动的情况，减振底柱7通过衔接块38与载板11和子板1衔接，通过支撑垫35减振底柱7进行支撑，当子板1和载板11处于高振动场景当中时，首先减振底柱7下部分的减振弹簧34进行一次级收缩减振，随后橡胶块36在受到振动时进行二次减振，配合支柱33的传导作用，从而整个减振底柱7具备较好的减振效果，真空腔37设置在减振底柱7的上部，进而能够起到一定的隔音效果，挤压块6通过连接柱39插入载板11和子板1完成固定，挤压块6可设置呈弹性材料，且挤压块6内部设置有挤压槽40与垫块41相配合，挤压槽40提供一定的挤压条件，垫块41起到抵挡作用，挤压块6分布在子板1和载板11的拐角，从而当该处理板安装在结构紧凑的环境当中时具备较好的耐挤压效果，能够防止处理板的棱角被挤压导致损坏的情况出现，将冷风扇15与子板1之间设置电线连接，在子板1通电之后冷风扇15转动并送风，将冷风扇15设置成密封结构，从而冷风扇15送出的冷风能够通过第一导管17和第二导管20传导至毛细散热管18,和第一支管21、第二支管22以及第三支管23，在毛细散热管18,和第一支管21、第二支管22以及第三支管23开设相上的小孔向子板1和载板11送风，毛细散热管18,和第一支管21、第二支管22以及第三支管23覆盖在载板11和子板1的面积较大，从而能够对子板1和载板11进行全方位的送风，使得子板11和载板1在使用期间能够进行高效的散热，不会出现过热的情况，增加了子板1和载板11的使用时长，保证了子板1和载板11在长时间工作时的效率，满足了处理板的功耗要求。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。