專利名稱：：便于擴(kuò)展的嵌入式主板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種嵌入式主板，尤其涉及一種智能、組網(wǎng)靈活、便于擴(kuò)展的工業(yè)級嵌入式主;^反。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有嵌入式主板通常包括中央處理單元、存儲單元、PCI總線，主板通過PCI總線連接若干接口。然而，上述主板沒有良好的接口擴(kuò)展性能，不方便用戶擴(kuò)展接口。此外，現(xiàn)有的主板不支持IEEE1588協(xié)議，無法達(dá)到精確定時同步，同時成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能、功能組合靈活、便于擴(kuò)展的嵌入式主板。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其包括中央處理單元、模塊化設(shè)計單元S0M總線、用戶可自編程的CPLD模塊化單元；中央處理單元用以處理、運(yùn)算所述主板內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)；模塊化設(shè)計單元SOM與所述中央處理單元連接，為自定義的接口提供標(biāo)準(zhǔn)化的信號定義，用于擴(kuò)展外圍硬件設(shè)備，包括高速USB2.0功能模塊、PC接口功能模塊、SPI接口功能模塊、MPC8313GPI0功能模塊、串行口功能模塊、IEEE1588功能模塊、外部中斷源功能模塊、16位數(shù)據(jù)/地址總線，所述16位數(shù)據(jù)/地址總線可擴(kuò)展若干外設(shè)接口。CPLD模塊化單元與所述中央處理單元連接，根據(jù)用戶需要而自行構(gòu)造器件的邏輯功能。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括IEEE1588信號接口，用以接入支持IEEE1588協(xié)i義的工業(yè)以太網(wǎng)。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括千兆以太網(wǎng)接口，其具有獨(dú)立的MAC地址。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括溫度傳感器，與所述中央處理單元連接，用以把主板設(shè)定位置的溫度傳輸至中央處理單元。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板包括存儲單元；該存儲單元包括DDR2SDRAM、N0RFLASH、NANDFLASH、EEPR0M。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括電源管理單元，該管理單元使設(shè)備待機(jī)功耗低于300mW，用以智能喚醒設(shè)備。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括安全引擎單元，該單元可完成加密工作，使CPU無需承擔(dān)計算密集型的加密操作，降低主CPU負(fù)荷。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板包括I2C總線，該總線連接有實(shí)時時鐘芯片RTC、EEPROM、溫度傳感器。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述主板還包括PCI總線單元，用以擴(kuò)展高速PCI外圍設(shè)備。本實(shí)用新型提供一種智能、功能組合靈活、便于擴(kuò)展的嵌入式主板，該主板的有益效果在于(1)主板的智能化程度高，功能組合靈活，SOM擴(kuò)展比較靈活，擴(kuò)展性好，降低開發(fā)成本，升級容易。(2)高可靠、抗強(qiáng)干擾。本實(shí)用新型采用先進(jìn)的電磁兼容性(EMC)設(shè)計技術(shù)和新型抗電磁和尖脈沖干擾器件，選用優(yōu)質(zhì)的原裝進(jìn)口工業(yè)級器件和模塊，采用軟件冗余、容錯、數(shù)字濾波等技術(shù)，使產(chǎn)品抗千擾達(dá)到4級，MTBF^10年，運(yùn)行三年故障率〈2K千分之二)，產(chǎn)品能在濕熱、鹽蝕、、寬溫(-4(TC-75。C)等強(qiáng)干擾的惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。(3)高精度對時，支持IEEE1588協(xié)議。本實(shí)用新型通過2個10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)口與系統(tǒng)主時鐘同步，提供同步建立時間小于10ns。利用IEEE1588協(xié)議的時鐘同步，可以大大提高測量系統(tǒng)、軌道控制系統(tǒng)的精度，，達(dá)到精確定時同步，可節(jié)省IRIGB對時需要的大量連接線纜，降低成本。(4)設(shè)置安全引擎，使用過程更安全。圖1為本實(shí)用新型嵌入式主板的組成示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。本實(shí)用新型揭示了一種嵌入式主板，主要包括中央處理單元、存儲單元、模塊化設(shè)計單元S0M(System-On-Module)總線、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice,復(fù)雜可編程邏輯器件)模塊化單元、PCI總線、12C總線，此外，主板上還設(shè)置時鐘電^^、看門狗、中斷處理單元Interrupt、千兆以太網(wǎng)接口、電源管理單元、安全引擎單元。所述中央處理單元分別連接其他單元；同時通過S0M總線、PCI總線連接外部設(shè)備，外部設(shè)備的接口包括SATA接口、Ethernet接口(以太網(wǎng)接口)、VGA接口、USB接口、RS232/485接口。以下對上述各模塊分別介紹。本實(shí)施例中，中央處理單元選用了FreescaleMPC8313ePowerQUICCII高性能通信處理器。模塊化設(shè)計單元S0M總線用于為自定義的接口提供標(biāo)準(zhǔn)化的信號定義，該模塊板載支持PCI總線。通過S0M接口(S0MHeader)將標(biāo)準(zhǔn)化的信號引出到底板，同時也將PCIBUS引出。SOM總線上設(shè)置SOM架構(gòu)可擴(kuò)展串行口，用于擴(kuò)展串行接口。CPLD模塊化單元根據(jù)用戶需要而自行構(gòu)造其邏輯功能，用戶可自己根據(jù)需要編程擴(kuò)展接口。S0M總線的定義如表1所示。S0MHeader支持的功能模塊包括高速USB2.0接口、I2C總線、SPI接口(SerialPeripheralInterface,串行夕卜設(shè)接口)、MPC8313EGPIO(通用輸入/輸出接口)、串行口(2個)、IEEE1588信號接口、千兆以太網(wǎng)接口、外部中斷源接口、16位數(shù)據(jù)/地址總線可擴(kuò)展若干外設(shè)接口等。其中，IEEE1588信號接口用以接入支持IEEE1588協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)；千兆以太網(wǎng)接口具有獨(dú)立的MAC地址。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1-SOM總線定義表PCI總線的定義如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2-PCI總線定義表另外，I2C總線連接有實(shí)時時鐘芯片RTC、EEPR0M、溫度傳感器。溫度傳感器用以把主板設(shè)定位置的溫度通過I2C總線傳輸至中央處理單元。上述存儲單元包4舌DDR2SDRAM、N0RFLASH、NANDFLASH、EEPR0M。此外，本實(shí)用新型采用先進(jìn)的電磁兼容性(EMC)設(shè)計技術(shù)和新型抗電磁和尖脈沖干擾器件，選用優(yōu)質(zhì)的原裝進(jìn)口工業(yè)級器件和^i塊，采用軟件冗余、容錯、數(shù)字濾波等技術(shù)，使產(chǎn)品抗干擾達(dá)到4級,MTBF》10年，運(yùn)行三年故障率<2%。(千分之八)，產(chǎn)品能在濕熱、鹽蝕、、寬溫(-40°C~75°C)等強(qiáng)干擾的惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。為了增加安全系數(shù)，本實(shí)用新型主板還包括安全引擎單元，安全引擎單元的設(shè)置可降低主CPU的負(fù)載，讓它們無需承擔(dān)計算密集型的加密操作，因而設(shè)備的加密技術(shù)不會影響吞吐量性能。安全引擎單元可為DES、3DES、高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)、安全散列算法(SHA-1)和MD-5算法提供硬件加速。該安全引擎單元可完成加密工作，使CPU無需承擔(dān)計算密集型的加密操作，從而可以降低主CPU負(fù)荷。上述電源管理單元使設(shè)備待機(jī)功耗低于300mW，用以智能喚醒設(shè)備。綜上所述，本實(shí)用新型嵌入式主板可達(dá)到以下技術(shù)效果(1)主板的智能化程度高，功能組合靈活，SOM擴(kuò)展比較靈活，擴(kuò)展性好，降低開發(fā)成本，升級容易。(2)高可靠、抗強(qiáng)干擾。(3)高精度對時,支持IEEE1588協(xié)議。(4)設(shè)置安全引擎，使用過程更安全。這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其他變形和改變。權(quán)利要求1、一種便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于，其包括中央處理單元，用以處理、運(yùn)算所述主板內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)；模塊化設(shè)計單元SOM總線，與所述中央處理單元連接，為自定義的接口提供標(biāo)準(zhǔn)化的信號定義，用于擴(kuò)展外圍硬件設(shè)備；用戶可自編程的CPLD模塊化單元，與所述中央處理單元連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式主板，其特征在于所述S0M總線可供擴(kuò)展的模塊包括高速USB2.0功能模塊、I2C接口功能模塊、SPI接口功能模塊、MPC8313GPIO功能模塊、串行口功能模塊、IEEE1588功能模塊、外部中斷源功能模塊、16位數(shù)據(jù)/地址總線，所述16位數(shù)據(jù)/地址總線可擴(kuò)展若干外設(shè)接口。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括IEEE1588信號接口，用以接入支持IEEE1588協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括千兆以太網(wǎng)接口，其具有獨(dú)立的MAC地址。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括溫度傳感器，與所述中央處理單元連接，用以把主板設(shè)定位置的溫度傳輸至中央處理單元。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板包括存儲單元；該存儲單元包括DDR2SDRAM、N0RFLASH、MNDFLASH、EEPR0M。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括電源管理單元，該管理單元使設(shè)備待機(jī)功耗低于300mW，用以智能p奐醒i殳備。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括安全引擎單元。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其特征在于所述主板包括I2C總線，該總線連接有實(shí)時時鐘芯片RTC、EEPROM、溫度傳感器。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式主板，其特征在于所述主板還包括PCI總線單元，用以擴(kuò)展高速PCI外圍設(shè)備。專利摘要本實(shí)用新型揭示一種便于擴(kuò)展的嵌入式主板，其包括中央處理單元、模塊化設(shè)計單元SOM總線、用戶可自編程的CPLD模塊化單元；中央處理單元用以處理、運(yùn)算所述主板內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)；模塊化設(shè)計單元SOM總線為自定義的接口提供標(biāo)準(zhǔn)化的信號定義，用于擴(kuò)展外圍硬件設(shè)備，包括高速USB2.0功能模塊、I²C接口功能模塊、SPI接口功能模塊、MPC8313GPIO功能模塊、串行口功能模塊、IEEE1588功能模塊、外部中斷源功能模塊、16位數(shù)據(jù)/地址總線可擴(kuò)展外設(shè)接口等；用戶可自編程的CPLD模塊可為用戶提供最大化的靈活應(yīng)用。本實(shí)用新型主板的智能化程度高，功能組合靈活，SOM擴(kuò)展比較靈活，擴(kuò)展性好，可降低開發(fā)成本，升級容易。文檔編號G06F1/18GK201417416SQ20092006834公開日2010年3月3日申請日期2009年3月3日優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日發(fā)明者崢馮,晶劉,瀅姜,鄔小峰,陶曉農(nóng),兵黃申請人:上海遠(yuǎn)景數(shù)字信息技術(shù)有限公司