專利名稱：一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種新型自定義接口的計(jì)算機(jī)主機(jī)在鐵 路機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，該計(jì)算機(jī)能夠集成到臺(tái)式設(shè)備中，完成臺(tái)式設(shè)備的人機(jī)界面處 理和數(shù)據(jù)處理。
背景技術(shù)：
臺(tái)式儀表設(shè)備一般包括三個(gè)部分人機(jī)交互部分(HMI)、主機(jī)部分和電源部分，人 機(jī)交互部分(HMI)的種類很多，包括最早的數(shù)碼管、單色液晶屏和各種尺寸的彩色液晶屏 一類的顯示外設(shè)，以及各種鍵盤和鼠標(biāo)一類的操作外設(shè)，還有光驅(qū)、軟驅(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡一類 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外設(shè)等。主機(jī)部分的種類也很多，目前的臺(tái)式儀表設(shè)備，通常采用單片機(jī)、單板機(jī)(如 PC104)作為主機(jī)部分(數(shù)據(jù)處理的核心部件)，例如在簡(jiǎn)單的設(shè)備中，往往采用單片機(jī)驅(qū) 動(dòng)一個(gè)液晶或數(shù)碼管，如臺(tái)式萬(wàn)用表；復(fù)雜點(diǎn)的設(shè)備，則可能采用單板機(jī)(PC104等)驅(qū)動(dòng)彩 屏，如示波器，而不同的硬件平臺(tái)所采用的軟件系統(tǒng)是不同的，不同的軟硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的不 同臺(tái)式儀表設(shè)備在維護(hù)和升級(jí)方面缺乏共性，造成這些設(shè)備的開(kāi)發(fā)缺乏系統(tǒng)性，不利于產(chǎn) 品的升級(jí)換代，每次升級(jí)往往意味著重新開(kāi)發(fā)。另外，不管是單片機(jī)還是單板機(jī)，數(shù)據(jù)處理 (包括圖像處理)的能力都不夠，不適用于高檔多功能測(cè)試設(shè)備的開(kāi)發(fā)。PC機(jī)是計(jì)算機(jī)發(fā)展最迅速的一種，功能強(qiáng)大、軟件開(kāi)發(fā)難度低，我們希望采用類似 PC機(jī)的計(jì)算機(jī)主機(jī)作為臺(tái)式儀表設(shè)備的計(jì)算機(jī)主機(jī)平臺(tái)，降低開(kāi)發(fā)難度，提高產(chǎn)品層次。本 發(fā)明所涉及的計(jì)算機(jī)主機(jī)體積小、功能強(qiáng)、接口豐富、軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，能夠很方便的集成到 臺(tái)式設(shè)備中。PC機(jī)的特點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)和使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、價(jià)格低，但普通PC機(jī)要在臺(tái)式 設(shè)備中使用也有幾點(diǎn)顯著的缺陷，第一是體積大，集成困難；第二是接口單一，無(wú)法滿足臺(tái) 式設(shè)備的要求，如測(cè)試設(shè)備經(jīng)常需要處理的各種10信號(hào)和通信接口，普通PC機(jī)是無(wú)法處理 的，需要增加各種處理卡分別處理各種信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(工控機(jī))實(shí)現(xiàn)，如研華公司的610系列工控機(jī) +PCI插卡的方式，實(shí)際上這種方法已經(jīng)非常成熟，但用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)上述功能后，體積太大， 無(wú)法將工控機(jī)集成到設(shè)備中。這種采用工控機(jī)和PCI插卡來(lái)實(shí)現(xiàn)的方式，不但體積大，重量 大，而且無(wú)法在一個(gè)臺(tái)式設(shè)備中集成。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)的不足，提供一種基于 ETX開(kāi)發(fā)的自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，以達(dá)到計(jì)算機(jī)主機(jī)具有多種接口、體積小、重量輕，可選 擇不同的外設(shè)滿足用戶需求的目的。按照本實(shí)用新型，上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，包括ETX模塊和ETX載板，ETX模塊中集成CPU，存儲(chǔ) 器等部件，并通過(guò)連接器與ETX載板相連，ETX載板上包括各種接口電路和功能電路。
3[0009]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，ETX載板接口電路進(jìn)一步包括電源接口電路、 USB接口電路和外設(shè)接口電路。ETX載板功能電路進(jìn)一步包括串口電路，即4路串口擴(kuò)展電 路，加密電路。電源接口電路將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為ETX模塊正常工作所需的直流電壓。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，ETX載板接口電路進(jìn)一步包括聲卡接口電路， 電路采用專用聲卡芯片TPA1517NE進(jìn)行擴(kuò)展。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，ETX載板的串口電路進(jìn)一步包括RS232、 RS485、RS422 和 CAN。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施方式，ETX載板的外設(shè)接口電路進(jìn)一步包括編程器， 讀卡器，光驅(qū)，打印機(jī)，U盤，揚(yáng)聲器，鼠標(biāo)，鍵盤，投影儀，液晶顯示器等接口，可驅(qū)動(dòng)上述設(shè) 備。通過(guò)應(yīng)用此種實(shí)施方式所描述的裝置，在保證功能的前提下，最大限度的減小了 體積，減輕了重量，使得自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)便于安裝、維護(hù)和使用，能夠很容易地集成 到臺(tái)式測(cè)試設(shè)備中，有利于測(cè)試設(shè)備的系列化。

圖1為本實(shí)用新型自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)一種實(shí)施方式的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)一種實(shí)施方式的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖2 ；圖3為本實(shí)用新型自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)一種實(shí)施方式的ETX載板系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 框圖；圖4為本實(shí)用新型自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)一種實(shí)施方式的ETX載板USB擴(kuò)展電路 部分電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)一種實(shí)施方式的ETX載板聲卡接口電路 部分電路原理圖；其中1_ETX模塊，2-ETX載板，3-外設(shè)接口電路，4-電源接口電路，5-USB接口電 路，6-串口電路，31-編程器，32-讀卡器，33-光驅(qū)，34-打印機(jī)，35-U盤，36-揚(yáng)聲器，37-鼠 標(biāo)，38-鍵盤，39-投影儀，40-液晶顯示器。
具體實(shí)施方式
附圖給出了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，下面將通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作 進(jìn)一步的描述。作為本實(shí)用新型一種較佳的實(shí)施方式，如圖1所示的一種應(yīng)用在鐵路機(jī)車等軌道 交通車輛監(jiān)控系統(tǒng)的自定義接口計(jì)算機(jī)，包括ETX模塊、ETX載板、外設(shè)和結(jié)構(gòu)件，主機(jī)部分 為ETX模塊、ETX載板兩部分。其中ETX (Embedded technology extended)模塊是嵌入式控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一種高 緊湊(95mmX 114mm，12mm厚)、高集成度的計(jì)算機(jī)核心單元模塊，ETX模塊是一種計(jì)算機(jī)標(biāo) 準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件，與Intel CPU的定義相類似，國(guó)際大廠家大都生產(chǎn)該類型模塊，所有的ETX模塊 在尺寸、連接器和連接器信號(hào)定義上執(zhí)行同樣的標(biāo)準(zhǔn)。ETX模塊通過(guò)4個(gè)lOOpin的高密度 連接器與客戶載板(ETX載板)連接。ETX模塊中一般集成CPU、協(xié)處理器、存儲(chǔ)器等部分， 并將各種信號(hào)資源通過(guò)連接器(4X100)引出到客戶載板上，開(kāi)發(fā)各種客戶需要的功能。在ETX載板上，可以擴(kuò)展的PC機(jī)接口電路，包括顯卡(LVDS顯示)、并口、串口、 USB 口、鍵鼠口、 網(wǎng)絡(luò)口、聲卡接口、總線接口等。由于ETX載板可以由用戶自己設(shè)計(jì)，用戶可以按照實(shí)際物 理尺寸和所需功能來(lái)設(shè)計(jì)載板。用戶在設(shè)計(jì)ETX載板的時(shí)候，直接ETX模塊底座上引出CPU 總線(如ISA、PCI等)，并使用CPU總線擴(kuò)展各種外部接口，實(shí)現(xiàn)用戶功能。ETX模塊本身 不提供獨(dú)立的應(yīng)用功能，它將所有的資源，包括總線、中斷等直接通過(guò)4個(gè)lOOpin的高密度 連接器外接到用戶的ETX載板，供用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)?；诒緦?shí)用新型的目的要求，具體實(shí)施方式
中的ETX模塊采用德國(guó)控創(chuàng)公司 (K0NTR0N)推出的ETX標(biāo)準(zhǔn)模塊ETX-PM14，該模塊的CPU采用Intel Pentium M 1. 4G ；芯 片組為Intel 82855GME, 400MHz FSB，集成顯卡；1G內(nèi)存儲(chǔ)器；2M高速存儲(chǔ)器；硬盤接口 2 個(gè)；聲卡為AC97控制器；一個(gè)CRT顯示接口，一個(gè)36為L(zhǎng)VDS顯示接口 ； 10/100M網(wǎng)絡(luò)接口 ； 4路集成USB接口 ；PS/2鍵盤和鼠標(biāo)接口。外設(shè)部分則具體包括編程器31，讀卡器32，光 驅(qū)33，打印機(jī)34，U盤35，揚(yáng)聲器36，鼠標(biāo)37，鍵盤38，投影儀39，液晶顯示器40。如圖2所示的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖所示，ETX載板2主要包括電源接口電路4、USB 接口電路5、串口電路6和外設(shè)接口電路3。其中，電源接口電路4對(duì)輸入的直流24V電壓 轉(zhuǎn)換為ETX模塊1正常工作所需的直流5V和直流3. 3V電壓；USB接口電路因?yàn)橄到y(tǒng)要求7 個(gè)，ETX模塊1自帶4個(gè)，因此要擴(kuò)充另外3個(gè)USB接口電路；ETX模塊1不帶串口，因此所 有的串口均需要擴(kuò)充，包括RS232、RS485、RS422和CAN接口模塊；由于外設(shè)包括PS/2、LAN、 AC97、USB等接口電路，因此均需要從ETX模塊1引出到ETX載板2上，再外接各種外設(shè)。如圖3所示，在ETX載板上有許多應(yīng)用電路，包括直接將ETX功能外引的接口電 路，如將聲卡功能外引的聲卡接口電路和將ETX 3載USB外引的USB接口電路，以及擴(kuò)展出 的功能電路，如通過(guò)PCI總線擴(kuò)展的各種串口接口電路和加密電路(U盾)等。其中，計(jì)算 機(jī)的CRT顯示接口提供投影顯示功能，可廣泛使用于培訓(xùn)場(chǎng)所。揚(yáng)聲器可提供豐富的語(yǔ)音 提示功能。U盾加密功能能夠防止無(wú)授權(quán)下復(fù)制計(jì)算機(jī)內(nèi)文件。整個(gè)ETX載板通過(guò)電源轉(zhuǎn) 換電路采用單電源DC24V/2A供電，總功率不超過(guò)50W。如圖4ETX載板USB擴(kuò)展電路部分電路原理圖所示，USB接口電路的擴(kuò)展采用專用 USB接口芯片TPS2042，并添加部分接口器件從ETX總線接口中擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。而ETX模塊1自 帶的4路USB接口則直接通過(guò)接口電路從ETX模塊1的插座上引出直接使用。因此在ETX 載板2上擴(kuò)充3個(gè)TPS2042USB擴(kuò)展電路，并增加4路USB接口電路連接ETX模塊口電路。如圖5ETX載板的聲卡接口電路部分電路原理圖所示，聲卡接口電路使用專用聲 卡芯片TPA1517NE擴(kuò)展，該電路可以直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器。ETX載板上需擴(kuò)展的 串口電路有多種，包括RS232、RS485、RS422和CAN。該部分電路采用以往使用的經(jīng)典電路 即可。另外在載板上，還集成有數(shù)據(jù)加密電路。整臺(tái)計(jì)算機(jī)只有兩塊電路板，即ETX模塊和ETX載板，整個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)采用一體化 的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)，ETX模塊屬于免風(fēng)扇設(shè)計(jì)，不需強(qiáng)制風(fēng)冷，ETX模塊中的CPU散熱器直接與外 殼壓接在一起，所有外部接口從一側(cè)引出，便于安裝。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，僅用 ETX模塊和ETX載板就實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)要求的功能，做到了最大程度的精簡(jiǎn)。雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。本實(shí)用新型技術(shù)方案所采用的芯片和元器件 包括但不限于具體實(shí)施方式
當(dāng)中所列舉的具體型號(hào)。
權(quán)利要求一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于該計(jì)算機(jī)主機(jī)僅包括ETX模塊(1)和ETX載板(2)，其中，ETX模塊(1)中包括集成的CPU，存儲(chǔ)器，ETX模塊(1)通過(guò)連接器與ETX載板(2)相連接，ETX載板(2)包括接口電路和功能電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的接口電路包括電源接口電路(4)、USB接口電路(5)和外設(shè)接口電路(3)，電源接口電路 將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為ETX模塊正常工作所需的直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所 述ETX載板(2)的功能電路包括串口電路(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的功能電路包括加密電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的串口電路(6)進(jìn)一步包括RS232接口電路、RS485接口電路、RS422接口電路和CAN接口 電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的接口電路包括聲卡接口電路，可驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的外設(shè)接口電路(3)包括可外接的讀卡器接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，其特征在于所述ETX載板(2) 的外設(shè)接口電路⑶包括可外接的投影儀接口。
專利摘要一種自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)，該計(jì)算機(jī)主機(jī)僅包括ETX模塊(1)和ETX載板(2)，其中，ETX模塊(1)中包括集成的CPU，存儲(chǔ)器，ETX模塊(1)通過(guò)連接器與ETX載板(2)相連接，ETX載板(2)包括接口電路和功能電路。通過(guò)應(yīng)用此種實(shí)施方式所描述的裝置，在保證功能的前提下，最大限度的減小了體積，減輕了重量，使得自定義接口計(jì)算機(jī)主機(jī)便于安裝、維護(hù)和使用。
文檔編號(hào)G06F1/16GK201576224SQ20092025992
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者朱明 , 李龍, 羅玉剛, 范旭 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司