本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)主板，尤其涉及一種基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板。

背景技術(shù)：

為了推動我國的信息安全建設(shè)，對信息安全產(chǎn)品的國產(chǎn)化要求越來越迫切。在信息安全產(chǎn)品中最重要的一個部分就是嵌入式系統(tǒng)信息安全的問題，而嵌入式系統(tǒng)中的一個重要組成部分就是處理器，因而處理器內(nèi)核的安全性就決定了整個嵌入式系統(tǒng)的安全性能的高低。但是，目前在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)行業(yè)使用的多為國外品牌的處理器，這些處理器內(nèi)核在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮的是速度、可靠性、功耗等一些非安全性的因素，導(dǎo)致處理器存在很多安全漏洞，使得不法分子或國外反動勢力可以很容易在出口到我國的處理器中植入監(jiān)聽、監(jiān)視裝置來竊取我國政府部門、科研機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位等的機(jī)密。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于通過一種基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板，包括申威411處理器、套片控制器模塊、PCI-E Switch控制器模塊、VPX連接器模塊；所述申威411處理器與套片控制器模塊、VPX連接器模塊連接，所述套片控制器模塊與PCI-E Switch控制器模塊、VPX連接器模塊，所述PCI-E Switch控制器模塊與VPX連接器模塊連接；其中，所述申威411處理器集成有兩路64位DDR3存儲控制器接口和兩路PCI-E接口，DDR3存儲控制器接口連接DDR3內(nèi)存顆粒，一路PCI-E接套片控制器模塊，另一路PCI-E接VPX連接器模塊；所述套片控制器模塊接出一個音頻編解碼器；所述VPX連接器模塊包括連接器P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6，P0為VPX規(guī)范中定義的通用P0連接器，該連接器為主板提供電源輸入；P1、P2、P3、P4、P5、P6為VPX規(guī)范中定義連接器，該連接器為主板與底板或其他板卡之間的通信接口。

特別地，所述音頻編解碼器分別接出一路音頻輸出，一路音頻輸入和一路麥克風(fēng)輸入，所述音頻輸出需配合音頻模擬信號放大器使用。

特別地，所述套片控制器模塊接出一個千兆以太網(wǎng)PHY芯片、一個PCI-E Switch控制器模塊、一個RTC芯片、兩路PCI-E接口、兩個視頻解碼器、四路USB信號、一個USB轉(zhuǎn)UART控制器、一個RS232驅(qū)動接收控制器、一路PS/2信號、兩路SATA信號、一個板載電子盤。

特別地，所述PCI-E Switch控制器模塊采用PCI-E Switch控制器橋片，該橋片選用八路PCI-E通道的PEX8609芯片，PEX8609芯片分別接出兩路千兆以太網(wǎng)控制器、兩路PCI-E接口。

特別地，所述千兆以太網(wǎng)控制器接出GMII/RGMII信號。

特別地，所述千兆以太網(wǎng)PHY芯片接出兩路GMII/RGMII信號。

特別地，所述RTC芯片反饋時鐘給套片控制器模塊。

特別地，所述視頻解碼器分別接出DVI+VGA信號和DVI信號。

特別地，所述RS232驅(qū)動接收控制器接出一路RS232信號。

特別地，所述USB轉(zhuǎn)UART控制器接出一個RS232驅(qū)動、接收控制器，RS232驅(qū)動、接收控制器接出一路RS232信號。

本實(shí)用新型提出的基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板采用我國完全自主設(shè)計(jì)的申威411處理器,其軟硬件設(shè)計(jì)完全自主可控，安全性高，為我國電力、通信、金融和國防等國家命脈行業(yè)的信息安全提供有力保障，并且通過套片完成了多層次片上通信結(jié)構(gòu)、高性能PCI-E交叉開關(guān)、圖形圖像子系統(tǒng)、存儲等功能，滿足系統(tǒng)的可信引導(dǎo)和軟件的安全認(rèn)證需求，同時主板接口資源豐富，兼容性強(qiáng)，可滿足不同行業(yè)的需求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。需要說明的是，當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請參照圖1所示，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板結(jié)構(gòu)圖。

本實(shí)施例中基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板包括申威411處理器、套片控制器模塊、PCI-E Switch控制器模塊、VPX連接器模塊。所述申威411處理器與套片控制器模塊、VPX連接器模塊連接，所述套片控制器模塊與PCI-E Switch控制器模塊、VPX連接器模塊，所述PCI-E Switch控制器模塊與VPX連接器模塊連接。所述申威411處理器為主板的核心處理、控制單元，并且提供一路×8的PCI-E鏈路。所述套片控制器模塊為主板提供各種控制器及I/O接口，并且提供一路×8的PCI-E鏈路，一路×4的PCI-E鏈路。所述PCI-E Switch控制器模塊用于為主板提供擴(kuò)展的兩路×1的PCI-E鏈路。所述VPX連接器模塊負(fù)責(zé)主板與底板或其他板卡之間的通信。

所述申威411處理器集成有兩路64位DDR3存儲控制器接口和2路×8的PCI-E接口。DDR3存儲控制器接口連接DDR3內(nèi)存顆粒，一路PCI-E接套片控制器模塊，另一路PCI-E接VPX連接器模塊。申威411處理器是一款由上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心自主研發(fā)的64位字長的高性能通用處理器。申威411處理器采用多核架構(gòu)和片上系統(tǒng)(System On Chip，SOC)技術(shù)，單芯片集成了4個對稱的64位通用處理器核心，還集成了2路64位DDR3存儲控制器、兩路PCI-E接口、一路維護(hù)接口和一路測試接口，通過高速片上網(wǎng)絡(luò)互連，組成多核結(jié)構(gòu)的高性能處理器，其最高工作頻率為1.6GHz。

所述套片控制器模塊采用國產(chǎn)IO芯片SWICH，該芯片集成了多層次片上通信結(jié)構(gòu)、高性能PCI-E交叉開關(guān)、圖形圖像子系統(tǒng)、DDR2/3存儲控制器、高速輸入輸出部件、低速輸入輸出部件以及系統(tǒng)控制部件等；片內(nèi)集成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的可信密碼模塊TCM，具有加/解密、簽名/驗(yàn)簽、密鑰處理等密碼運(yùn)算功能，滿足系統(tǒng)可信引導(dǎo)和軟件的安全認(rèn)證需求，適用于高安全需要的國產(chǎn)化系列平臺產(chǎn)品應(yīng)用。所述套片控制器模塊接出一個音頻編解碼器、一個千兆以太網(wǎng)PHY芯片、一個PCI-E Switch控制器模塊、一個RTC芯片、兩路PCI-E接口、兩個視頻解碼器、四路USB信號、一個USB轉(zhuǎn)UART控制器、一個RS232驅(qū)動接收控制器、一路PS/2信號、兩路SATA信號、一個板載電子盤。

所述音頻編解碼器分別接出一路音頻輸出，一路音頻輸入和一路麥克風(fēng)輸入，所述音頻輸出需配合音頻模擬信號放大器使用。所述千兆以太網(wǎng)PHY芯片接出兩路GMII/RGMII信號。所述RTC芯片反饋時鐘給套片控制器模塊。所述視頻解碼器分別接出DVI+VGA信號和DVI信號。所述RS232驅(qū)動接收控制器接出一路RS232信號。所述USB轉(zhuǎn)UART控制器接出一個RS232驅(qū)動、接收控制器，RS232驅(qū)動、接收控制器接出一路RS232信號。

所述PCI-E Switch控制器模塊采用PCI-E Switch控制器橋片，該橋片選用八路PCI-E通道的PEX8609芯片，PEX8609芯片分別接出兩路千兆以太網(wǎng)控制器、兩路PCI-E接口。所述千兆以太網(wǎng)控制器接出GMII/RGMII信號。

所述VPX連接器模塊具體包括P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6七個連接器。P0為VPX規(guī)范中定義通用P0連接器，該連接器為基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板提供電源輸入。P1、P2、P3、P4、P5、P6為VPX規(guī)范中定義連接器，該連接器作為基于申威411處理器和申威套片的VPX計(jì)算機(jī)主板與底板或其他板卡之間的差分信號以及單點(diǎn)信號通信接口。VPX總線是VITA(VME International Trade Association,VME國際貿(mào)易協(xié)會)組織于2007年在其VME總線基礎(chǔ)上提出的新一代高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)。VPX總線的基本規(guī)范、機(jī)械結(jié)構(gòu)和總線信號等具體內(nèi)容均在ANSI/VITA46系列技術(shù)規(guī)范中定義。VPX連接器模塊核心在于連接器MultiGig RT2，相對于傳統(tǒng)的針式連接器，這種高速差分連接器的硅晶片式(類似內(nèi)存條的金手指)結(jié)構(gòu)具有連接緊密、插入損耗小和誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)，每個差分接觸對支持的數(shù)據(jù)帶寬可高達(dá)10Gbit/s，而且硅晶片都帶有ESD接地層和觸點(diǎn)層，防止操作期間受意外放電影響。盡管采用這種高速連接器犧牲了VPX與早期的VME產(chǎn)品在硬件上的兼容性，但是這種因?yàn)椴患嫒菟鶐淼牧觿菰谄渌矫鏁玫礁嗟难a(bǔ)償，主要體現(xiàn)在三個方面：其一，可以直接從后背板配置快速I/O設(shè)備；這樣能夠消除由于前端配置帶來的維修和形狀尺寸問題；其二，為VME用戶提供一個可以簡單有效地采用各種高速開關(guān)互聯(lián)結(jié)構(gòu)的途徑；其三，定義了大量的I/O管腳以便于系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展。

需要說明的是，DDR3(Double Data Rate3,即第三代雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器)是指一種內(nèi)存規(guī)格。PCI-E(PCI Express)是指增強(qiáng)型外部互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)是一種連接電子計(jì)算機(jī)主板和外部設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI(Personal Computer Interface)是指外設(shè)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，是一種連接電子計(jì)算機(jī)主板和外部設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)。GMII(Gigabit Medium Independent Interface)是一種千兆以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)。RGMII(Reduced Gigabit Medium Independent Interface)是一種簡化的千兆以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)。I2C(Inter-Integrated Circuit)是一種兩線式串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RTC(Real-Time Clock)是實(shí)時時鐘。DVI(Digital Visual Interface)是數(shù)字視頻接口。VGA(Video Graphics Array)是一種視頻輸出標(biāo)準(zhǔn)。USB(Universal Serial Bus)是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn)。UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一種通用串行數(shù)據(jù)總線。RS232是一種異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。PS/2是在較早電腦上常見的接口之一，用于鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備。SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是一種串行高級技術(shù)，是一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動器接口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。

本實(shí)用新型采用的VPX連接器模塊與傳統(tǒng)的針式連接器相比，這種高速差分連接器的硅晶片式結(jié)構(gòu)具有連接緊密、插入損耗小和誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)，每個差分接觸對支持的數(shù)據(jù)帶寬可高達(dá)10Gbit/s，而且硅晶片都帶有ESD接地層和觸點(diǎn)層，防止操作期間受意外放電影響。本實(shí)用新型采用+12V供電，最多可以提供384W的功率。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用我國完全自主設(shè)計(jì)的申威411處理器,采用Linux操作系統(tǒng)，其軟硬件設(shè)計(jì)完全自主可控，安全性高，為我國電力、通信、金融和國防等國家命脈行業(yè)的信息安全提供有力保障，并且通過套片完成了多層次片上通信結(jié)構(gòu)、高性能PCI-E交叉開關(guān)、圖形圖像子系統(tǒng)、存儲等功能，滿足系統(tǒng)的可信引導(dǎo)和軟件的安全認(rèn)證需求，同時主板接口資源豐富，兼容性強(qiáng)，可滿足不同行業(yè)的需求。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。