高性能多用途處理器卡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種處理器卡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軌道交通技術(shù)的發(fā)展，在當(dāng)前的鐵路電氣控制系統(tǒng)及工業(yè)控制系統(tǒng)中，特別是一些高性能控制系統(tǒng)中，對處理器板卡的性能要求也越來越高。為了滿足控制性能和控制精度的要求，處理器板卡需要具有很強(qiáng)的運算能力；為了滿足系統(tǒng)的實時響應(yīng)性能，在保證運算能力的前提下，需要處理器板卡具有快速的反應(yīng)能力和對高速通訊接口的管理能力，如10/100/1000兆工業(yè)以太網(wǎng)、PCI高速總線、PC1-E高速總線、USB2.0、SATA、LinkPort高速總線等；為了滿足復(fù)雜控制軟件和維護(hù)軟件的要求，需要處理器板卡具有對操作系統(tǒng)的支持能力，如Linux、QNX、WinCE等。現(xiàn)有的處理器板卡只能實現(xiàn)上述要求中的一個或幾個方面的功能，功能比較單一，不能滿足高性能控制系統(tǒng)對處理器板卡的上述所有要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有處理器板卡存在的功能單一、不能滿足高性能控制系統(tǒng)的控制要求等上述不足，提供一種高性能多用途處理器卡，該處理器卡處理能力高，通訊接口豐富可靠，能夠滿足目前軌道交通領(lǐng)域、工業(yè)控制領(lǐng)域中絕大多數(shù)高端控制系統(tǒng)的要求。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:一種高性能多用途處理器卡，板卡的外側(cè)通過前面板連接器和兩個助拔器與機(jī)箱固定，板卡的內(nèi)側(cè)通過高速CPCI多針連接器與背板連接；所述板卡上設(shè)有主控制器以及分別與主控制器連接的從控制器、溫度傳感器、電子硬盤、程序存儲器、硬件看門狗、DDR3內(nèi)存和實時時鐘芯片RTC，所述板卡上還設(shè)有對外接口。
[0005]進(jìn)一步的，所述對外接口包括2路10/100/1000兆工業(yè)以太網(wǎng)總線、PCI高速總線、2路PC1-E高速總線、2路USB2.0總線、2路SATA總線、I組全雙工LinkPort高速總線、I組隔離485總線、I路隔離RS232總線、I路隔離CAN總線、2路非隔離CAN總線和2路I2C總線。其中，所述2路10/100/1000兆工業(yè)以太網(wǎng)總線中，I路通過前面板連接器對外引出，I路通過高速CPCI多針連接器引出；所述2路USB2.0總線中，I路通過前面板連接器對外引出，I路通過高速CPCI多針連接器引出。
[0006]作為優(yōu)選，所述主控制器通過PC1-E高速總線連接從控制器，從控制器連接有非易失性靜態(tài)存儲器SRAM，并通過非易失性靜態(tài)存儲器SRAM存儲管理。
[0007]作為優(yōu)選，所述主控制器通過PC1-E高速總線連接有PCI橋片，PCI橋片通過PCI高速總線連接到高速CPCI多針連接器上。本實用新型中PCE橋片采用標(biāo)準(zhǔn)的32位總線配置模式，對外最多可管理7個PCI設(shè)備。
[0008]作為優(yōu)選，所述主控制器通過I2C總線與實時時鐘芯片RTC連接，可提供精確的實時時鐘；所述主控制器通過SATA總線連接電子硬盤。本實用新型電子硬盤采用貼片芯片的形式，具有很高的抗震性能，適合于工業(yè)現(xiàn)場對高可靠性的要求。
[0009]作為優(yōu)選，所述從控制器上設(shè)有GP1管理接口，從控制器通過GP1接口、從控制器通過全雙工LinkPort高速總線和I2C總線與高速CPCI多針連接器連接，通過高速CPCI多針連接器可與其他板卡進(jìn)行高速通訊。其中的全雙工LinkPort高速總線的通訊頻率可通過軟件進(jìn)行靈活配置。其中的GP1管理接口可通過高速CPCI多針連接器與其他設(shè)備連接，具有靈活的配置功能。
[0010]進(jìn)一步的，所述從控制器連接有CAN通訊芯片，同時對3路CAN總線進(jìn)行管理。[0011 ] 進(jìn)一步的，所述主控制器上設(shè)有SPI接口，該SPI接口連接有EEPROM芯片，可作為本實用新型處理器卡的電子標(biāo)簽或配置數(shù)據(jù)存儲器。所述主控制器上還設(shè)有SATA接口和SD卡接口，其中，SATA接口連接外部SATA設(shè)備，如移動硬盤，SD卡接口連接有SD卡。
[0012]作為優(yōu)選，所述程序存儲器包括NAND Flash程序存儲器和NOR Flash程序存儲器，其中，NAND Flash程序存儲器作為普通數(shù)據(jù)存儲器，NOR Flash程序存儲器作為系統(tǒng)程序存儲器。
[0013]進(jìn)一步的，所述板卡上還設(shè)有電源系統(tǒng)電源監(jiān)控電路，所述電源系統(tǒng)與主控制器和從控制器連接，為主控制器和從控制器供電，所述電源監(jiān)控電路實現(xiàn)對系統(tǒng)的供電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
[0014]作為優(yōu)選，所述主控制器采用PowerPC處理器，所述從控制器采用FPGA芯片。
[0015]本實用新型的有益效果為:1、本實用新型處理器卡機(jī)械機(jī)構(gòu)上采用雙助拔器結(jié)構(gòu)，易于插拔和維護(hù)，控制上采用PowerPC+FPGA的構(gòu)架，既能保證強(qiáng)大的處理能力，又能保證優(yōu)良的實時處理性能。2、本實用新型設(shè)有全雙工LinkPort高速總線，且全雙工LinkPort高速總線的通訊頻率可通過軟件進(jìn)行靈活配置。3、本實用新型設(shè)有的對外接口豐富，并通過前面板連接器和高速CPCI多針連接器與其他板卡或設(shè)備進(jìn)行通信，可實現(xiàn)PCI通訊、PC1-E通訊、雙千兆以太網(wǎng)通訊、雙USB2.0通訊。4、本實用新型具有非易失性SRAM存儲功能，可存儲故障點發(fā)生前后的狀態(tài)數(shù)據(jù)，且狀態(tài)數(shù)據(jù)斷電不丟失。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型具體實施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型具體實施例助拔器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實用新型具體實施例的整體構(gòu)架圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】:
[0020]實施例1:如圖1至2所示，一種高性能多用途處理器卡，包括板卡，板卡的外側(cè)通過前面板連接器和兩個助拔器與機(jī)箱固定，板卡的內(nèi)側(cè)通過高速CPCI多針連接器與背板連接；所述板卡上設(shè)有主控制器以及分別與主控制器連接的從控制器、溫度傳感器、電子硬盤、程序存儲器、硬件看門狗、DDR3內(nèi)存和實時時鐘芯片RTC。其中，溫度傳感器對板卡的運行溫度進(jìn)行監(jiān)控，硬件看門狗實現(xiàn)對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。所述板卡上還設(shè)有電源系統(tǒng)和電源監(jiān)控電路，所述電源系統(tǒng)與主控制器和從控制器連接，為主控制器和從控制器供電，所述電源監(jiān)控電路實現(xiàn)對系統(tǒng)的供電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
[0021 ] 上述板卡上還設(shè)有對外接口，本實施例中，所述對外接口包括2路10/100/1000兆工業(yè)以太網(wǎng)總線、PCI高速總線、2路PC1-E高速總線、2路USB2.0總線、2路SATA總線、I組全雙工LinkPort高速總線、I組隔離485總線、I路隔離RS232總線、I路隔離CAN總線、2路非隔離CAN總線和2路I2C總線。其中，所述2路10/100/1000兆工業(yè)以太網(wǎng)總線中，I路通過前面板連接器對外引出，I路通過高速CPCI多針連接器引出；所述2路USB2.0總線中，I路通過前面板連接器對外引出，I路通過高速CPCI多針連接器引出。
[0022]本實施例中，所述主控制器通過PC1-E高速總線連接從控制器，從控制器連接有非易失性靜態(tài)存儲器SRAM，并通過非易失性靜態(tài)存儲器SRAM存儲管理，可存儲控制系統(tǒng)故障點的前后狀態(tài)信息，且狀態(tài)信息在斷電后不丟失。
[0023]本實施例中，所述主控制器通過PC1-E高速總線連接有PCI橋片，PCI橋片通過PCI高速總線連接到高速CPCI多針連接器上。本實施例中PCE橋片采用標(biāo)準(zhǔn)的32位總線配置模式，對外最多可管理7個PCI設(shè)備。
[0024]本實施例中，所述主控制器通過I2C總線與實時時鐘芯片RTC連接，可提供精確的實時時鐘；所述主控制器通過SATA總線連接電子硬盤。本實施例中的電子硬盤采用貼片芯片的形式，具有很高的抗震性能，適合于工業(yè)現(xiàn)場對高可靠性的要求。
[0025]本實施例中，所述從控制器上設(shè)有GP1管理接口，從控制器通過GP1接口、從控制器通過全雙工LinkPort高速總線和I2C總線與高速CPCI多針連接器連接，通過高速CPCI多針連接器可與其他板卡進(jìn)行高速通訊。其中的全雙工LinkPort高速總線的通訊頻率可通過軟件進(jìn)行靈活配置。其中的GP1管理接口可通過高速CPCI多針連接器與其他設(shè)備連接，具有靈活的配置功能。
[0026]本實施例中，所述從控制器連接有CAN通訊芯片，同時對3路CAN總線進(jìn)行管理。
[0027]本實施例中，所述程序存儲器包括NAND Flash程序存儲器和NOR Flash程序存儲器，其中，由于NAND Fl