新型瘦客戶機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及瘦客戶機技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型瘦客戶機。
【背景技術(shù)】
[0002]瘦客戶機是使用專業(yè)嵌入式處理器、小型本地D0M電子盤、精簡版操作系統(tǒng)的基于PC工業(yè)標準設計的小型行業(yè)專用商用PC。配置包含專業(yè)的低功耗、高運算功能的嵌入式處理器，用于存儲操作系統(tǒng)的本地閃存、以及本地系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)絡適配器、顯卡和其它外設的標配輸入/輸出選件。瘦客戶機可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環(huán)境，以及更低的功耗，更高的安全性。
[0003]但是傳統(tǒng)的瘦客戶機一般由通用處理器如x86硬件系統(tǒng)或ARM硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。其上大多安裝了精簡的windows系統(tǒng)或linux系統(tǒng)，這會帶來很大的限制。其一，它們對于二手數(shù)據(jù)的采集能力比較強，例如它們大多依賴前方傳感器采集到的數(shù)據(jù)打包后轉(zhuǎn)換成文件或報文經(jīng)由USB或網(wǎng)絡傳輸，但嚴重缺乏對現(xiàn)場各類數(shù)字或模擬傳感器的一手實時數(shù)據(jù)的采集能力。其二，在數(shù)據(jù)處理方面，例如現(xiàn)場圖像的預處理，傳統(tǒng)的瘦客戶機更是無能為力。其三，傳統(tǒng)的瘦客戶機10輸出能力有限，大多僅有顯示輸出，就連簡單控制一個信號燈的操作都較難實現(xiàn)。
[0004]中國發(fā)明專利CN 102541236 A公開了一種瘦客戶機，包括處理器芯片、外設接口、接口芯片和視頻芯片；電源適配模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓；第一直流轉(zhuǎn)換模塊和第二直流轉(zhuǎn)換模塊，以及第一穩(wěn)壓器、第二穩(wěn)壓器和第三穩(wěn)壓器。雖然此發(fā)明降低了系統(tǒng)功耗，但是系統(tǒng)的故障率高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型需要解決的技術(shù)問題提供一種系統(tǒng)功耗低且故障率低的新型瘦客戶機。
[0006]為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型的一種新型瘦客戶機包括處理器和外圍設備，所述處理器包括集成的片內(nèi)FPGA組件和片內(nèi)ARM組件，所述外圍設備與處理器相連接；所述外圍設備包括FPGA編程和配置模塊、存儲器、輸入輸出模塊、中間轉(zhuǎn)換模塊、編解碼模塊、通訊模塊、時鐘模塊，所述FPGA編程和配置模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接，所述時鐘模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。
[0007]進一步的，所述存儲器包括SDRAM存儲模塊、硬盤模塊和DDR3存儲模塊，所述SDRAM存儲模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接，所述硬盤模塊和DDR3存儲模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。
[0008]進一步的，所述輸入輸出設備包括開關(guān)量和按鍵輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、數(shù)碼顯示模塊、指示燈，所述開關(guān)量和按鍵輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、數(shù)碼顯示模塊、指示燈與片內(nèi)FPGA組件相連接。
[0009]進一步的，所述中間轉(zhuǎn)換模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接。
[0010]進一步的，所述編解碼模塊包括視頻編解碼模塊和音頻編解碼模塊，所述視頻編解碼模塊和音頻編解碼模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接。
[0011 ] 進一步的，所述通訊模塊包括網(wǎng)絡模塊、USB模塊和串口模塊，所述網(wǎng)絡模塊、USB模塊和串口模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型通過集成的片內(nèi)FPGA組件為瘦客戶機提供了現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集能力、數(shù)據(jù)的預處理能力以及對現(xiàn)場瘦客戶機的控制能力、提高瘦客戶機可靠性。通過在處理器中集成片內(nèi)FPGA組件和片內(nèi)ARM組件的方式，縮小了瘦客戶機體積，降低了功耗，避免了外設故障導致系統(tǒng)崩潰，提高了產(chǎn)品可靠性。
【附圖說明】
[0013]下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0014]圖1為本實用新型一種新型瘦客戶機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1為片內(nèi)FPGA組件，2為片內(nèi)ARM組件，3為FPGA編程和配置模塊，4為時鐘模塊，5為SDRAM存儲模塊，6為A/D轉(zhuǎn)換模塊，7為D/A轉(zhuǎn)換模塊，8為視頻編解碼模塊，9為音頻編解碼模塊，10為開關(guān)量和按鍵輸入模塊，11為開關(guān)量輸出模塊，12為數(shù)碼顯示模塊，13為指示燈，14為硬盤模塊，15為DDR3存儲模塊，16為網(wǎng)絡模塊，17為USB模塊，18為串口模塊。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型的新型瘦客戶機，包括處理器和外圍設備，所述處理器包括集成的片內(nèi)FPGA組件1和片內(nèi)ARM組件2，所述外圍設備與處理器相連接；所述外圍設備包括FPGA編程和配置模塊3、存儲器、輸入輸出模塊、中間轉(zhuǎn)換模塊、編解碼模塊、通訊模塊、時鐘t吳塊4。
[0017]所述輸入輸出設備包括開關(guān)量和按鍵輸入模塊10、開關(guān)量輸出模塊11、數(shù)碼顯不模塊12、指示燈13，所述開關(guān)量和按鍵輸入模塊10、開關(guān)量輸出模塊11、數(shù)碼顯示模塊12、指示燈13與片內(nèi)FPGA組件1相連接。所述中間轉(zhuǎn)換模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊6和D/A轉(zhuǎn)換模塊7，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊6和D/A轉(zhuǎn)換模塊7與片內(nèi)FPGA組件1相連接。所述編解碼模塊包括視頻編解碼模塊8和音頻編解碼模塊9，所述視頻編解碼模塊8和音頻編解碼模塊9與片內(nèi)FPGA組件1相連接。所述通訊模塊包括網(wǎng)絡模塊16、USB模塊17和串口模塊18，所述網(wǎng)絡模塊16、USB模塊17和串口模塊18與片內(nèi)ARM組件2相連接。存儲器包括SDRAM存儲模塊5、硬盤模塊14和DDR3存儲模塊15，所述SDRAM存儲模塊5與片內(nèi)FPGA組件1相連接、所述硬盤模塊14和DDR3存儲模塊15與片內(nèi)ARM組件2相連接。
[0018]本實用新型片內(nèi)FPGA組件1可以充分釋放ARM或者CPU的處理能力，作為CPU的協(xié)“處理器”，此時FPGA可以為CPU做緩沖、預判等工作，甚至可以通過FPGA來做CPU的看門狗，防止CPU跑飛等。同時也可以開辟FPGA內(nèi)部的一定容量的邏輯，做成寄存器讓CPU讀取，使得CPU 了解到外設的工作情況，避免外設故障導致系統(tǒng)崩潰等。
[0019]FPGA和ARM之間可通過TCP或UART等通信協(xié)議進行通信。
[0020]大部分現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)通過“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”或“開關(guān)量和按鍵輸入模塊”被采集到，其他數(shù)據(jù)(如圖形數(shù)據(jù))通過數(shù)據(jù)線被采集到，所有數(shù)據(jù)均輸入到FPGA，F(xiàn)PGA采用圖形處理算法(包括編解碼和圖形增強和智能識別電力中會計算電流電壓相位差，進行無功補償?shù)?對數(shù)據(jù)進行預處理，完成后通過TCP或UART等通信協(xié)議將數(shù)據(jù)打包傳輸給ARM模塊，最后，ARM通過桌面虛擬化技術(shù)將數(shù)據(jù)映射到遠端服務器。
[0021]在云平臺，管理員可通過專業(yè)應用或監(jiān)控軟件將控制指令發(fā)給瘦客戶機ARM側(cè)，再由ARM側(cè)通過TCP或UART等通信協(xié)議將指令轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA，通過“開關(guān)量輸出模塊”、“數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊”、“數(shù)碼顯示模塊”、“指示燈”進行輸出，從而達到對現(xiàn)場瘦客戶機進行控制的目的。
[0022]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對本實施方式作出多種變更或修改，而不背離本實用新型的原理和實質(zhì)，本實用新型的保護范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項】
1.一種新型瘦客戶機，其特征在于:包括處理器和外圍設備，所述處理器包括集成的片內(nèi)FPGA組件和片內(nèi)ARM組件，所述外圍設備與處理器相連接；所述外圍設備包括FPGA編程和配置模塊、存儲器、輸入輸出模塊、中間轉(zhuǎn)換模塊、編解碼模塊、通訊模塊、時鐘模塊。2.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述FPGA編程和配置模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接，所述時鐘模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。3.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述存儲器包括SDRAM存儲模塊、硬盤模塊和DDR3存儲模塊，所述SDRAM存儲模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接，所述硬盤模塊和DDR3存儲模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。4.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述輸入輸出設備包括開關(guān)量和按鍵輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、數(shù)碼顯示模塊、指示燈，所述開關(guān)量和按鍵輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、數(shù)碼顯示模塊、指示燈與片內(nèi)FPGA組件相連接。5.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述中間轉(zhuǎn)換模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接。6.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述編解碼模塊包括視頻編解碼模塊和音頻編解碼模塊，所述視頻編解碼模塊和音頻編解碼模塊與片內(nèi)FPGA組件相連接。7.按照權(quán)利要求1所述的新型瘦客戶機，其特征在于:所述通訊模塊包括網(wǎng)絡模塊、USB模塊和串口模塊，所述網(wǎng)絡模塊、USB模塊和串口模塊與片內(nèi)ARM組件相連接。
【專利摘要】本實用新型涉及瘦客戶機技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型瘦客戶機，包括處理器和外圍設備，所述處理器包括集成的片內(nèi)FPGA組件和片內(nèi)ARM組件，所述外圍設備與處理器相連接；所述外圍設備包括FPGA編程和配置模塊、存儲器、輸入輸出模塊、中間轉(zhuǎn)換模塊、編解碼模塊、通訊模塊、時鐘模塊。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型通過集成的片內(nèi)FPGA組件為瘦客戶機提供了現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集能力、數(shù)據(jù)的預處理能力以及對現(xiàn)場瘦客戶機的控制能力、提高瘦客戶機可靠性。通過在處理器中集成片內(nèi)FPGA組件和片內(nèi)ARM組件的方式，縮小了瘦客戶機體積，降低了功耗，避免了外設故障導致系統(tǒng)崩潰，提高了產(chǎn)品可靠性。
【IPC分類】G06F1/16
【公開號】CN205050028
【申請?zhí)枴緾N201520835638
【發(fā)明人】王愛華, 李頤, 岳國軍, 王麗娜
【申請人】北京天華星航科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月27日