一種基于申威411CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統的制作方法

本實用新型涉及模塊化計算機，尤其涉及一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統。

背景技術：

目前，模塊化方案設計的重要性日益凸顯，COMe計算機模塊作為高集成的計算機模塊，具備了大量的優點，可以不外接線纜實現系統擴展以及面向應用定制的方案，應用嵌入式計算機模塊，客戶可以從復雜的設計中解脫出來，無需兼顧單板計算機的設計和維護，從而可以集中精力關注自己的核心業務。現階段大多數模塊化計算機在穩定性、可靠性和靈活性等方面存在一定的缺陷和不足。

技術實現要素：

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統，包括CPU、總線邏輯控制器、總線控制器、FPGA、DDR3內存、南橋和模塊連接器，所述模塊連接器包括模塊連接器A-B和模塊連接器C-D，所述CPU設置有2路PCI-E x8總線和1路雙通道DDR3總線，所述CPU通過所述雙通道DDR3總線與所述DDR3內存電連接所述CPU的其中1路PCI-E x8總線通過耦合電容和阻抗控制直接與所述模塊連接器C-D電連接，所述CPU的另外1路PCI-E x8通過所述總線邏輯控制器轉換為8路PCI-E x1總線，所述總線邏輯控制器的其中3路PCI-E x1總線通過網絡控制器、SATA控制器和顯示控制器轉接后與所述模塊連接器A-B 電連接，所述總線邏輯控制器的其中4路PCI-E x1總線與所述模塊連接器A-B電連接，所述總線邏輯控制器的另外1路PCI-E x1總線通過所述總線控制器轉換為5路PCI接口信號，所述總線控制器的其中1路PCI接口信號與所述南橋掛載，所述總線控制器的另外4路PCI接口信號與所述模塊連接器電連接，所述南橋通過LPC bus總線與所述FPGA電連接，所述南橋通過IDE總線與所述模塊連接器C-D電連接，所述南橋通過LPC bus總線、USB2.0總線和Audio總線與所述模塊連接器A-B電連接。

進一步，所述FPGA上設置有維護網口、調試串口、PS2KB/MS接口、狀態檢測接口和BIOS接口。

具體地，所述CPU、所述總線邏輯控制器、所述總線控制器、所述FPGA、所述DDR3內存、所述南橋和所述模塊連接器均安裝在PCB板上，所述PCB板的面積為125mm×95mm。

具體地，所述模塊連接器C-D與外部功能設備連接，所述模塊連接器A-B與內部功能設備連接。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統通過CPU和南橋CS5536配合工作，使其保證了模塊化計算機的性能優勢，同時增加了其可拓展性和靈活性，并提升了其穩定性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型所述一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統，包括CPU、總線邏輯控制器、總線控制器、FPGA、DDR3內存、南橋和模塊連接器，模塊連接器包括模塊連接器A-B和模塊連接器C-D，CPU設置有2路PCI-E x8總線和1路雙通道DDR3總線，所述CPU通過所述雙通道DDR3總線與所述DDR3內存電連接CPU的其中1路PCI-E x8總線通過耦合電容和阻抗控制直接與模塊連接器C-D電連接，CPU的另外1路PCI-E x8通過總線邏輯控制器轉換為8路PCI-E x1總線，總線邏輯控制器的其中3路PCI-E x1總線通過網絡控制器、SATA控制器和顯示控制器轉接后與模塊連接器A-B電連接，總線邏輯控制器的其中4路PCI-E x1總線與模塊連接器A-B電連接，總線邏輯控制器的另外1路PCI-E x1總線通過總線控制器轉換為5路PCI接口信號，總線控制器的其中1路PCI接口信號與南橋掛載，總線控制器的另外4路PCI接口信號與模塊連接器電連接，南橋通過LPC bus總線與FPGA電連接，南橋通過IDE總線與模塊連接器C-D電連接，南橋通過LPC bus總線、USB2.0總線和Audio總線與模塊連接器A-B電連接，FPGA上設置有維護網口、調試串口、PS2KB/MS接口、狀態檢測接口和BIOS接口，CPU、總線邏輯控制器、總線控制器、FPGA、DDR3內存、南橋和模塊連接器均安裝在PCB板上，PCB板的面積為125mm×95mm，模塊連接器C-D與外部功能設備連接，模塊連接器A-B與內部功能設備連接。

本實用新型一種基于申威411 CPU搭載南橋CS5536的COMe模塊化計算機系統的工作原理如下：

總線邏輯控制器為PCI-Express一轉多路總線邏輯控制器，總線控制器為PCI-Express轉PCI總線控制器，CPU芯片采用國產的申威411處理器，能有效保障國家的信息安全。

CPU提供2路PCI-E x8總線和1路雙通道DDR3總線，其中1路PCI-E x8總線通過耦合電容和板內阻抗控制，直接引出到模塊連接器供外圍擴展使用，需嚴格控制該高速總線的PCB布局和走線，使PCI-E x8總線的數據傳輸速度達到雙向80Gbps，滿足外部高速設備對總線帶寬的要求，比如獨立顯卡、高速存儲等外部功能設備；另1路PCI-E x8總線與內部功能設備連接，用于實現計算機模塊各功能設備的擴展，設計中各功能設備的接口主要采用PCI-E x1接口，為了解決PCI-E x1總線接口資源不夠問題，技術上采用總線邏輯控制器，通過外圍電路和配置eeprom控制信息設置其工作模式，將CPU引出的PCI-E x8總線轉換成8路PCI-E x1總線接口。將其中3路PCI-E x1信號分別通過網絡控制器、顯示控制器、SATA控制器，實現網路、顯示、存儲等設備功能；同時將4路PCI-E x1接口引至模塊連接器A-B，進一步增強模塊的設備擴展能力。

總線控制器采用PCIe to PCI Bridge控制器，用于擴展PCI總線，引出5路PCI接口信號，其中1路PCI信號掛載南橋CS5536，該南橋芯片和FPGA之間通過LPC總線進行通訊交互，對外實現SMbus、音頻、IDE總線、USB、UART等接口功能。另外4路PCI信號由模塊連接器引出，滿足系統的PCI設備的擴展能力。

COMe模塊化計算機的尺寸為125mmx95mm，采用緊湊的PCB布局方案，主要從提高信號(尤其是高速信號)的抗干擾能力和信號完整性、保證主要發熱芯片的散熱性能兩方面優化設計，提高系統的穩定性與可靠性。考慮到CPU內核電源功耗較大，運行溫度較高，為避免對周邊芯片的影響，將內核電源布局在一個相對獨立的范圍內，防止溫度對元器件特性、通訊信號質量的影響。另外，模塊化計算機擁有PCI-E、PCI等高速通信總線，具有高速時鐘信號等，此類高速信號易干擾周邊信號(特別是低速信號)，在布局時將該類芯片及接口互相 保持合理的距離，同時嚴格控制相鄰走線寬度，防止信號線交叉。

本實用新型的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本實用新型的技術方案做出的技術變形，均落入本實用新型的保護范圍之內。