基于ft2000-4 cpu的工控主板
技术领域
1.本实用新型涉及工控主板技术领域，特别涉及一种基于ft2000-4 cpu的工控主板。
背景技术：2.在当前的国际竞争格局下，自主可控形势愈加紧迫，实现关键核心技术自主可控，是我国产业迈向全球价值链中高端的必然之路。当前正处于新旧动能转换的关键时刻，国家在移动通信、核心芯片、操作系统、服务器、pc等领域积极推动自主研发及应用。在工控领域，国产化计算机发展迅速，广泛应用于电力、轨道交通、金融、自助终端等领域。
技术实现要素：3.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种基于ft2000-4 cpu的工控主板，包括：
4.中央处理器；
5.网络物理层芯片，所述网络物理层芯片的第一端与所述中央处理器的第一端电连接；
6.桥片接口，所述桥片的第一端与所述中央处理器的第二端电连接；
7.显示芯片，所述显示芯片的第一端与所述中央处理器的第三端电连接；
8.可编程逻辑芯片，所述可编程逻辑芯片的第一端与所述中央处理器的第四端电连接；
9.电平转换单元，所述电平转换单元的第一端与所述中央处理器的第五端电连接；
10.输入输出系统芯片，所述输入输出系统芯片的第一端与所述中央处理器的第六端电连接；
11.内存条，所述内存条与所述中央处理器的第七端电连接。
12.其中，还包括：
13.供电单元，所述供电单元包括待机电源、12v电源和直流转直流电源；
14.其中，所述12v电源为输入电源，所述12v电源与所述待机电源和所述直流转直流电源之间分别为串联连接。
15.其中，所述网络物理层芯片的第二端与网口电连接。
16.其中，所述桥片接口的第二端与音频芯片的第一端电连接，所述音频芯片的第二端与音频接口电连接；
17.所述桥片接口的第三端与板载硬盘电连接；
18.所述桥片接口的第四端与拓展硬盘接口电连接；
19.所述桥片接口的第五端与拓展接口电连接，用于拓展无线网和4g通信网络；
20.所述桥片接口的第六端与第一芯片复位单元电连接，所述第一芯片复位单元为时序控制逻辑；
21.所述桥片接口上还设置有5个通用串行3.0接口。
22.其中，所述显示芯片的第二端与视频转换芯片的第一端电连接，所述视频转换芯片的第二端与嵌入式显示接口电连接；
23.所述显示芯片的第三端与高清多媒体信号接口电连接；
24.所述显示芯片的第四端与视频图形阵列接口电连接。
25.其中，所述可编程逻辑芯片的第二端与通用异步串行收发器电连接，所述通用异步串行收发器上设置有控制局域网络接口和控制局域网络串口；
26.所述可编程逻辑芯片的第三端与第二芯片复位单元电连接，所述第二芯片复位单元为时序控制逻辑。
27.其中，所述电平转换单元的第二端与实时时钟电连接。
28.其中，所述输入输出系统芯片设置有2个，均与所述中央处理器的第六端电连接。
29.其中，所述工控主板使用银河麒麟操作系统。
30.本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
31.本实用新型的上述实施例所述的工控主板使用国产cpu、国产内存条、国产显示芯片、国产桥片、国产晶振、国产cpld芯片、国产电源芯片以及各类国产器件和国产连接器来组成全国产化的工控主板，并配合国产uefi固件，国产银河麒麟操作系统，实现从硬件到软件的全国产化工控主板，真正做到自主可控。
32.本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
33.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
34.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
36.如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种基于ft2000-4 cpu的工控主板，包括：中央处理器；网络物理层芯片，所述网络物理层芯片的第一端通过千兆网络信号与所述中央处理器的第一端电连接；桥片接口，所述桥片的第一端通过高速串行计算机拓展总线与所述中央处理器的第二端电连接；显示芯片，所述显示芯片的第一端通过高速串行计算机拓展总线与所述中央处理器的第三端电连接；可编程逻辑芯片，所述可编程逻辑芯片的第一端与所述中央处理器的第四端电连接；用于传递通用异步串行信号，控制局域网络信
号和通用型输入输出信号，并选择一路通用型输入输出信号做看门狗；电平转换单元，所述电平转换单元的第一端通过集成电路总线与所述中央处理器的第五端电连接；输入输出系统芯片，所述输入输出系统芯片的第一端与所述中央处理器的第六端电连接；内存条，所述内存条与所述中央处理器的第七端电连接。
37.本实用新型的上述实施例所述的工控主板使用国产cpu、国产内存条、国产显示芯片、国产桥片、国产晶振、国产cpld芯片、国产电源芯片以及各类国产器件和国产连接器来组成全国产化的工控主板，并配合国产uefi固件，国产银河麒麟操作系统，实现从硬件到软件的全国产化工控主板，真正做到自主可控。
38.其中，所述工控主板还包括：供电单元，所述供电单元包括待机电源、12v电源和直流转直流电源；其中，所述12v电源为输入电源，所述12v电源与所述待机电源和所述直流转直流电源之间分别为串联连接。
39.本实用新型的上述实施例所述的工控主板搭载有供电单元，按下开机按钮后，cpld开始上电，硬复位cpu及各功能芯片，复位完成后cpu开始读取固件信息，bios自检，训练内存，加载外设驱动，读取硬盘信息，然后加载内核，最终进入到操作系统。可在操作系统中读取cpu、内存以及外设信息，检验各功能接口能否使用。关机可通过操作系统的关机命令实现，点击关机后，cpu发指令给cpld，然后由cpld按时序控制下电。
40.其中，所述网络物理层芯片的第二端与网口电连接。
41.其中，所述桥片接口的第二端通过通用串行2.0总线与音频芯片的第一端电连接，所述音频芯片的第二端与音频接口电连接；所述桥片接口的第三端通过串行硬盘3.0总线与板载硬盘电连接；所述桥片接口的第四端通过串行硬盘3.0总线与拓展硬盘接口电连接；所述桥片接口的第五端通过通用串行2.0总线或高速串行计算机拓展总线与拓展接口电连接，用于拓展无线网和4g通信网络；所述桥片接口的第六端与第一芯片复位单元电连接，用于传递通用型输入输出信号，所述第一芯片复位单元为时序控制逻辑；所述桥片接口上还设置有5个通用串行3.0接口，通过通用串行3.0总线与所述桥片接口电连接。
42.其中，所述显示芯片的第二端与视频转换芯片的第一端电连接，用于传输高清多媒体信号，所述视频转换芯片的第二端与嵌入式显示接口电连接；所述显示芯片的第三端与高清多媒体信号接口电连接；所述显示芯片的第四端与视频图形阵列接口电连接。
43.其中，所述可编程逻辑芯片的第二端与通用异步串行收发器电连接，所述通用异步串行收发器上设置有控制局域网络接口和控制局域网络串口；所述可编程逻辑芯片的第三端与第二芯片复位单元电连接，所述第二芯片复位单元为时序控制逻辑。
44.其中，所述电平转换单元的第二端通过集成电路总线与实时时钟电连接。
45.其中，所述输入输出系统芯片设置有2个，均与所述中央处理器的第六端电连接，进行1+1备份的模式工作。
46.其中，所述工控主板使用银河麒麟操作系统。
47.本实用新型的上述实施例所述的工控主板由飞腾处理器模块、显示模块、桥片接口模块、控制模块、固件模块、操作系统组成。飞腾处理器模块包含飞腾处理器ft2000-4、内存，eeprom，rtc等。内存采用sodimm设计，最大支持32gb内存容量，频率最大支持3200m，可选取紫光、长鑫存储等内存颗粒内存条，飞腾处理器同时输出3路串口和2路can接口，网络也由飞腾cpu的gmac接口，经过国产裕泰微电子的网络phy芯片，输出千兆网口。显示芯片采
用景嘉微电子的jm7201，飞腾处理器引出一路pcie x8信号接显示芯片jm7201，显示芯片引出三路显示信号，1路vga接口和1路hdmi接口直接输出，可外拓两路显示输出，另一路hdmi信号经龙迅视屏转换芯片输出1路edp信号，连接edp液晶屏，本方案最多可支持三屏显示。桥片接口使用兆芯zx-200io扩展芯片，zx-200是国产自主创新研发的新一代、高性能io扩展芯片，最多支持9通道pcie2.0传输，11个usb扩展接口，4个sata接口。同样由飞腾cpu引出一路pcie x4信号到zx-200,输出2路sata3.0信号，1路用于接msata接口，另1路用于拓展sata接口。sata盘采用国科微自主硬盘。zx-200同时输7路usb信号，5路usb3.0接口，1路usb2.0接到minipcie，用于拓展wifi，4g模块，1路接usb音频，输出耳机、麦克风、喇叭接口。可编程逻辑芯片采用国产安路科技cpld芯片ef2l45bg256，用于控制整个主板的电源管理、电平转换以及各功能芯片的复位管理。电源管理可实现s5、s3、s0功能，主板可进入休眠模式。由cpu通知cpld进入s3或解除s3状态，cpld控制上下电。固件采用国产飞腾uefi固件，操作系统采用银河麒麟v10操作系统。
48.本实用新型的上述实施例所述的工控主板使用国产cpu、国产内存条、国产显示芯片、国产桥片、国产晶振、国产cpld芯片、国产电源芯片以及各类国产器件和国产连接器来组成全国产化的工控主板，并配合国产uefi固件，国产银河麒麟操作系统，实现从硬件到软件的全国产化工控主板，真正做到自主可控。
49.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，包括：中央处理器；网络物理层芯片，所述网络物理层芯片的第一端与所述中央处理器的第一端电连接；桥片接口，所述桥片的第一端与所述中央处理器的第二端电连接；显示芯片，所述显示芯片的第一端与所述中央处理器的第三端电连接；可编程逻辑芯片，所述可编程逻辑芯片的第一端与所述中央处理器的第四端电连接；电平转换单元，所述电平转换单元的第一端与所述中央处理器的第五端电连接；输入输出系统芯片，所述输入输出系统芯片的第一端与所述中央处理器的第六端电连接；内存条，所述内存条与所述中央处理器的第七端电连接；其中，所述中央处理器为飞腾处理器模块，包含飞腾处理器ft2000-4、内存、eeprom和rtc，内存采用sodimm设计，最大支持32gb内存容量，频率最大支持3200m，选取紫光或长鑫存储内存颗粒内存条；显示芯片采用jm7201，飞腾处理器引出一路pcie x8信号接显示芯片jm7201，显示芯片引出三路显示信号，1路vga接口和1路hdmi接口直接输出，外拓两路显示输出，另一路hdmi信号经龙迅视屏转换芯片输出1路edp信号，连接edp液晶屏；桥片接口使用兆芯zx-200io扩展芯片，支持9通道pcie2.0传输，11个usb扩展接口，4个sata接口，飞腾cpu引出一路pcie x4信号到zx-200,输出2路sata3.0信号，1路用于接msata接口，另1路用于拓展sata接口，zx-200同时输7路usb信号，5路usb3.0接口，1路usb2.0接到minipcie，用于拓展wifi，4g模块，1路接usb音频，输出耳机、麦克风、喇叭接口；可编程逻辑芯片采用cpld芯片，用于控制整个主板的电源管理、电平转换以及各功能芯片的复位管理；固件采用飞腾uefi固件，操作系统采用银河麒麟v10操作系统。2.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，还包括：供电单元，所述供电单元包括待机电源、12v电源和直流转直流电源；其中，所述12v电源为输入电源，所述12v电源与所述待机电源和所述直流转直流电源之间分别为串联连接。3.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述网络物理层芯片的第二端与网口电连接。4.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述桥片接口的第二端与音频芯片的第一端电连接，所述音频芯片的第二端与音频接口电连接；所述桥片接口的第三端与板载硬盘电连接；所述桥片接口的第四端与拓展硬盘接口电连接；所述桥片接口的第五端与拓展接口电连接，用于拓展无线网和4g通信网络；所述桥片接口的第六端与第一芯片复位单元电连接，所述第一芯片复位单元为时序控制逻辑；所述桥片接口上还设置有5个通用串行3.0接口。5.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述显示芯片的第二端与视频转换芯片的第一端电连接，所述视频转换芯片的第二端与嵌入式显示接口电
连接；所述显示芯片的第三端与高清多媒体信号接口电连接；所述显示芯片的第四端与视频图形阵列接口电连接。6.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述可编程逻辑芯片的第二端与通用异步串行收发器电连接，所述通用异步串行收发器上设置有控制局域网络接口和控制局域网络串口；所述可编程逻辑芯片的第三端与第二芯片复位单元电连接，所述第二芯片复位单元为时序控制逻辑。7.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述电平转换单元的第二端与实时时钟电连接。8.根据权利要求1所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述输入输出系统芯片设置有2个，均与所述中央处理器的第六端电连接。9.根据权利要求4所述的基于ft2000-4 cpu的工控主板，其特征在于，所述工控主板使用银河麒麟操作系统。
技术总结本实用新型提供了一种基于FT2000-4CPU的工控主板，包括：中央处理器；网络物理层芯片，网络物理层芯片的第一端与中央处理器的第一端电连接；桥片接口，桥片的第一端与中央处理器的第二端电连接；显示芯片，显示芯片的第一端与中央处理器的第三端电连接；可编程逻辑芯片，可编程逻辑芯片的第一端与中央处理器的第四端电连接；电平转换单元，电平转换单元的第一端与中央处理器的第五端电连接；输入输出系统芯片，输入输出系统芯片的第一端与中央处理器的第六端电连接；内存条，内存条与中央处理器的第七端电连接。本实用新型的工控主板实现从硬件到软件的全国产化工控主板，真正做到自主可控。主可控。主可控。
技术研发人员：阳厚祎 陈月玲 邹晓东
受保护的技术使用者：湖南博匠信息科技有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/7/5
