CN203720584U - 一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，包括ARM处理器，内存和SSD存储芯片，以及分别连接在ARM处理器输入输出端的时钟电路，CPLD时序控制电路，电源电路和多功能接口电路；内存通过扩展内存电路与ARM处理器连接，SSD存储芯片通过扩展存储SSD电路与ARM处理器；接口电路包括LVDS和HDMI显示接口电路，千兆网接口电路，SATA接口电路，PCIE接口电路，USB接口电路，I2C接口电路，SPI接口电路和UART接口电路；多功能接口电路的外接端分别通过引脚连接器呈一体设置。通过整体优化，降低了能耗，减小了模块成本和体积，简化了设计，可靠性高，扩展能力强。
Description
技术领域
本实用新型属于一种微型嵌入式处理器模块，具体为一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块。
背景技术
COM Express计算机模块是世界几大嵌入式厂商联同PCI工业计算机制造者组织(PICMG)制定的一种模块化计算机标准。此款标准的主要特点是在嵌入式模块中采用了大量串行差分信号传输技术：PCI Express、SATA、USB2.0、LVDS等等，即提供一种性能稳定，接口齐全，低功耗，结构可靠，扩展能力强，易于二次设计开发的模块化计算机，而现有技术中的COMExpress模块都是基于X86架构处理器的计算机模块，主要应用于工业自动化、铁路交通、医疗电子、智能设备、军工等领域。基于X86处理器的嵌入式模块的不足，一是X86处理器的成本高；二是X86处理器的功耗高，即使使用Intel等厂商的超低功耗的凌动处理器，在功耗上仍然无法降低太多量级；三就是X86的设计成本高，首先是需要BIOS支持，大大提高了研发成本，还有X86的CPU比较复杂，很多还需要桥片配合使用，在原理和PCB设计上的设计成本以及物料成本都相对较高；四是X86的集成功能接口少，很多接口都需要在总线上扩展，比如串口，CAN，视频采集接口等，这样无疑会进一步增加板卡成本和设计复杂程度以及设计研发成本。
实用新型内容
针对以上现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，结构简单，功耗小，设计开发成本低。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
本实用新型一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，包括ARM处理器，内存和SSD存储芯片，以及分别连接在ARM处理器输入 输出端的时钟电路，CPLD时序控制电路，电源电路和多功能接口电路；内存通过扩展内存电路与ARM处理器连接，SSD存储芯片通过扩展存储SSD电路与ARM处理器；多功能接口电路包括LVDS和HDMI显示接口电路，千兆网接口电路，SATA接口电路，PCIE接口电路，USB接口电路，I2C接口电路，SPI接口电路和UART接口电路；多功能接口电路的外接端分别通过引脚连接器呈一体设置。
优选的，PCIE接口电路通过PCIE总线扩展电路与引脚连接器的多个管脚连接。
进一步，PCIE总线扩展电路采用PLX公司的Switch芯片。
优选的，电源电路包括电源启动电路和用于供电并选择供电模式的电源管理电路。
优选的，多功能接口电路还包括外接端连接在引脚连接器空余管脚上的CAN接口电路，CAM视频接口电路和GPIO接口电路。
优选的，ARM处理器采用单核或双核或4核或8核的ARM处理器。
进一步，ARM处理器采用Freescale i.MX6Solo处理器；CPLD时序控制电路采用Alter公司的可编程FPGA；内存采用三星DDR3内存；SSD存储芯片采用三星的Nand Flash芯片；所述的引脚连接器采用Tyco Electronics公司的3-6318490-6连接器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型通过RISC架构的ARM处理器作为核心器件，通过时钟电路提供ARM处理器所需的参考时间，配合CPLD时序控制电路的整体时序控制，以及多功能接口电路的输入输出配置，并利用内存和SSD存储芯片的配合用于系统安装和数据记录，无需硬盘设置，通过整体设置的优化，从数据处理、储存和控制个方面都降低了能耗，无需散热片和风扇等主动散热设备，减小了模块成本和体积，结构尺寸减小到55x84mm，同时简化了设计，提高 了结构可靠性，扩展能力强，保证了二次开发的适应性和灵活性。
进一步的，通过PCIE总线扩展电路扩展PCIE接口电路接口的数量，扩大使用范围和能够匹配的板卡类型，满足使用需求。
进一步的，电源启动电路和电源管理电路的分别设置，使得其能够根据ARM处理器的使用状况，切换合适的供电模式，降低整体功耗。
进一步的，通过对多功能接口电路的扩展，以及各个电路的具体定型，提高了处理器模块内各电路的配合与协同，优化了整体运行性能，扩展了其应用范围。
附图说明
图1为本实用新型所述处理器模块的结构框图。
图2为本实用新型所述处理器模块的电路连接框图。
图3为本实用新型所述引脚连接器的轴测图。
图4为图3的主视图。
图5为图4的俯视图。
图6为图4的右视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
本实用新型一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，如图1所示，包括ARM处理器，内存和SSD存储芯片，以及分别连接在ARM处理器输入输出端的时钟电路，CPLD时序控制电路，电源电路和多功能接口电路；内存通过扩展内存电路与ARM处理器连接，SSD存储芯片通过扩展存储SSD电路与ARM处理器；多功能接口电路包括LVDS和HDMI显示接口电路，千兆网接口电路，SATA接口电路，PCIE接口电路，USB接口电路，I2C接口电路，SPI接口电路和UART接口电路；多功能接口电路的外接端分别通过引脚连接器呈一体设置。采用的内存和SSD存储芯片，能够将 本实用新型的存储容量扩展至64GB甚至更高，足以安装系统记录数据达到替换硬盘的目的。利用CPLD时序控制电路实现对本实用新型的整体时序控制，包括上电时序，检测时序，以及特殊功能的扩展。时钟电路则为ARM处理器提供所需要的各种时钟，保证了时钟信号的稳定。从而能够满足COMExpress的标准要求，能够升级换代，易于二次设计开发，降低设计风险，缩短客户产品上市时间，低功耗，高性能，接口功能丰富，成本低廉，并且能够支持Windows WEC7，Android，Linux，VXworks等操作系统，适应性强。
本优选实施例中，如图1所示，PCIE接口电路通过PCIE总线扩展电路与引脚连接器的多个管脚连接，补充PCIE接口数量的不足。同时还能够设置多个外接端连接在引脚连接器空余管脚上所需的其他接口电路，本实施例以CAN接口电路，CAM视频接口电路和GPIO接口电路为例。并且其中电源电路包括电源启动电路和用于供电并选择供电模式的电源管理电路，从而能够充分发挥其低功耗特点，电源管理电路除了为整版电路提供电源外，并通过检测ARM处理器状态，当ARM处理器处于闲置状态时，电源管理电路能够切换至节电供电模式。
本实用新型中的ARM处理器能够采用单核或双核或4核或8核的ARM处理器，都能够达到低功耗高性能的要求，如图2所示，ARM处理器采用Freescale i.MX6Solo处理器；PCIE总线扩展电路采用PLX公司的Switch芯片；CPLD时序控制电路采用Alter公司的可编程FPGA；内存采用三星DDR3内存；SSD存储芯片采用三星的Nand Flash芯片；所述的引脚连接器采用TycoElectronics公司的3-6318490-6连接器，其结构如图3-6所示。
基于本实用新型开发工业控制主板时，直接将本实用新型所述的处理器模块扣在载板上，用户无需再花大的精力开发核心的主板，只需要开发一款载板，将所需要的功能引出，如显示，SATA存储，USB，GPIO等，如果需要特殊功能，可以将PCIE引出，在载板上扩展所需的特殊功能即可，加上 机箱、显示屏和扩展的IO接口线缆，如此一台特制的计算机就设计完成，并且使得整台计算机的功耗控制在5W以下。在具体的实际应用中，本实用新型所述处理器模块的尺寸能够达到55x84mm，也就是名片大小，实现微型结构设置，加上超低的功耗和多种操作系统，可以设计成各种各样的小尺寸，高性能，低功耗的计算机，能够应用到各个嵌入式领域。
Claims (10)
1.一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，包括ARM处理器，内存和SSD存储芯片，以及分别连接在ARM处理器输入输出端的时钟电路，CPLD时序控制电路，电源电路和多功能接口电路；内存通过扩展内存电路与ARM处理器连接，SSD存储芯片通过扩展存储SSD电路与ARM处理器；接口电路包括LVDS和HDMI显示接口电路，千兆网接口电路，SATA接口电路，PCIE接口电路，USB接口电路，I2C接口电路，SPI接口电路和UART接口电路；多功能接口电路的外接端分别通过引脚连接器呈一体设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的PCIE接口电路通过PCIE总线扩展电路与引脚连接器的多个管脚连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的PCIE总线扩展电路采用PLX公司的Switch芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的电源电路包括电源启动电路和用于供电并选择供电模式的电源管理电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的多功能接口电路还包括外接端连接在引脚连接器空余管脚上的CAN接口电路，CAM视频接口电路和GPIO接口电路。
6.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的ARM处理器采用单核或双核或4核或8核的ARM处理器。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的ARM处理器采用Freescale i.MX6Solo处理器。
8.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的CPLD时序控制电路采用Alter公司的可编程FPGA。
9.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的内存采用三星DDR3内存；所述的SSD存储芯片采用三星的Nand Flash芯片。
10.根据权利要求1所述的一种基于ARM处理器的微型COM Express处理器模块，其特征在于，所述的引脚连接器采用Tyco Electronics公司的3-6318490-6连接器。
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|---|---|---|---|---|
| CN107122329A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-09-01 | 北京新松佳和电子系统股份有限公司 | 通用型高集成度计算机处理模块 |
| CN107861565A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-30 | 天津市英贝特航天科技有限公司 | 一种基于龙芯处理器的计算机控制系统 |
| CN111142630A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-05-12 | 杭州迪普科技股份有限公司 | 一种处理器板卡 |
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Denomination of utility model: A micro com express processor module based on ARM processor Effective date of registration: 20210805 Granted publication date: 20140716 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN RITRONTEK ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000694 |
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