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CN221008260U - 基于osm-l标准的微型all in one计算机芯片系统 - Google Patents

基于osm-l标准的微型all in one计算机芯片系统 Download PDF

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CN221008260U
CN221008260U CN202322964825.2U CN202322964825U CN221008260U CN 221008260 U CN221008260 U CN 221008260U CN 202322964825 U CN202322964825 U CN 202322964825U CN 221008260 U CN221008260 U CN 221008260U
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CN
China
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osm
carrier board
memory
chip
circuit
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CN202322964825.2U
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游宇翔
张俞政
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Rayleigh Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Rayleigh Ltd By Share Ltd
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Publication date
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Abstract

一种基于OSM‑L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,包括:一系统电路载板,为一长宽45mm*45mm的载板,其具有一载板顶层及载板底层,载板顶层设有一高度电路整合设计的整合线路,载板底层具有一SGeT所定义的OSM‑L接口;一处理器系统芯片,电性连接而设于载板顶层;一内存系统,电性连接而设于载板顶层;一电源线路模块,电性连接而设于载板顶层;一封罩壳盖,包括一顶盖及四周边的侧盖,其底部呈透空而使其内部具有一容置空间,容置空间用以设置系统电路载板并使OSM‑L接口向下方显露出,封罩壳盖与系统电路载板、处理器系统芯片、内存系统及电源线路模块间具有一容置间隙,容置间隙涂布填设有散热膏。

Description

基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统
技术领域
本实用新型是有关于一种微型ALL IN ONE计算机芯片构成,尤其是指一种至少能将处理器、内存、电源等三大计算机关键元件,整合到微型计算机芯片系统上的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统。
背景技术
计算机设备的使用已是现代人于工作或生活上的常用设备,包括有个人计算机、工业计算机或其他特殊用途的计算机等。而计算机的硬件设备组成可分成四大单元,分别为中央处理器(CPU)、内存(Memory)、输出入接口(I/O ports)和电源(PSU)。而计算机的进化以中央处理器(CPU)为主,它决定计算机的运算力,所有软件和输出入接口(I/O)都要依它的能力,来设计各种不同应用和装置,所以各类计算机主板制造商,都以中央处理器(CPU)的规划来进行布线设计、内存和电源的整合,因此也可以说CPU是计算机芯片的主流,并决定未来信息与通信科技产业/ICT(Information and Communication Technology)的发展。
至于CPU、内存和电源的整合,通常都是配套的,即其彼此之间的变化,都是在有限空间内的摆放和布线,并取得电磁效应的平衡,以避免相互干扰。I/O装置常因客户的应用场域差异而有很大的变化,有线的装置要靠不同尺寸的连接器来传输,无线装置则要靠不同波段频率的芯片来传送信息。然而,由于CPU、内存和电源/电源线路于现行计算机产业并未得到较佳的整合,未能使计算机微型芯片化而成为产业间共同运用的标准,使得计算机系统的设计仍具有其复杂度,并不利于开发时间的缩短和增加计算机系统的稳定度,显非理想的计算机系统设计。
再者,近年来工业计算机领域已广泛采用SMARC、Qseven、COMe和PC/104等系统模块标准,以实现嵌入式计算的高度整合和灵活性。而为了进一步推动这领域的发展,嵌入式技术标准化组织(SGeT)在2020年推出了开放式标准模块(OSM/Open Standard Module),其中OSM-L标准采用45*45mm如邮票般的尺寸,应用于工业计算机的嵌入式系统,而使得近年来,OSM-L模块以其性能、成本以及空间效益,已成为众多制造商在物联网和边缘运算领域的首选元件。因此,如何有效利用此OSM-L模块架构,并与计算机设备的主要构成单元来形成整体计算机芯片化整合设计,并得以推广应用于工业计算机系统,应为业界应一并加以研发、突破的重点方向。
因此,针对已知现有计算机系统架构其研发设计上的缺失及其结构设计上未臻理想的事实,本案实用新型人即着手研发其解决方案,希望能开发出一种更具微型计算机芯片化、标准化及优化其相关性能的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,以服务社会大众及促进此业的发展,遂经多时的构思而有本实用新型的产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于提供一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其能提供一个高度整合线路设计,置入CPU、内存和电源线路在一个微型计算机芯片长宽45mm*45mm大小的空间,使其成为功能完整的微型计算机芯片,而构成All-in-One计算机(AIOC),并使这微型计算机芯片成为产业间共同运用的标准,以便简化未来计算机设计的复杂度,并享有缩短开发时间和增加系统稳定度的优势。
本实用新型的再一目的是在于提供一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其能提供纳入一个业界所认同特定的接口而整合各类输出入装置,使达到与各类尺寸、形状的主板的输入接口沟通,达到传送和控制的极佳功效目的。
本实用新型的又一目的在于提供一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其能通过导热及封装散热的设计,使三合一高度整合各类输出入装置的线路所产生热源的问题,得以有效排除散热而使温度大为降低。
本实用新型的另一目的在于提供一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其能通过OSM-L标准提供了抗振动的PCB可焊接模块,并具有最大引脚面积比的精简外形,进而兼顾了技术的扩展性,达到具有高性能和微型化的整合性需求,而能广泛应用于物联网、边缘运算、人工智能和各种形态应用的计算中心等领域。
为达上述目的,本实用新型所采用的技术手段如下,本实用新型提供一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,包括有:一系统电路载板,为一长宽45mm*45mm的载板,该系统电路载板具有一载板顶层及载板底层,该载板顶层设有一高度电路整合设计的整合线路,该载板底层具有一SGeT所定义的OSM-L接口;一处理器系统芯片(SoC),电性连接而设于该载板顶层;一内存系统,电性连接而设于该载板顶层;一电源线路模块,电性连接而设于该载板顶层;一封罩壳盖,包括有一顶盖及四周边的侧盖,该封罩壳盖的底部呈透空,而使该封罩壳盖内部具有一容置空间,该容置空间用以设置该系统电路载板,并使该OSM-L接口向下方显露出,该封罩壳盖与该系统电路载板、该处理器系统芯片(SoC)、该内存系统及该电源线路模块间具有一容置间隙,该容置间隙涂布填设有一散热膏。
在本实施例中,其中该载板底层的OSM-L接口并定义了662个接脚/节点以作为与外连接的接口。
在本实施例中,其中该整合线路至少包括有:一用以设至该处理器系统芯片(SoC)的第一模块区、一用以设至该内存系统的第二模块区及一用以设至该电源线路模块的第三模块区。
在本实施例中,其中该OSM-L接口使用对称LGA封装,而触点技术采用LGA或BGA。
在本实施例中,其中该封罩壳盖的纵/横剖面呈一ㄇ字型断面的散热片设计。
在本实施例中,其中该系统电路载板、该处理器系统芯片(SoC)、该内存系统、该电源线路模块及该封罩壳盖组合后形成一微型ALL IN ONE计算机芯片,复数该微型ALL INONE计算机芯片设于一工业计算机的一系统主板上。
在本实施例中,其中该电源线路模块包括有电源供应与其控制单元。
在本实施例中,其中该内存系统包括有一电性连接的内存基板及内存构成,该内存构成包括有至少一主存储器及其他选配性的储存内存。
兹为能够对本实用新型的技术特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识,谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明,说明如下。
附图说明
图1为本实用新型的分解示意图;
图2为本实用新型的组合上视示意图;
图3为本实用新型的组合剖视示意图;
图4为本实用新型的组合应用示意图;
图5为本实用新型的逻辑方块运作示意图。
附图标记说明:1~微型ALL IN ONE计算机芯片;10~系统电路载板;11~载板顶层;12~载板底层;111~整合线路;112~第一模块区;113~第二模块区;114~第三模块区;121~OSM-L接口;20~处理器系统芯片(SoC);21~CPU基板;22~CPU;30~内存系统;31~内存基板;32~内存构成;40~电源线路模块;50~封罩壳盖;51~顶盖;52~侧盖;53~容置空间;54~容置间隙;61~开放式标准模块引脚;62~系统单芯片;63~控制系统;64~核心电源IC;65~系统电源管理IC;66~动态随机存取内存;67~闪存;70~工业计算机;71~系统主板。
具体实施方式
请参阅图1、图2及图3,用以说明本实用新型一种基于OSM-L标准的微型ALL INONE计算机芯片系统的实施例,然而,所揭图式仅作为说明用途,并非用以局限本实用新型的范围。由图式可知,本实用新型的微型ALL IN ONE计算机芯片1包括一系统电路载板10、处理器系统芯片(SoC)20、内存系统30、电源线路模块40及封罩壳盖50;其中,该系统电路载板10为一长宽45mm*45mm的载板,该系统电路载板10具有一载板顶层11及载板底层12,该载板顶层11设有一高度电路整合设计的整合线路111,该整合线路111并至少包括有一第一模块区112、第二模块区113及第三模块区114(如图2所示),该第一模块区112、第二模块区113及第三模块区114用以分别设置该处理器系统芯片(SoC)20(System on a Chip)、内存系统30及电源线路模块40。该系统电路载板10的载板底层12具有一SGeT所定义的开放式标准模块(OSM/Open Standard Module)的OSM-L接口121,该载板底层12的OSM-L接口使具有嵌入式运算的应用,并定义了662个接脚/节点(pinout)作为与外连接的接口;再者,该OSM-L接口121使用对称LGA(land grid array/平面网格阵列封装)封装,触点技术可采用LGA或BGA(ball grid array/球栅网格阵列封装),且该OSM-L接口121于焊接、组装和测试期间皆能完全以机器加工,并采用预先镀锡的LGA封装,无需连接器就能直接焊接,同时,该OSM-L接口121为一预先定义的软式与硬式接口。
如此,该系统电路载板10的空间大小、整合线路111、OSM-L接口121用以与各类尺寸、形状的系统主板71(参图4)的输入接口沟通,达到传送和控制的目的,而能成为产业间共同运用的标准,以便减少未来计算机设计的复杂度,并享有缩短开发时间和增加系统稳定度的优势。
该处理器系统芯片(SoC)20包括有一电性连接的CPU基板21及CPU 22,该处理器系统芯片(SoC)20设于该第一模块区112,并与该整合线路111电性连接。该内存系统30包括有一电性连接的内存基板31及内存构成32,该内存构成32包括有至少一主存储器及其他可选配的储存内存,该内存系统30设于该第二模块区113,并与该整合线路111电性连接。该电源线路模块40设于该第三模块区114,该电源线路模块40包括有电源供应与其控制单元,并与该整合线路111电性连接。
该封罩壳盖50包括有一顶盖51及四周边的侧盖52,使该封罩壳盖50的纵/横剖面呈一ㄇ字型断面的散热片设计,该封罩壳盖50的底部呈透空,而使该封罩壳盖50内部具有一容置空间53,该容置空间53用以设置组合处理器系统芯片(SoC)20、内存系统30、电源线路模块40后的系统电路载板10,并使该系统电路载板10的OSM-L接口121(载板底层12)向下方显露出,且该封罩壳盖50与该系统电路载板10、处理器系统芯片(SoC)20、内存系统30、电源线路模块40间具有一容置间隙54,该容置间隙54用以涂布填设散热膏(未图示),该散热膏作为该系统电路载板10、处理器系统芯片(SoC)20、内存系统30、电源线路模块40与该封罩壳盖50间的热传导作用,用来均衡所有模块构成、零件所产生的热,让三合一(即包括处理器系统芯片(SoC)20、内存系统30、电源线路模块40)高度整合设计的整合线路111所产生的热,都可通过散热膏和封罩壳盖50其散热片的设计而被大为降低。
请参阅图4,为本实用新型基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统的应用实施例,一工业计算机70包括有一系统主板71,该系统主板71具有嵌入式运算的OSM-L接口,而复数个(至少一个)微型ALL IN ONE计算机芯片1布列设于该系统主板71上,而可有简便、快速、有效率地组装完成该工业计算机,且该工业计算机可依需求而选择不同数量的微型ALL IN ONE计算机芯片1来进行组装,或便利日后的加设微型ALL IN ONE计算机芯片1而扩充、提升其整体性能、功效。如此,本实用新型该微型ALL IN ONE计算机芯片1能如一种芯片(Chip/IC)形态般地便利推广应用于工业计算机、物联网、边缘运算、人工智能和各种形态应用的计算中心,而成为产业间共同开发运作的标准。
请参阅图5,为本实用新型的逻辑方块运作示意图,如图所示,本实用新型实施例的开放式标准模块引脚61(OSM Pinout)电性连接一系统单芯片62(SoC/System on aChip)及一控制系统63(EC/MCU),此开放式标准模块引脚61即为该OSM-L接口121的接脚,而系统单芯片62(SoC)即可为该处理器系统芯片(SoC)20,而该控制系统63(EC/MCU)包括有控制单元(Electronic Control Unit,ECU)及微控制器(MCU/microcontroller)的应用组合。再者,一核心电源IC64(Core PMIC)电性连接该系统单芯片62(SoC)及该控制系统63(EC/MCU)。又,该系统单芯片62(SoC)电性连接一系统电源管理IC65(SYS PMIC),该系统电源管理IC 65(SYS PMIC)及核心电源IC 64(Core PMIC)属于该电源线路模块40的构成,该系统电源管理IC 65(SYS PMIC)并电性连接一动态随机存取内存66(DRAM/Dynamic random-access memory)及一闪存67(eMMC/Embedded Multi Media Card),该动态随机存取内存66(DRAM)及闪存67(eMMC)属于该内存构成32(内存系统30)的构成,如此即可完成本实施例的电路传输及控制的相关运作。
本实用新型的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统通过上述构成,其能提供一个高度整合线路设计,置入CPU、内存和电源线路在一个微型计算机芯片长宽45mm*45mm大小的空间,使其成为功能完整的微型计算机芯片,而构成All-in-One计算机(AIOC),并使这微型计算机芯片成为产业间共同运用的标准,以便简化未来计算机设计的复杂度,并享有缩短开发时间和增加系统稳定度的优势;同时,本实用新型能提供纳入一个业界所认同特定的接口而整合各类输出入装置,使达到与各类尺寸、形状的主板的输入接口沟通,达到传送和控制的极佳功效目的;再者,本实用新型更能通过导热及封装散热的设计,使三合一高度整合各类输出入装置的线路所产生热源的问题,得以有效排除散发而使温度大为降低,且亦能通过OSM-L标准提供了抗振动的PCB可焊接模块,并具有最大引脚面积比的精简外形,进而兼顾了技术的扩展性,达到具有高性能和微型化的整合性需求。
如此,上述说明已配合图式而详尽地说明本实用新型基于OSM-L标准的微型ALLIN ONE计算机芯片系统的实施例及其技术特征与功能。然而,必须加以强调的是,上述的详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明,然而该实施例并非用以限制本实用新型的涵盖范围,凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更,均应包含于本实用新型的保护范围中。

Claims (8)

1.一种基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,包括有:
一系统电路载板,为一长宽45mm*45mm的载板,该系统电路载板具有一载板顶层及载板底层,该载板顶层设有一高度电路整合设计的整合线路,该载板底层具有一SGeT所定义的OSM-L接口;
一处理器系统芯片,电性连接而设于该载板顶层;
一内存系统,电性连接而设于该载板顶层;
一电源线路模块,电性连接而设于该载板顶层;
一封罩壳盖,包括有一顶盖及四周边的侧盖,该封罩壳盖的底部呈透空,而使该封罩壳盖内部具有一容置空间,该容置空间用以设置该系统电路载板,并使该OSM-L接口向下方显露出,该封罩壳盖与该系统电路载板、该处理器系统芯片、该内存系统及该电源线路模块间具有一容置间隙,该容置间隙涂布填设有一散热膏。
2.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该载板底层的OSM-L接口并定义了662个接脚/节点以作为与外连接的接口。
3.如权利要求2所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该整合线路至少包括有:一用以设至该处理器系统芯片的第一模块区、一用以设至该内存系统的第二模块区及一用以设至该电源线路模块的第三模块区。
4.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该OSM-L接口使用对称LGA封装,而触点技术采用LGA或BGA。
5.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该封罩壳盖的纵/横剖面呈一ㄇ字型断面的散热片设计。
6.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该系统电路载板、该处理器系统芯片、该内存系统、该电源线路模块及该封罩壳盖组合后形成一微型ALL IN ONE计算机芯片,复数该微型ALL IN ONE计算机芯片设于一工业计算机的一系统主板上。
7.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该电源线路模块包括有电源供应与其控制单元。
8.如权利要求1所述的基于OSM-L标准的微型ALL IN ONE计算机芯片系统,其特征在于,该内存系统包括有一电性连接的内存基板及内存构成,该内存构成包括有至少一主存储器及其他选配性的储存内存。
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