基于CPCIe总线计算机终端系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于CPCIe总线计算机终端系统，属于通信技术领域。主要包括机箱、七块板卡、航空插头连接器、散热元件；通过CPCIe总线构成的计算机终端系统，能够满足高清视频、万兆网络等高速数据的快速传输，且不易被外界系统干扰、可靠性高；在设备出现故障时，可快速定位故障板卡，缩短维护时间，保证部队训练的正常使用；因机箱为全封闭式，故采用采用热管散热器作为主要散热方式来降低主板热量，同时机箱后端的风机利用强迫风冷的方式，将导出至散热器上的热量抽出，能产生较高地散热效率，保证系统的正常工作，延长系统使用寿命；本实用新型专利技术具有传输速率快、维护时间短以及散热效率高的优点，适合大量推广。

Computer terminal system based on cpcie bus

【技术实现步骤摘要】
基于CPCIe总线计算机终端系统
本技术涉及通信
，具体涉及基于CPCIe总线计算机终端系统。
技术介绍
PCI总线由Intel公司在上世纪90年代推出的一种局部总线，工作频率为33MHz/66MHz，最大带宽为266Mb/s，PCI总线的提出是为了取代早期的ISA总线，提高传输速率和数据带宽，广泛用于通信、采集、控制等工业和军用场合。现有XXXX工程陆军履带式/轮式侦察车计算机终端系统采用32位PCI总线架构设计，通信扩展板挂接在PCI总线上，32位PCI总线的带宽为133Mb/s，基本满足串行接口、CAN接口、并行打印接口等低速接口的应用场合。随着总线技术的发展及侦察车项目新的需求的提出，需要传输高清视频、万兆网络等高速数据，原有的PCI总线已经不能满足高速数据的传输要求，因此，在原有侦察车终端系统的基础上提出基于CPCIe总线的计算机终端系统的设计。现有的计算机终端在运行过程中出现故障时，通常需要采取断电检查、部件互换的步骤才能定位故障板卡，然后通过更换部件的方式解决故障，使得系统故障维护的时间较长；由于计算机终端系统中安装CPU板、电源板、网络交换板等发热量大的板卡，为达到系统正常工作及延长系统使用寿命的目的，需要将系统内部产生的热量及时散发出去，现有散热方式多针对于开放式机箱，在军用领域采用的全密闭机箱的散热设计较少。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术提供基于CPCIe总线的传输速率快、维护时间短以及散热效率高的计算机终端系统的设计。本技术的技术方案为：基于CPCIe总线计算机终端系统，主要包括底端设有机箱托架且侧壁分别设有进风口和出风口的机箱、设于所述机箱内部的六块板卡、设于机箱前后面板的多个航空插头连接器、散热元件；机箱前侧壁分别设有电源开关、重启开关以及自毁按钮，机箱外壁设有多个散热齿，且多个所述散热齿形成散热风道；七块所述板卡均设置于机箱内，分别为CPU板、CamerLink通信板、SDI通信板、CAN总线总统板、串行总线通信板、电源板以及系统底板(图中未标注出，垂直于上述六块板卡，安装在机箱内部)，各个板卡通过I2C总线连接，其中，所述系统底板设计为主设备，CPU板、CamerLink通信板、SDI通信板、CAN总线总统板、串行总线通信板以及电源板分别设置为从设备；多个所述航空插头连接器分别引出USB、PS/2、LAN、DVI、RS232、RS485、RS422、CamerLink接口，连接与相应设备的电缆，完成计算机系统的人机交互、数据通信功能；所述散热元件包括固定设于相邻两个散热齿之间且紧贴机箱外壁的多个热管、与多个所述热管连接的散热器、设于所述出风口处的风机。进一步地，所述机箱前侧壁设有电源指示灯、硬盘工作指示灯以及过热报警指示灯，所述电源指示灯、硬盘工作指示灯以及过热报警指示灯均为红绿双色指示灯，通过上述指示灯能够直观显示各个元件的工作状态和故障状态，便于快速掌握各个元件的工作状态，直观找出故障部件，增加装置运行可靠性。进一步地，所述CPU板采用6UCPCIe结构设计，配置为1个X8通道，1个X4通道,4个X1通道，CamerLink通信板采用3UCPCIe结构设计，使用VPX连接器，与CPU板CPCIe总线的X8通道连接，将外部光电设备的数字视频数据转换为数字信息与CPU进行交互，SDI通信板采用3UCPCIe结构设计，使用VPX连接器，与CPU板CPCIe总线的X4通道连接，将外部光电设备的模拟视频数据转换为数字信息与CPU进行交互，CAN总线总统板采用3UCPCIe结构设计，使用CPCIe连接器与CPU板CPCIe总线的X1通道连接，通过高速CAN总线与侦察车CAN总线设备连接，完成CAN总线控制及数据交互功能，其中，CPCIe连接器为ERNI973028ZD连接器，串行总线通信板采用3UCPCIe结构设计，使用CPCIe连接器与CPU板CPCIe总线的X1通道连接，通过高速串行总线与侦查车串行总线设备连接，电源板采用3UCPCI结构设计，为整个计算机终端系统提供电源支持，将输入+18V～+36V直流电源转换为系统使用的+12V、+5V、+3.3V电源，系统底板设计7个插槽，2个6U插槽和5个3U插槽，CPU板占用1个6U插槽，预留1个6U插槽，CamerLink通信板、SDI通信板、CAN总线总统板、串行总线通信板占用4个3U插槽；电源板占用1个3U插槽。进一步地，上述串行总线包含RS232、RS422、RS485三种串行总线，完成串行总线控制及数据交互功能。进一步地，六块所述板卡均设计有自检电路、状态采集电路和上报电路，通过状态采集电路实时采集板卡每一路电压的电压值和电流值、板卡当前温度值以及主控芯片的工作状态信息。进一步地，所述系统底板使用Cortex-M3架构的ARM处理器，其型号为LPC1752，设计为I2C总线主设备。进一步地，机箱侧壁均匀设有多个插接散热口，上述散热元件的结构可替换为：包括两个相对设置且扣接在机箱外的散热罩、通过连接管与散热罩连接的空压机、用于检测机箱内温度的温度传感器、设于所述出风口处的抽风机，所述散热罩内壁设有可插入所述插接散热口并延伸至机箱内的多个散热嘴，通过温度传感器对机箱内的温度进行检测，当需要散热时，通过空压机将外部空气抽至散热罩内，然后经多个散热嘴喷出至机箱内部各处，通过抽风机对机箱内冷却后的空气抽出，通过上述方式可对各处的电气元件散发的热量都能冷却到位，不存在冷却死角，且智能化程度高，且当使用时间较长时，可将两个散热罩拆下对散热嘴进行清理，操作方便，安全可靠。本技术的工作原理为：(1)通过机箱托架将机箱安装至适当位置，打开电源开关启动装置运行；(2)当机箱内各个元件正常运行时，CPU板通过TurboBoost技术将主频提升至3.1GHz，CamerLink通信板将外部光电设备的数字视频数据转换为数字信息与CPU进行交互，SDI通信板将外部光电设备的模拟视频数据转换为数字信息与CPU进行交互，CAN总线总统板通过高速CAN总线与侦察车其他CAN总线设备连接，完成CAN总线控制及数据交互功能，串行总线通信板通过高速串行总线与侦查车其他串行总线设备连接，电源板为整个计算机终端系统提供电源支持，将输入+18V～+36V直流电源转换为系统使用的+12V、+5V、+3.3V电源，系统底板完成各个功能板卡与CPU板之间的互联互通功能，并设计ARM处理器完成面板指示灯控制、自毁按钮状态采集、控制命令下发和各个板卡状态信息采集的功能，利用多个所述航空插头连接器连接与相应设备的电缆，完成计算机系统的人机交互、数据通信等功能；(3)在上述过程中，利用七块板卡的状态采集电路实时采集板卡每一路的电压值和电流值、板卡当前温度值、主控芯片的工作状态等信息，当出现异常情况时，可向CPU板上报，其中，系统底板作为此功能的核心，功能的实现过程如下：a.通过I2C总线在系统加电期间给每个部件发送自检命令后，实时获取每个板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CPCIe总线计算机终端系统，其特征在于：主要包括底端设有机箱托架(10)且侧壁分别设有进风口(11)和出风口(12)的机箱(1)、设于所述机箱(1)内部的七块板卡(2)、设于机箱(1)前后面板的多个航空插头连接器(3)、散热元件(4)；/n机箱(1)前侧壁分别设有电源开关(13)、重启开关(14)以及自毁按钮(15)，机箱(1)外壁设有多个散热齿(16)，且多个所述散热齿(16)形成散热风道(160)；/n七块所述板卡(2)均设置于机箱(1)内，分别为CPU板(20)、CamerLink通信板(21)、SDI通信板(22)、CAN总线总统板(23)、串行总线通信板(24)、电源板(25)以及系统底板，各个板卡(2)通过I

【技术特征摘要】
1.基于CPCIe总线计算机终端系统，其特征在于：主要包括底端设有机箱托架(10)且侧壁分别设有进风口(11)和出风口(12)的机箱(1)、设于所述机箱(1)内部的七块板卡(2)、设于机箱(1)前后面板的多个航空插头连接器(3)、散热元件(4)；
机箱(1)前侧壁分别设有电源开关(13)、重启开关(14)以及自毁按钮(15)，机箱(1)外壁设有多个散热齿(16)，且多个所述散热齿(16)形成散热风道(160)；
七块所述板卡(2)均设置于机箱(1)内，分别为CPU板(20)、CamerLink通信板(21)、SDI通信板(22)、CAN总线总统板(23)、串行总线通信板(24)、电源板(25)以及系统底板，各个板卡(2)通过I2C总线连接，其中，所述系统底板设计为主设备，CPU板(20)、CamerLink通信板(21)、SDI通信板(22)、CAN总线总统板(23)、串行总线通信板(24)以及电源板(25)分别设置为从设备；
多个所述航空插头连接器(3)分别引出USB、PS/2、LAN、DVI、RS232、RS485、RS422、CamerLink、SDI接口，连接与相应设备的电缆，完成计算机系统的人机交互、数据通信功能；
所述散热元件(4)包括固定设于相邻两个散热齿(16)之间且紧贴机箱(1)外壁的多个热管(40)、与多个所述热管(40)连接的散热器(41)、设于所述出风口(12)处的风机(42)。


2.根据权利要求1所述的基于CPCIe总线计算机终端系统，其特征在于，所述机箱(1)前侧壁设有电源指示灯(17)、硬盘工作指示灯(18)以及过热报警指示灯(19)，所述电源指示灯(17)、硬盘工作指示灯(18)以及过热报警指示灯(19)均为红绿双色指示灯。


3.根据权利要求1所述的基于CPCIe总线计算机终端系统，其特征在于，所述CPU板(20)采用6UCPCIe结构设计，配置为1个X8通道，1个X4通道,4个X1通道，CamerLink通信板(21)采用3UCPCIe结构设计，使用VPX连接器，与CPU板(20)CPCIe总线的X8通道连接，将外部光电设备的数字视频数据转换为数字信息与CPU进行交互，SDI通信板(22)采用3UCPCIe结构设计，使用VPX连接器，与CPU板(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：田英峰，李冬伟，
申请(专利权)人：西安长远电子工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61