[发明专利]基于龙芯2F CPU的单板计算机及其复位管理和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单板计算机，具体涉及一种基于龙芯2F CPU的单板计算机及其复位管理和使用方法。

背景技术

目前，在高能物理实验的控制系统和数据获取系统中，广泛采用具有VME（VersaModule Eurocard）总线接口的单板计算机作为系统的前端节点。一般来说，这些前端节点部署于实验现场，工作在较为恶劣的环境中，要求单板计算机具有高稳定性，长寿命的特点。同时由于环境对功耗的限制，要求这些单板计算机有很高的性能功耗比。由于使用数量较大，对于前端节点的成本也有较多的限制。目前在高能物理实验中所使用的单板计算机都是基于PowerPC和X86架构的CPU构建。这些单板计算机一般都有价格较高，维修周期长等缺点。

现有的龙芯2F CPU是中国科学院计算技术研究所研制的通用CPU，具有较高的性能功耗比及性价比。然而目前龙芯系列CPU如何被产业化应用成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种龙芯2F CPU在产业化应用中的解决方案，能够节约高能物理实验建造与运行维护的成本。

本发明涉及一种基于龙芯2F CPU的单板计算机，包括龙芯2F CPU、DDR2内存模块、VME总线接口模块、千兆网络模块、MINI PCI插槽、复位管理电路、系统时钟源与PCI时钟源、电源模块、固件FLASH电路、实时时钟、看门狗电路、8位DIP开关、I2C总线接口电路和串口以及外设，其中龙芯2F CPU通过PCI总线与千兆网络模块、MINI PCI插槽和VME总线接口模块相连接；实时时钟、看门狗电路、8位DIP开关、I2C总线接口电路以及所述的串口及外设通过LOCAL_IO接口与龙芯2F CPU相连接；龙芯2F CPU通过VME总线接口模块与VME总线接插件相耦合。

本发明还同时提供上述的基于龙芯2F CPU的单板计算机的实现复位管理的方法，其中的电源模块的各供电电压通过比较器与标准电压相比较；当所述的供电电压达到所述的标准电压的90%以上时，给出相应电压就绪信号*_OK，对于有上电顺序控制要求的电压等级，将上一级电压就绪信号接入下一级电压使能控制端子；最后一级电压就绪信号与所述的手工复位信号、所述的软件控制的复位信号、根据跳线选择的所述的VME总线复位信号线与后作为复位控制信号提供给所述的复位控制电路；当所述的复位控制信号为低电平时，触发所述复位控制电路去抖动后输出全局复位信号，并保持至少120ms。

本发明还提供上述的基于龙芯2F CPU的单板计算机在高能物理实验中的使用方法，单板计算机插在VME机箱的任一槽中时，能够作为数据获取系统中的前端数据获取计算机，接受上位计算机的指令；或者完成对其它VME插件的配置、控制其它VME插件的运行、读取实验数据、对实验数据检查数据完整性，进行在线修正，完成在线封装后，打包后发往上位计算机；或作为控制系统中的前端控制计算机，接收上位计算机及其它前端控制计算机的设定、指令及数据；完成对其他插件的配置；读取反馈变量；完成闭环控制、开环控制或程序控制运算；设定控制变量；将控制变量及反馈变量发往上位计算机及其他前端控制计算机。可以作为测试插件，插在VME总线机箱中除第一槽的任一槽中，通过程序，模拟仿真特定VME插件的功能，通过网络或者串口接收上位计算机的配置，接受VME机箱内其他单板计算机的访问，产生仿真数据，测试系统功能和性能。作为协处理插件，插在VME总线机箱中除第一槽的任一槽中，通过网络或者串口接收VME机箱内其他插件的访问，利用板载的龙芯2F CPU处理其他插件写入的数据，通过网络及VME总线输出处理结果。本发明还提供基于龙芯2F CPU的单板计算机在高能物理实验中的使用方法。

本发明通过上述技术方案实现龙芯2F CPU的单板计算机在高能物理试验中的使用，从而解决龙芯2F CPU大规模产业化问题，具有高的性能、低的成本、低功耗的优点。

附图说明

图1为本发明的单板计算机的结构示意图；

图2为本发明的单板计算机与传统单板计算机的效果比较示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明应用在高能物理实验数据及控制系统的单板计算机进行详细说明。