[发明专利]一种基于x86体系结构处理器的VME单板计算机装置

说明书

技术领域

本发明涉及通用阵列信号处理机中主板的开发设计领域，具体涉及采用x86体系结构处理器实现VME单板计算机的设计装置。

背景技术

目前x86体系结构处理器的计算机都是PCI或PCIE总线结构的，通用信号处理机中VME主板的实现方式是将PCI或PCIE总线转换为VME总线。现有的设计方案都是采用专用VME总线桥芯片的方式，如图1所示。

采用这种实现方式具有开发设计简单、软件升级方便等优点，但是缺点也是显而易见的。

现有的x86体系结构处理器的VME单板计算机，采用专用VME总线桥芯片的设计方法，缺点表现在以下几方面：

1、对专用芯片的依赖性太大。从上个世纪80年代末VME被IEEE接纳为正式标准开始，VME信号处理机得到了大力发展。随着处理器的发展和总线技术的进步，信号处理机也不断革新，一些新型标准的信号处理机慢慢取代了低带宽的VME信号处理机，所以，一些生产专用VME总线桥芯片的厂商逐渐停产，给传统的设计方案带来很大的不利影响，甚至使方案不再可行。

2、扩展性差。VME总线很难满足信号处理机的发展对带宽的需求，对现有VME总线进行扩展，是一个有重要实际意义的问题。而专用芯片实现的功能都是固定的，用户无法对其进行扩展，大大限制了VME单板计算机的发展。

3、套路老旧，易于模仿。方案的实现方法简单易懂，极易被人模仿，产品在市场上没有竞争力。

发明内容

本发明就是为了克服现有技术方案的这些局限性，创新性的使用PCI或PCIE桥芯片加FPGA（可编程逻辑器件）的设计方法，完成x86体系结构处理器的VME单板计算机的设计，VME总线接口通过FPGA（可编程逻辑器件）实现，并且对VME总线进行了扩展，大大提高了总线带宽。

具体而言，本发明提出了一种一种基于X86体系结构处理器的VME单板计算机装置，所述装置包括CPU模块(101)、PCI或PCIE总线桥芯片(201)以及接口模块(301)，其中

所述CPU模块(101)为嵌入式计算机模块，通过PCI或PCIE总线连接于所述PCI或PCIE总线桥芯片(201)，包括处理器、内存，包括PCI总线、PCIE总线、SATA接口、USB接口、千兆以太网接口、VGA接口；

所述PCI或PCIE总线桥芯片(201)，通过PCI或PCIE总线连接于所述CPU模块(101)和通过本地总线连接于所述接口模块(301)，用于PCI或PCIE总线到本地总线之间的转换；

所述接口模块(301)，通过本地总线连接于连接于所述PCI或PCIE总线桥芯片(201)，用于通过FPGA实现本地总线到VME总线的转换。

根据本发明另一方面，其中所述CPU模块(101)通过PCI或PCIE总线访问所述PCI或PCIE总线桥芯片(201)的本地总线存储空间和IO空间。

根据本发明另一方面，所述PCI或PCIE总线桥芯片(201)的本地总线包括地址线LA[31:2]、数据线LD[31:0]、地址选通信号ADS#、读写信号LW/R#、空闲信号READY#等，VME总线包括地址线A[31:0]、数据线D[31:0]、地址选通信号AS#、数据锁存信号DS[1:0]、数据传输应答信号DTACK#、读写信号WRITE#。

根据本发明另一方面，其中所述接口模块(301)通过FPGA内部的状态机实现本地总线到VME总线的转换，状态机由VHDL硬件编程语言设计。

根据本发明另一方面，其中所述本地总线除了可以通过接口模块(301)访问VME总线，还可以访问接口模块(301)内部设立的寄存器。

根据本发明另一方面，其中接口模块(301)上设置LVDS接口，所述LVDS接口连接到接口模块(301)内部的FIFO，时钟线作为FIFO的读写信号，帧同步线作为FIFO的使能信号，数据线连接到FIFO的数据线。

本发明提出的VME单板计算机装置通过采用PCI或PCIE总线桥芯片+FPGA（可编程逻辑器件）的设计方案，可扩展性高，大大提高了VME单板计算机的总线带宽。VME总线的带宽只有几十MB/s，本设计通过接口模块301扩展出了LVDS接口，使总线带宽达到了上百MB/s，消除了对专用VME桥芯片的依赖性。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明：

附图1所示为现有技术专用VME总线桥芯片设计的示意图；