視頻處理模塊設(shè)計(jì)方案報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 熱平衡設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有的電路板的生產(chǎn)工藝，可以把其結(jié)構(gòu)認(rèn)為是如圖6 所示，1）芯片晶體：2）芯片封裝材料；3）芯片焊腳；4）印制板導(dǎo)電層；5）印制板絕緣層圖6 電路板的結(jié)構(gòu)圖電路板由若干器件和印制板組成，對高溫環(huán)境敏感的器件就是芯片。c) 選擇板載固態(tài)硬盤和板載內(nèi)存設(shè)計(jì)，提高抗震加工技術(shù)。在主控模塊設(shè)計(jì)時(shí)，按照先天加固技術(shù)要求，充分考慮主控模塊加固、散熱以及電磁兼容、生產(chǎn)加工等方面的各種要求，結(jié)合客戶提供的主控模塊尺寸，來設(shè)計(jì)主控模塊PCB 的外形尺寸。 1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 使用基于LX800 構(gòu)建的主控模塊，設(shè)備內(nèi)總線采用標(biāo)準(zhǔn)CPCI 接口，采用客戶要求的結(jié)構(gòu)形式和連接器系統(tǒng)。詳細(xì)見圖6 所示。其整個(gè)功耗小于6W，所以對電源的功率要求不高。電源芯片采用AMDLX800公板圖推薦的Richtek公司的開關(guān)電源芯片RT9214。該橋芯片支持1 轉(zhuǎn)4 的PCI資源擴(kuò)展，該產(chǎn)芯片的兼容性非常好，根據(jù)公司以往的產(chǎn)品測試報(bào)告顯示，其在惡劣的環(huán)境下工作性能也能滿足該板的性能要求。完全能滿足該板的性能要求。所以完全可以達(dá)到技術(shù)要求上的參數(shù)。該芯片組根據(jù)目前我們公司的平臺可以直接找AMD的一級代理商拿貨，目前訂貨周期一般商業(yè)及的為24周，工業(yè)級的需要在48周。另外一種是分布式的方法，每個(gè)系統(tǒng)都工作在本地的時(shí)鐘之下，各個(gè)系統(tǒng)之間通過發(fā)送時(shí)間戳并經(jīng)過適當(dāng)?shù)挠?jì)算進(jìn)行時(shí)間同步，這一方式實(shí)現(xiàn)簡單，但是時(shí)間同步精度差。主機(jī)工作異常=總線接口不正常 or CPU 工作不正常。 寄存器功能描述實(shí)現(xiàn)仲裁邏輯的基礎(chǔ)是定義相關(guān)的寄存器，定義的寄存器包括：■ 總線狀態(tài)寄存器RBUS（16bits）：標(biāo)記總線工作是否正常；■ CPU 狀態(tài)寄存器RCPU（16bits）：標(biāo)記本地CPU 狀態(tài)是否運(yùn)行正常；■ 控制寄存器 RCTL（16bits）：控制本地總線接口的使能；■ 幀標(biāo)記寄存器 RFRE（16bits）：顯示完成的幀循環(huán)標(biāo)記。由于雙機(jī)同時(shí)占用總線時(shí)會造成通信沖突，解決這一問題的方法是限制熱備機(jī)只從總線接收數(shù)據(jù)，而不向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，所有對總線數(shù)據(jù)的響應(yīng)，由主機(jī)完成，由于總線接口芯片都具有使能（enable）功能，因此可以通過控制使能位完成這一設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)冗余雙機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示：圖 5 雙機(jī)冗余結(jié)構(gòu)在圖5中，系統(tǒng)啟動時(shí)通過ID 值的判定，默認(rèn)將計(jì)算機(jī)A 作為主機(jī)，計(jì)算機(jī)B 作為熱備機(jī)使用。帶熱備份的雙機(jī)比較系統(tǒng)是在增強(qiáng)型雙機(jī)比較系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)熱備計(jì)算機(jī)，通常系統(tǒng)中帶有進(jìn)行故障定位的自診斷程序。NMR 可以容忍(N 一1)/2 個(gè)故障模塊。通常采用的結(jié)構(gòu)是三模冗余TMR(Triple Modular Redundancy)和二模冗余結(jié)構(gòu)。隨著半導(dǎo)體元件體積的縮小及成本的下降，以及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，在計(jì)算機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用硬件冗余成為當(dāng)前比較常用的方法。該方案對于我司來講是十分成熟的方案，以及應(yīng)用于多個(gè)平臺設(shè)計(jì)。 I/O及外部接口設(shè)計(jì)XTDBJ1120采用Winbond I/O芯片的W83627HG來實(shí)現(xiàn)電壓監(jiān)測和看門狗自檢，PS2的鼠標(biāo)鍵盤接口以及2路RS232接口。 以太網(wǎng)口設(shè)計(jì)AMD CPU LX800是PCI總線架構(gòu)，按照要求我們設(shè)計(jì)時(shí)選用Intel的LU82551 100M PCI總線的芯片，該芯片是業(yè)界很成熟的產(chǎn)品，在各種行業(yè)中都應(yīng)用很廣泛，因?yàn)長X800 CPU只提供4套PCI資源，為了更多的擴(kuò)充PCI設(shè)備，在設(shè)計(jì)中增加了一顆PLX公司推出的支持熱插拔的PCI橋接芯片PCI6140,PCI6140可實(shí)現(xiàn)1個(gè)PCI資源擴(kuò)展為4個(gè)PCI資源。Geode LX 具有內(nèi)建加碼引擎與2D 繪圖功能，這些圖像處理功能，完全能夠滿足應(yīng)用需求。Geode LX 800 為一款高性能、低功耗的嵌入式CPU，其配套套I/O 控制器是CS5536 芯片，集成了系統(tǒng)所需的各種外部I/O，內(nèi)存支持 DDR400(最大 2 GB)。功能與性能指標(biāo) 硬件技術(shù)要求a) 芯片類型：X86；b) 主頻：≥800MHZ；c) 內(nèi)存： 512MB；d) 硬盤：8G 電子硬盤，IDE 接口；e) 顯示：能同時(shí)支持 VGA 及LVDS 液晶屏顯示，最小分辨率800600：f) 鼠標(biāo)鍵盤：2 路PS2 接口；g) 網(wǎng)口：3 路物理隔離的10/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；h) 串口：4 路RS232 接口；i) USB：4 ；j) 看門狗定時(shí)器：0―255 級，提供C 語言函數(shù)調(diào)用接口；k) 電源及復(fù)位：在板卡頂部預(yù)留1 個(gè)電源開關(guān)及1 個(gè)復(fù)位鍵來保證本板卡的單獨(dú)供電和復(fù)位。XXX 設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)為統(tǒng)一規(guī)范的模塊結(jié)構(gòu)，主要組成模塊在性能上能夠滿足較長時(shí)期的應(yīng)用。CPCI主板仍然是PCI總線的電氣特性和軟件標(biāo)準(zhǔn)，加上歐式卡的工業(yè)組裝，從而構(gòu)建成穩(wěn)定且應(yīng)用范圍廣泛的一種符合國際標(biāo)準(zhǔn)的真正意義上的工業(yè)計(jì)算機(jī)。 引言與范圍隨著國家日益富強(qiáng)，通訊、交通、軍事等領(lǐng)域的高速發(fā)展，對高可靠性的CPCI工控機(jī)的需求與日俱增。XXX 設(shè)備要求雙機(jī)熱備份，即主CPU 卡和從CPU 卡同時(shí)工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)主CPU 卡故障時(shí)，從CPU 卡實(shí)時(shí)切換，并隔離主CPU 卡。歷史及修改原因第一版設(shè)計(jì)，版本號：。根據(jù)系統(tǒng)對性能、功耗方面的具體要求，我們選擇了在低功耗、高性能嵌入式領(lǐng)域被大量應(yīng)用的AMD 公司的LX800 作為主控模塊的核心CPU。常規(guī)通風(fēng)條件下無需散熱器或風(fēng)扇，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的整體功耗，利用機(jī)箱，特別是密閉機(jī)箱的熱設(shè)計(jì)，大大增加系統(tǒng)的可靠性。圖2 板載內(nèi)存設(shè)計(jì)方案Bank03為一組，采用片選信號CS0和時(shí)鐘使能信號CLKE0；Bank47為一組，采用片選信號CS1和時(shí)鐘使能信號CLKE1來實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)方式的優(yōu)點(diǎn)在于以太網(wǎng)口的PCI總線出了問題不會影響到CPU主板的正常工作。 硬盤及顯示接口設(shè)計(jì)XTDBJ1120采用板載固態(tài)硬盤設(shè)計(jì)，以提高整板的抗震性和防塵性，固態(tài)硬盤設(shè)計(jì)方案選用SMI公司的IDE主控芯片SM2231,掛兩顆FLASH以備電子硬盤的容量擴(kuò)充。關(guān)鍵技術(shù) 雙機(jī)冗余總體結(jié)構(gòu)容錯(cuò)技術(shù)主要是依靠資源的冗余和系統(tǒng)重構(gòu)資源的精心組織來完成的。它應(yīng)用了故障掩蔽的概念，即是指冗余結(jié)構(gòu)并不隨故障情況變化的冗余形式。N 一般為奇數(shù)，以方便進(jìn)行多數(shù)表決。主動硬件冗余的形式有雙機(jī)比較、備用替換和成對備用。XXX設(shè)備要求在雙機(jī)切換時(shí)，數(shù)據(jù)
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