一种基于国产龙芯处理器的显控设备

技术领域

本发明属于车辆显控领域，具体涉及一种基于国产龙芯处理器的显控设备。

背景技术

现有的显控设备，采用美国Intel或ARM公司的处理器芯片，外围的总线桥芯片，模拟数字转换芯片，通信控制器芯片大多为进口芯片。导致在国外的计算机体系架构上，固件、操作系统、设备驱动软件和应用软件受国外限制，且安全性得不到保证。进口的集成电路和操作系统通常都有后门，可能会造成安全隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于国产龙芯处理器的显控设备，以解决现有的显控设备固件、操作系统、设备驱动软件和应用软件受国外限制，且安全性得不到保证的问题。

二技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于国产龙芯处理器的显控设备，该显控设备包括设备壳体1、控制板2和显示屏3；其中控制板2包括：中央处理器芯片4、桥芯片5和现场可编程门阵列芯片6；现场可编程门阵列芯片中包括PCIe总线控制器7、CAN总线通信控制器8和总线互联逻辑9；

设备壳体1用于保护和固定其中的控制板2，设备壳体1装配有显示屏3；

控制板2是一块电路板，上面装配有中央处理器芯片4、桥芯片5和现场可编程门阵列芯片6；中央处理器芯片4通过前端总线连接桥芯片5；

现场可编程门阵列芯片6采用可编程逻辑技术把PCIe总线控制器7、CAN总线通信控制器8、总线互联逻辑9放到一个芯片上；PCIe总线控制器7通过PCIe总线连接桥芯片5，通过总线互联逻辑9连接CAN总线通信控制器8。

进一步地，设备壳体1还装配有开关和工作指示灯。

进一步地，控制板2为中央处理器芯片4正常工作提供了支持，并对芯片引脚提供静电放电保护。

进一步地，控制板2为各个芯片提供额定的工作电压。

进一步地，中央处理器芯片4、桥芯片5和现场可编程门阵列芯片6焊接装配于控制板2上。

进一步地，中央处理器芯片4采用3A5000-K处理器。

进一步地，桥芯片5采用7A2000-I桥片。

进一步地，现场可编程门阵列芯片6采用SMQ7K325TFFG900。

进一步地，该显控设备应用于车辆驾驶员席位。

进一步地，在现场可编程门阵列芯片6上采用硬件描述语言Verilog实现多个CAN总线通信控制器8。

三有益效果

本发明提出一种基于国产龙芯处理器的显控设备，本发明采用龙芯中科技术股份有限公司新型的中央处理器芯片4、桥芯片5，在FPGA中研发了具有自主知识产权的CAN总线通信控制器8。构建了显控设备。本发明实现了显控设备的硬件平台，提高了设备的元器件国产化率和自主可控等级。本发明应用于某车辆驾驶员席位上的显控设备，完成了显控设备的硬件设计。有效地获提高了元器件的国产化率和设备的自主可控水平。

附图说明

图1为本发明基于国产龙芯处理器的显控设备应用场景示意图；

图2为本发明基于国产龙芯处理器的显控设备外观图；

图3为本发明基于国产龙芯处理器的显控设备示意图；

其中，1.设备壳体2.控制板3.显示器4.中央处理器芯片5.桥芯片6.现场可编程门阵列芯片7.PCIe总线控制器8.CAN总线通信控制器9.总线互联逻辑。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，车辆中的显控设备，承担着车辆的状态信息的显示和控制任务。是载车底板的信息处理枢纽。随着国产化需求的日益迫切，需要一款基于国产处理器的显控设备。

如图2所示，本发明着眼于上国产化元器件，研制一种基于龙芯处理器的具有显示和控制功能的显控设备。

本发明的目的在于：采用国产龙芯中科技术股份有限公司先进的3A5000-K处理器、7A2000-I配套桥片为核心，通过PCIe高速总线，连接现场可编程门阵列器件FPGA。将通信控制器内嵌到FPGA中。提高了显控设备的自主可控等级和集成度。

FPGA采用深圳市国微电子有限公司的SMQ7K325TFFG900，该产品对标美国Xilinx公司的XC7K325T-1FFG900I。在FPGA中将PCIe控制器、总线互联架构、CAN总线通信控制器集成在一起，快速构建基于可编程芯片的通信接口扩展电路。

图3是本发明组成示意图。主要包括设备壳体1、控制板2、显示屏3。

其中控制板2包括：中央处理器芯片4、桥芯片5和现场可编程门阵列芯片6。现场可编程门阵列芯片中包括PCIe总线控制器7、CAN总线通信控制器8和总线互联逻辑9。

本发明的工作机理如下：

设备壳体1用于保护和固定其中的控制板2。设备壳体1装配有显示屏3、开关和工作指示灯等。

控制板2是一块电路板，上面焊接装配有中央处理器芯片4、桥芯片5和现场可编程门阵列芯片6。控制板2为中央处理器芯片4正常工作提供了支持，并对芯片引脚提供静电放电保护，为各个芯片提供额定的工作电压等。中央处理器芯片4通过前端总线连接桥芯片5。

现场可编程门阵列芯片6采用可编程逻辑技术把PCIe总线控制器7、CAN总线通信控制器8、总线互联逻辑9放到一个芯片上。采用硬件描述语言Verilog自主研制了CAN总线通信控制器8。PCIe总线控制器7通过PCIe总线连接桥芯片5，通过总线互联逻辑9连接CAN总线通信控制器8。

进一步地，在现场可编程门阵列芯片6上采用硬件描述语言Verilog实现多个CAN总线通信控制器8。

本发明采用龙芯中科技术股份有限公司新型的中央处理器芯片4、桥芯片5，在FPGA中研发了具有自主知识产权的CAN总线通信控制器8。构建了显控设备。本发明实现了显控设备的硬件平台，提高了设备的元器件国产化率和自主可控等级。本发明应用于某车辆驾驶员席位上的显控设备，完成了显控设备的硬件设计。有效地获提高了元器件的国产化率和设备的自主可控水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。