一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机制造技术

一种基于ＡＲＭ微处理器的ＰＣ１０４嵌入式计算机，有低功耗ＡＲＭ微处理器１和ＰＣ１０４时序控制器２０，ＡＲＭ微处理器１接有电源管理２、时钟管理和复位逻辑３、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ存储器４、ＬＣＤ和ＣＲＴ显示控制５、标准串口６、以太网接口７、红外接口８、ＵＳＢ接口９和ＣＡＮ接口１０；ＰＣ１０４时序控制器２０接有并行接口扩展２１、ＰＳ２键盘鼠标２２和ＰＣ１０４扩展总线２３。本机不使用散热片和风扇，增加了ＡＲＭ微处理器的ＰＣ１０４总线扩展，提高了应用系统设计的灵活性和兼容性，且具备可编程特性，可满足应用中各种变化之要求，功耗优化，具有高可靠性、高效能、低功耗、低成本、体积小等优点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机
本技术涉及一种嵌入式计算机，具体是指一种利用低功耗ARM微处理器进行中央运算处理和国际标准PC104总线进行扩展的嵌入式计算机。
技术介绍
目前，国际上主流的嵌入式计算机都是基于X86处理器的单板计算机系统，主要应用于工业控制、通信、安防、消费类电子等对高性能处理有着密切需求的领域。这种基于X86处理器的嵌入式计算机有两个明显的不足：一个是X86处理器功耗较高，一般情况下当处理器速度超过100MHZ时，嵌入式计算机的中央处理器必须加装散热片或对系统加装风扇，这样势必导致整个嵌入式计算机设备在功耗和体积上增大，不能满足很多对体积和功耗有严格限制的应用场合的需求；二是X86处理器的成本偏高，在同样的性能条件下，X86处理器的性价比明显劣于ARM微处理器。随着低功耗ARM微处理器的出现和完善，ARM微处理器被大量的应用到嵌入式设备中，但是由于ARM微处理器不能直接兼容PC104总线，到目前为止还没有将ARM微处理器和PC104总线扩展进行成功集成的应用系统出现，使得目前基于ARM微处理器的嵌入式系统丧失了PC104总线易于扩展的优势，从而使这种嵌入式系统的应用范围受到较大的限制。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机，它结合ARM微处理器高性能、低功耗的优点，以及PC104国际标准总线易于扩展、兼容性好的优点，优化这类嵌入式计算机的性能，极大地扩展嵌入式计算机的应用范围。本技术的技术解决方案是，一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机，参见图1，包括有低功耗ARM微处理器1和PC104时序控制器20。所述低功耗ARM微处理器1分别电接有电源管理模块2、时钟管理和复位逻辑3、SDRAM和FLASH存储器4、LCD和CRT显示控制5、标准串口6、以太网接口7、红外接口8、USB接口9和CAN接口10；所述PC104时序控制器20分别电接有并行接口扩展21、PS2键盘鼠标22和PC104扩展总线23。上述低功耗ARM微处理器1与PC104时序控制器20相电接。上述PC104时序控制器20通过可编程逻辑器件设计实现PC104时序控制，-->使ARM微处理器能与PC104总线相连并对其进行控制。本技术的工作原理是，鉴于上述电源管理模块2具有低功耗特征，可自动监测系统的状态，当ARM微处理器出于闲置状态时，电源管理模块自动进入待机节电模式。上述SDRAM和FLASH存储器4采用Nand非线性FLASH芯片，使该装置的非易失存储容量可达128M字节以上。上述PC104时序控制器20具有可编程功能，能对编程逻辑进行重新设计。故可使得本技术利用ARM微处理器和PC104总线各自的优势，实现由ARM微处理器系统和PC104接口控制两大部分构成的嵌入式计算机系统。整个系统以低功耗ARM微处理器为核心，电源管理模块、时钟管理和复位逻辑为ARM微处理器提供正常的电源、时钟和复位信号；存储器为ARM微处理器提供了程序和数据存储空间；内嵌在ARM微处理器处理最小系统中的显示控制、以太网控制器、USB控制器、串口控制器和CAN总线控制器提供了嵌入式计算机所必须的外设接口；PC104时序控制器为基于ARM微处理器的嵌入式计算机提供了独特的PC104国际标准总线扩展。而进一步的优化体现在PC104时序控制器上，目前国际上还没有能够直接与ARM微处理器接口的通用PC104时序控制器，这也是目前还没有成功的ARM微处理器和PC104总线结合应用的主要原因，通过可编程逻辑器件设计实现PC104时序控制，使得ARM微处理器能够与PC104总线相连并对其进行控制。参见图2，PC104总线控制时序利用了ARM微处理器处理的读写信号NOE和NEW、第24号地址线A24、内存片选信号nMemCS16、IO片选信号nIOCS16以及时钟和复位信号CLOCK&RST，在可编程逻辑内部功能电路的管理下，产生正确的总线等待信号PWAIT、使能信号AEN和ALE以及其它PC104控制时序所需的信号，从而完成对PC104外部扩展模块的访问。优化的上述装置还包括电源管理模块功能，该装置的电源管理模块电路可以监测系统的状态，当ARM微处理器出于闲置状态时，电源管理模块将进入待机状态的节点模式，当有任务需要处理时，可以将ARM微处理器唤醒并进入工作状态，这种模式进一步优化了ARM微处理器的低功耗特征。还包括有SDRAM和FLASH存储器，采用Nand非线性FLASH芯片，使得该装置的非易失存储容量可达128M字节以上；此外，它还包括有可编程逻辑，可编程逻辑是一种在系统硬件可编程的器件，当应用需求发生变化时，通过对可编程逻辑的重新设计满足实际应用对硬件的需求。由以上可知，本技术为一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机，-->它相比现有技术有如下优点：1、采用低功耗ARM微处理器，消除了嵌入式计算机对散热片和风扇的需求，减少系统功耗和体积，降低了成本。2、PC104时序控制器的设计增加了ARM微处理器的PC104总线扩展，极大地提高了应用系统设计的灵活性和兼容性。3、采用可编程逻辑器件，使得该装置具有在系统硬件可编程特性，适应了应用要求变化时对硬件做相应修改的需求。4、智能电源管理模块模式，使得装置功耗进一步得到优化。5、上述优势使得该装置具有高可靠性、高效能、低功耗、低成本、体积小的特征。附图说明：图1是本技术基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机的结构框图。图2是利用可编程逻辑器件实现的PC104时序控制器电路图。图1～2中，1.低功耗ARM微处理器，          2.电源管理模块，          3.时钟管理和复位逻辑，         4.SDRAM和FLASH存储器，          5.LCD和CRT显示控制，           6.标准串口，          7.以太网接口，                 8.红外接口，          9.USB接口，                    10.CAN接口，          20.PC104时序控制器，           21.并行接口扩展，          22.PS2键盘鼠标，               23.PC104扩展总线。具体实施方式以下结合基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机实施例对本技术进行详细说明。实施例：本例基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机结构如图1所示，低功耗ARM微处理器1选用型号为S3C2410A(200MHZ)的ARM微处理器，分别电接有电源管理模块2、时钟管理和复位逻辑3、SDRAM和FLASH存储器4、LCD和CRT显示控制5、标准串口6、以太网接口7、红外接口8、USB接口9和CAN接口10，其中SDRAM和FLASH存储器4取用32M SDRAM和64M Flash存储器；PC104时序控制器20分别电接有并行接口扩展21、PS2键盘鼠标22和PC104扩展总线23，实现PC104时序控制器的可编程逻辑芯片的型号是：XC95144XL-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＡＲＭ微处理器的ＰＣ１０４嵌入式计算机，其特征是包括有低功耗ＡＲＭ微处理器（１）和ＰＣ１０４时序控制器（２０），所述低功耗ＡＲＭ微处理器（１）分别电接有电源管理模块（２）、时钟管理和复位逻辑（３）、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ存储器（４）、ＬＣＤ和ＣＲＴ显示控制（５）、标准串口（６）、以太网接口（７）、红外接口（８）、ＵＳＢ接口（９）和ＣＡＮ接口（１０），所述ＰＣ１０４时序控制器（２０）分别电接有并行接口扩展（２１）、ＰＳ２键盘鼠标（２２）和ＰＣ１０４扩展总线（２３），上述低功耗ＡＲＭ微处理器（１）与ＰＣ１０４时序控制器（２０）相电接。

【技术特征摘要】
1、一种基于ARM微处理器的PC104嵌入式计算机，其特征是包括有低功耗ARM微处理器(1)和PC104时序控制器(20)，所述低功耗ARM微处理器(1)分别电接有电源管理模块(2)、时钟管理和复位逻辑(3)、SDRAM和FLASH存储器(4)、LCD和CRT显示控制(5)、标准串口(6)、以太网接口(7)、红外接口(8)、USB接口(9)和CAN接口(10)，所述PC10...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭向杰，
申请(专利权)人：长沙科瑞捷机电技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]