零终端机制造技术

本发明专利技术公开了一种零终端机，用以实现一种无CPU、无操作系统的终端机，从而简化硬件结构，提升处理速度。该零终端机包括：壳体，所述壳体外部设置有网络接口和输入/输出接口，所述壳体内部设置有现场可编程门阵列以及分别连接到所述现场可编程门阵列的以太网处理单元、微控制单元、协议引擎单元和输入/输出单元，其中，所述以太网处理单元还分别与所述网络接口、所述微控制单元相连；所述微控制单元还与所述协议引擎单元相连；所述协议引擎单元还与所述输入/输出单元相连；所述输入/输出单元还与所述输入/输出接口相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种零终端机。
技术介绍
传统的終端机通常为PC机、笔记本电脑等设备。在这些终端机中，通常都包含有CPU、存储器和操作系统，其硬件结构复杂，制作成本昂贵。而且，在这些终端机中，各种输入/输出设备之间无法直接通信，必须经过CPU进行处理，因此，需要经过一系列复杂的处理过程，导致速度慢、效率低。另外，終端机中的所有硬件都由操作系统进行统ー管理，而操作系统是由软件实现的，按自底向上通常可分为操作系统内核、驱动程序、接ロ层和应用层。在这种操作系统架构中，当网卡接收到数据帧后，数据帧需要经过操作系统的层层处理才能提交给对应的应用程序，应用程序处理完后，又要经过层层处理才能提交给对应的子系统，如显示子系统、音频子系统等，最后将数据转换成模拟信号传输给输出设备。在这样 一段冗长的数据通信过程中，每ー层处理都需要占用CPU处理时间，因此导致处理速度慢、效率低。同时，采用这种架构的终端机对CPU的性能和散热要求极高，这就会导致制造成本的大幅上升，平时维护时，又会面临操作系统升级的问题，维护成本极大。因此，目前亟需ー种无CPU、无操作系统的终端机来简化硬件结构，提升处理速度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种零终端机，用以实现ー种无CPU、无操作系统的终端机，从而简化硬件结构，提升处理速度。一种零终端机，包括壳体，所述壳体外部设置有用干与外部网络设备通信的网络接口和用干与外部输入/输出设备通信的输入/输出接ロ，所述壳体内部设置有现场可编程门阵列以及分别连接到所述现场可编程门阵列的以太网处理单元、微控制単元、协议引擎单元和输入/输出单元，其中，所述以太网处理単元还分别与所述网络接ロ、所述微控制単元相连，用于将来自网络接ロ的数据进行处理后发送给微控制単元，还用于将来自微控制単元的数据进行处理后发送给网络接ロ ；所述微控制单元还与所述协议引擎单元相连，用于对来自以太网处理単元的数据进行分析计算后传送给协议引擎单元，还用于将来自协议引擎単元的数据进行分析计算后传送给以太网处理单元；所述协议引擎单元还与所述输入/输出单元相连，用于对来自微控制単元的数据进行分类，并将分类后的数据传送给输入/输出单元，还用于将来自输入/输出单元的数据传送给微控制単元；所述输入/输出单元还与所述输入/输出接ロ相连，用于将来自协议引擎单元的数据传送给输入/输出接ロ，还用于将来自输入/输出接ロ的数据传送给协议引擎单元。较佳的，所述输入/输出接ロ包括用于接收视频数据的视频接ロ、用于接收音频数据的音频接ロ以及用于接收USB数据的USB接ロ，所述输入/输出单元包括用于处理视频数据的视频处理单元、用于处理音频数据的音频处理单元以及用于处理USB数据的USB处理单元，所述视频处理单元、所述音频处理单元和所述USB处理单元分别与所述协议引擎单元相连，所述视频处理单元还与所述视频接ロ相连，所述音频处理单元还与所述音频接ロ相连，所述USB处理单元还与所述USB接ロ相连。较佳的，所述视频处理单元包括视频编解码器和视频数模转换器，其中，所述视频编解码器分别与所述协议引擎单元、所述视频数模转换器相连，用于对来自协议引擎单元的视频数据进行编码或解码后传送给视频数模转换器；所述视频数模转换器还与所述视频接ロ相连，用于对来自视频编解码器的视频数据进行数模转换后传送给视频接ロ。较佳的，所述视频处理单元进ー步包括与所述视频编解码器相连的视频时钟同步单元，用于对来自视频编解码器的视频数据进行同歩。较佳的，所述视频处理单元进ー步包括帧缓冲単元，其分别与所述协议引擎单元、所述视频编解码器相连，用于对来自协议引擎单元的视频数据进行缓存后传送给视频编解码器。较佳的，所述音频处理单元包括音频编解码器和音频数模转换器，其中，所述音 频编解码器分别与所述协议引擎单元、所述音频数模转换器相连，用于对来自协议引擎单元的音频数据进行编码或解码后传送给音频数模转换器；所述音频数模转换器还与所述音频接ロ相连，用于对来自音频编解码器的音频数据进行数模转换后传送给音频接ロ。 较佳的，所述USB处理单元包括USB编解码器、USB控制器和USB集线器，其中，所述USB编解码器分别与所述协议引擎单元、所述USB控制器相连，用于对USB数据进行编码或解码；所述USB控制器还与所述USB集线器相连，用于对USB数据进行控制；所述USB集线器还与所述USB接ロ相连，用于对USB数据进行放大。较佳的，所述壳体外部进ー步设置有复位按键，所述壳体内部进ー步包括连接到现场可编程门阵列的复位单元，该复位単元分别与所述协议引擎单元、所述复位按键相连，用于在所述复位按键按下时产生复位信号，并将所述复位信号传送给协议引擎单元。较佳的，所述以太网处理単元进ー步包括以太网物理层芯片和以太网介质访问控制层芯片，其中，所述以太网物理层芯片分别与所述网络接ロ、所述以太网介质访问控制层芯片相连，用于实现来自网络接ロ的网络数据的传输通路；所述以太网介质访问控制层芯片还与微控制単元相连，用于对来自以太网物理层芯片的网络数据进行处理。较佳的，所述壳体内部进ー步包括连接到现场可编程门阵列的频率控制芯片，所述频率控制芯片与所述输入/输出单元相连，用于对要传输到输入/输出单元的数据的频率进行控制。本专利技术实施例中，通过FPGA与以太网处理单元、微控制単元、协议引擎单元和输入/输出单元相连，由于FPGA可以通过硬件语言模拟各种硬件的通信时序，因而可以对来自网络以及输入/输出设备的信息进行处理，从而代替了传统的CPU，简化了終端机的硬件结构。附图说明图I为本专利技术实施例中的零终端机的结构示意图；图2为本专利技术优选实施例中的零终端机的外部结构示意图；图3为本专利技术优选实施例中的零终端机的内部结构示意图。具体实施例方式为充分了解本专利技术的目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明，但本专利技术并不仅仅限于此。本专利技术实施例提供了一种零终端机，用以实现ー种无CPU、无操作系统的终端机，从而简化硬件结构，提升处理速度。本专利技术实施例中的零終端机具体是ー个小盒子，它可以连接键盘、鼠标、显示器、音箱、以太网设备和USB存储介质等外围设备。图I示出了本专利技术实施例中零終端机的结构示意图。如图I所示，零終端机包括壳体21，壳体21外部设置有用于连接以太网等网络设备的网络接ロ 24，以及用于连接键盘、鼠标、显示器、音箱以及USB存储介质等输入/输出设备的输入/输出接ロ 20。壳体内部设置有现场可编程门阵列(简称FPGA) I,以及分别连接到FPGAl的以太网处理单元2、微控制単元3 (简称MCU)、协议引擎单元4和输入/输出单元5。其中，以太网处理单元2的一端与网络接ロ 24相连，另一端与MCU3相连；MCU3的一端与以太网处理单元2相连，另一端与协议引擎单元4相连；协议引擎单元4的一端与 MCU3相连,另一端与输入/输出单兀5相连；输入/输出单兀5的一端与协议引擎单兀4相连，另一端与输入/输出接ロ 20相连。其中，图I中的壳体21是通过一条直线示意的，直线上方表不壳体及壳体外部的部分，直线下方表不壳体内部的部分，在实际情况中，壳体21通常是ー个封闭的四方体形状。具体地，所述输入/输出接ロ包括视频接ロ、音频接口和USB接ロ，则输入/输出单元包括视频处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零终端机，其特征在于，包括：壳体，所述壳体外部设置有用于与外部网络设备通信的网络接口和用于与外部输入/输出设备通信的输入/输出接口，所述壳体内部设置有现场可编程门阵列以及分别连接到所述现场可编程门阵列的以太网处理单元、微控制单元、协议引擎单元和输入/输出单元，其中，所述以太网处理单元还分别与所述网络接口、所述微控制单元相连，用于将来自网络接口的数据进行处理后发送给微控制单元，还用于将来自微控制单元的数据进行处理后发送给网络接口；所述微控制单元还与所述协议引擎单元相连，用于对来自以太网处理单元的数据进行分析计算后传送给协议引擎单元，还用于将来自协议引擎单元的数据进行分析计算后传送给以太网处理单元；所述协议引擎单元还与所述输入/输出单元相连，用于对来自微控制单元的数据进行分类，并将分类后的数据传送给输入/输出单元，还用于将来自输入/输出单元的数据传送给微控制单元；所述输入/输出单元还与所述输入/输出接口相连，用于将来自协议引擎单元的数据传送给输入/输出接口，还用于将来自输入/输出接口的数据传送给协议引擎单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新华，李金凯，
申请(专利权)人：上海金图信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：