工控板的制作方法

1.本实用新型涉及控制技术领域，特别涉及一种工控板。


背景技术：

2.随着图像识别、工业自动化等技术的发展，对工控系统的数据传输能力和数据处理能力提出了更高的需求,尤其是使用机器视觉的自动化工控系统。
3.目前的工控板仅提供少量的pci接口，这无法满足机器视觉对大量数据，例如高清图像数据的采集与带宽需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种工控板，旨在提高使用机器视觉的自动化工控系统的数据传输能力。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的工控板包括：
6.电路板；
7.多个雷电3接口，设置在所述电路板上，每一所述雷电3接口用于接入支持雷电3协议的设备；
8.多个pcie扩展槽，设置在所述电路板上，每一所述pcie扩展槽用于接入支持pcie协议的设备；
9.多个信道切换芯片，设置在所述电路板上，每一所述信道切换芯片的第一端与一个所述雷电3接口连接，每一所述信道切换芯片的第二端与一个所述pcie扩展槽连接；
10.主控制器，设置在所述电路板上，所述主控制器分别与多个所述信道切换芯片的第三端一一连接，所述主控制器用于通过所述信道切换芯片，与所述雷电3接口接入的支持雷电3协议的设备进行数据传输；和/或，与所述pcie扩展槽接入的支持pcie协议的设备进行数据传输。
11.在一实施例中，所述主控制器包括处理器和南桥芯片；
12.所述南桥芯片与所述信道切换芯片连接，所述处理器与所述南桥芯片连接。
13.在一实施例中，所述工控板还包括：
14.显示器接口，所述显示器接口用于外接显示器；
15.显示转换芯片，所述显示转换芯片的一端与所述显示器接口连接，所述显示转换芯片的另一端与所述处理器连接。
16.在一实施例中，所述工控板还包括：
17.sata接口，所述sata接口与所述处理器连接；
18.和/或，m.2接口，所述m.2接口与所述处理器连接。
19.在一实施例中，所述工控板还包括：
20.网卡接口，用于接入有线网络；
21.网卡芯片，所述网卡芯片的一端与所述网卡接口连接，所述网卡芯片的另一端与
所述南桥芯片连接。
22.在一实施例中，所述工控板还包括：
23.内存条插槽，所述内存条插槽与所述处理器连接，所述内存条插槽用于插入内存条。
24.在一实施例中，所述工控板还包括：
25.usb接口，所述usb接口与所述南桥芯片连接。
26.在一实施例中，所述工控板还包括：
27.pci接口，用于接入pci标准的设备；
28.pci芯片，所述pci芯片的一端与所述pci接口连接，所述pci芯片的另一端与所述南桥芯片连接。
29.在一实施例中，所述工控板还包括：
30.输入输出芯片，所述输入输出芯片与所述南桥芯片连接。
31.本实用新型还提出一种工控系统，所述工控系统包括视觉采集卡以及上述的工控板；其中，所述视觉采集卡与所述工控板的pcie扩展槽连接，或者所述视觉采集卡与所述工控板的雷电3接口连接。
32.本实用新型利用通过设置雷电3接口和pcie扩展槽，接入设备(视觉采集卡)，并设置信道切换芯片检测雷电3接口和pcie扩展槽是否接入设备，并在雷电3接口和pcie扩展槽中的一者接入设备时自动切换信道，将雷电3接口和pcie扩展槽中的一者接入的设备连接至主控制器。也即本技术利用信道切换芯片将原本的一个pcie扩展槽扩展成一个雷电3接口和一个pcie扩展槽。从而本技术的工控板可以接入多个pcie设备、具备雷电3接口的设备，可以利用pcie的高速传输、雷电3接口的高速传输，从而满足机器视觉对大量数据，例如高清图像数据的采集与带宽需求，进而可以接入多个高清视觉采集卡。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本实用新型工控板一实施例的电路图。
35.附图标号说明：
36.标号名称标号名称11～14雷电3接口81usb接口21～24pcie扩展槽91输入输出芯片31处理器92gpio接口32南桥芯片93串口插针41显示接口94风扇插针42显示转换芯片95开箱检测插针51sata接口101pci芯片61网卡接口102pci接口
62网卡芯片111～114信道切换芯片71内存条插槽
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37.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
40.本实用新型提出一种工控板。
41.参照图1，在一实施例中，所述工控板包括：
42.电路板；
43.多个雷电3接口11～14，设置在所述电路板上，每一所述雷电3接口11～14用于接入支持雷电3协议的设备；
44.多个pcie扩展槽21～24，设置在所述电路板上，每一所述pcie扩展槽21～24用于接入支持pcie协议的设备；
45.信道切换芯片111～114，设置在所述电路板上，所述信道切换芯片111～114的第一端与一个所述雷电3接口11～14连接，所述信道切换芯片111～114的第二端与一个所述pcie扩展槽21～24连接；
46.主控制器，设置在所述电路板上，所述主控制器与多个所述信道切换芯片111～114的第三端连接，所述主控制器用于通过所述信道切换芯片111～114，与所述雷电3接口11～14接入的支持雷电3协议的设备；和/或，与所述pcie扩展槽21～24接入的支持pcie协议的设备进行数据交互。
47.其中，所述pcie扩展槽21～24可以是插槽，插槽可以是pciex4插槽或者pciex16插槽。供带有金手指的、支持pcie协议的设备插入并进行数据传输。例如供带有金手指的视觉采集卡插入，可以理解的是，pciex1的速率可达8gbps(比特每秒)，pciex4的速率可达32gbps(比特每秒)。
48.所述雷电3接口11～14可以接入支持雷电3协议的设备，可选地，本实施例中的雷电3接口11～14仅仅支持雷电3协议，而不支持pd充电协议。可以理解的是，雷电接口在工作时最高速率可达40gbps(比特每秒)，可以满足高清视觉采集卡的带宽需求。
49.所述信道切换芯片111～114的第三端可以与主控制器通过pcie标准连接。信道切换芯片111～114可以检测其第一端接入的雷电3接口11～14是否接入设备、其第二端接入的pcie扩展槽21～24是否接入设备。并在接入该信道切换芯片的雷电3接口和pcie扩展槽
中的一者接入设备时，自动切换信道，将雷电3接口和pcie扩展槽中的一者接入的设备连接至主控制器。其中，所述信道切换芯片111～114可以采用采用各种类型的信道切换芯片实现，例如asmedia公司的信道切换芯片asm1480。
50.所述主控制器可以包括处理器31以及南桥芯片32，其中，处理器31可以为英特尔酷睿第十代桌面平台处理器31，从而可以有效提升工控板的响应性能、数据吞吐率以及对工控板的资源利用的最小化，所述南桥芯片32上可以具备多个pcie接口，用于连接信道切换芯片111～114。
51.本实用新型利用通过设置雷电3接口11～14和pcie扩展槽21～24，接入设备(视觉采集卡)，并设置信道切换芯片检测雷电3接口11～14和pcie扩展槽21～24是否接入设备，并在雷电3接口11～14和pcie扩展槽21～24中的一者接入设备时自动切换信道，将雷电3接口11～14和pcie扩展槽21～24中的一者接入的设备连接至主控制器。也即本技术利用信道切换芯片将原本的一个pcie扩展槽21～24扩展成一个雷电3接口11～14和一个pcie扩展槽21～24。从而本技术的工控板可以接入多个pcie设备、具备雷电3接口11～14的设备，可以利用pcie的高速传输、雷电3接口11～14的高速传输，从而满足用本工控板的机器视觉工控系统对大量数据，例如高清图像数据的采集与带宽需求，进而可以接入多个高清视觉采集卡。
52.参照图1，在一实施例中，主控制器包括处理器31和南桥芯片32；
53.所述南桥芯片32与所述信道切换芯片111～114连接，所述处理器31与所述南桥芯片32连接。
54.本实施例中，南桥芯片32负责接入输入输出设备，并实现输入输出设备与处理器31之间的数据传送。南桥芯片32可以提供pcie接口，供信道切换芯片扩展为一个pcie扩展槽和雷电3接口。
55.而处理器31可以为英特尔酷睿第十代桌面平台处理器31，从而可以有效提升工控板的响应性能、数据吞吐率以及对工控板的资源利用的最小化。
56.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括pciex16接口，所述pciex16接口与处理器31连接，从而pciex16接口可以兼容pciex4设备、pciex16设备。此外，所述工控板还包括pciex1接口，所述pciex1接口与南桥芯片32连接。
57.在一实施例中，所述工控板还包括显示器接口，所述显示器接口用于外接显示器；
58.显示转换芯片42，所述显示转换芯片42的一端与所述显示器接口连接，所述显示转换芯片42的另一端与所述处理器31连接。
59.本实施例中，显示器接口接入显示器，从而用户可以查看工控板的数据，进一步地，还结合鼠标、键盘、按键等外设，实现对工控板的控制。进一步地，所述显示接口41和所述显示转换芯片42的数量均为两个，从而满足用户多屏显示的需求。所有显示器接口可以为hdmi接口，显示转换芯片42为hdmi显示转换芯片。hdmi显示接口传输速率高，能够同时传输高清数字视频与音频信号，是应用范围较为广泛的显示接口41，本实例中hdmi接口最高支持4096x2160@30hz的图像。
60.在一实施例中，所述工控板还包括：
61.sata接口51，所述sata接口51与所述处理器31连接；
62.和/或，m.2接口，所述m.2接口与所述处理器31连接。
63.本实施例中，sata接口51可以接具备sata接口51的存储设备，m.2接口可以接入具备m.2接口的存储设备，兼容多种通信协议，如sata、pcie、usb、hsic、uart、smbus。从而可以提升工控板对存储设备的接口、协议的兼容性，从而满足各种类型的存储设备。
64.进一步地，所述sata接口51为sata3.0接口。
65.如图1所示，进一步地，所述sata接口51的数量为多个，例如四个(sata*4)。其中一个sata接口51与所述m.2接口共享sata信号，从而减少处理器31的接口占用，并为使用本工控板的工控系统提供更多的存储可选方案。
66.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括：
67.网卡接口61，用于接入有线网络；
68.网卡芯片62，所述网卡芯片62的一端与所述网卡接口61连接，所述网卡芯片62的另一端与所述南桥芯片32连接，具体可以与南桥芯片32的pcie接口连接。
69.本实施例中，网卡接口61可以接入有线网络，并通过网卡芯片62，实现工控板与互联网的通信连接，实现数据的网络传输。
70.具体地，所述网卡接口61可以均为千兆网络接口，支持10/100/1000mbps网络，以满足用户的网络传输要求。所述网卡接口61的数量可以为两个或者多个，相应地，所述网卡芯片62也为两个或者多个。本实施例中多个网络接口可以互备。
71.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括：
72.内存条插槽71，所述内存条插槽71与所述处理器31连接，所述内存条插槽71用于插入内存条。
73.所述内存条插槽71可以插入具备金手指的内存条。进一步地，所述内存条插槽71的数量为多个，从而可以插入多个内存条，提高工控板的运行负载能力；
74.具体而言，所述内存条插槽71的数量为四个(图中仅示出一个)，四个内存条插槽71均支持最高频率为2993mhz、最大容量为32g的内存条，极大地提高计算机的性能。。
75.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括：
76.usb接口81，所述usb接口81与所述南桥芯片32连接。
77.所述usb接口81可以是usb2.0接口或者usb3.0接口。进一步地，所述usb接口81的数量为多个，多个usb接口81至少包括一个usb2.0接口和一个usb3.0接口。具体参照图1，本实施例可以包括1个usb3.0接口，以及8个usb2.0接口，从而既可以接入大量usb设备，又可以针对需要高速传输的usb设备，提供usb3.0接口，以满足其传输速率。其中，usb接口81可以接入具备usb接口81的设备，例如摄像头。
78.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括：
79.pci接口102，用于接入pci标准的设备；
80.pci芯片101，所述pci芯片101的一端与所述pci接口102连接，所述pci芯片101的另一端与所述南桥芯片32连接。
81.本实施例中，pci接口102可以接入pci标准的设备，例如pci视觉采集卡。也就是说本实施例的工控板同时具备雷电3接口11～14、pcie扩展槽21～24以及pci接口102，如此一来，本实施例的工控板即可以满足最新的自动化工控系统的数据采集和带宽需求，也可兼容老式的、支持pci协议的工控设备。
82.参照图1，在一实施例中，所述工控板还包括：
83.输入输出芯片91，所述输入输出芯片91与所述南桥芯片32连接。
84.其中，所述输入输出芯片91可以将南桥芯片32上的一个接口，扩展多个、多种类型的接口，以满足不同用户的需求。
85.具体而言，输入输出芯片91可以连接gpio接口92、串口插针93、风扇插针94、开箱检测插针95
86.通过gpio接口92可以实现对处理器31的进一步控制；通过串口插针93可以与不同的串口设备连接；通过风扇接口可以满足用户的散热设计需求；通过开箱检测接口可实现对整机安全性、保密性的需求。
87.参照图1，本实用新型还提出一种工控系统，所述工控系统包括视觉采集卡以及上述的工控板；该工控板的具体结构参照上述实施例，由于本工控系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
88.其中，所述视觉采集卡与所述工控板的pcie扩展槽21～24连接，或者所述视觉采集卡与所述工控板的雷电3接口11～14连接。
89.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。