[发明专利]一种功能可变的可穿戴计算机主板

说明书

技术领域

本发明属于电子信息领域，涉及电子工程技术、计算机技术，具体是一种功能可变的可 穿戴计算机主板。

背景技术

可穿戴计算是一项新兴的计算技术，处于日新月异的发展时期，以将计算机穿戴在用户 身上为手段，实现人机紧密耦合，力求让计算机更自然的为人提供体力、智力方面的辅助和 增强。

一般个人计算机的部件已发展得非常成熟，但是可穿戴计算机由于其在可穿戴性、功耗、 人机交互特性等方面的特殊需求，使其不能使用一般的PC部件，在系统设计上也与一般的 便携用途的笔记本电脑、超便携电脑(UMPC/MID)不同。

目前国际上还没有推出穿戴计算系统及其部件、接口等方面的标准，其所采用的专用器 件也比较缺乏，各类可穿戴计算机所采用的主板大多为PC104工控板或少部分的UMPC主板， 在形态、功能、功耗等方面并不能满足可穿戴性等方面的需求。同时，可穿戴计算机的应用 多样且多变，受其“瘦客户”特性所限，可穿戴计算系统的一些特定功能的实现，需要进行 主板级变动，从而导致开发周期长、成本高，技术难度大。为使其在不进行硬件修改的条件 下支持不同的功能和性能需求，降低成本，提高应用的适应性，需要一种功能可变的主板， 以满足可穿戴计算机的多种应用需要，适应可穿戴计算机发展的需求。

一般笔记本计算机和UMPC/MID类的计算机，皆采用系统综合控制器/嵌入式控制器 (SMC/EC)来检测键盘输入、提供屏幕亮度控制、音量控制、无线网络开关等方面的控制， 该类SMC/EC皆采用H8 2117等LPC总线的专用单片机来实现，对于部分穿戴应用来说，这 些功能是固定的，不能被用户在线改写、扩充以满足穿戴仪器、穿戴传感、穿戴监控等方面 的应用需求。

现场可编程逻辑门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程模拟门阵列FPAA 等可编程器件，其设计方便灵活，资源丰富，开发周期短，用户可根据需要定制特定功能， 不需要流片，就可得到合用的芯片。并且由于这些可编程逻辑器件的可擦除和可编程特性， 易于升级和扩展，适合可穿戴计算机在此方面的需要。

目前有部分工控板上放置有FPGA芯片，但主要用来实现加密、通信协议等特定功能， 也有极少数用FPGA来实现北桥功能，但其功能相对固定，且并没有将其应用到可穿戴计算 机主板上的先例。

发明内容

本发明的目的是针对可穿戴计算机多变的应用需求和现有技术实现方法存在的功能单 一、性能升级和功能扩展不便方面的不足，提出一种功能可变的可穿戴计算机主板，通过将 FPGA/CPLD/FPAA等具有可重复编程特点的芯片连接在可穿戴计算机主板的多种接口与总 线上，利用其可编程的特点，针对多种功能需求进行定制，使FPGA/CPLD具有在板可重构 功能，将原来的“硬件变动”(更换芯片、器件等)转化为“软件变动”(IP核重置内容重写)， 易于升级，以缩短开发周期，提高适用性，降低开发成本。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种功能可变的可穿戴计算机主板，包 含PCB板、X86处理器、X86芯片组(北桥、南桥、南北桥SOC、CPU南北桥SOC)、显示 核心(图形处理器)、可变功能芯片、AD/DA、Flash/EEPROM、内存、电压调节器，其中的 可变功能芯片可采用现场可编程逻辑门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程 模拟门阵列FPAA或者半定制ASIC实现，所述芯片焊接或插接到可穿戴计算机主板上，并 与主板上其它部件连接，作为主板的一个可重构功能的芯片，通过采用硬件描述语言、原理 图、状态机输入法进行输入，或将采用已有IP核输入，下载到所述可变功能芯片内，实现用 户的自定义逻辑功能。

所述可变功能芯片可接至X86系统内存(SDRAM/DDR/DDR2/DDR3等)、VGA、LVDS、 HDMI、DVI、LAN、USB、IDE、CF、SATA、SPI、LPC、PCI、GPIO、Smbus、I²C、MMC、 SD、COM、LPT总线上，通过这些总线中的一种或者几种实现所述可变功能芯片与主板其它 部件的通信。所述可变功能芯片对外可实现USB、LAN、VGA、LVDS、HDMI、DVI、GPIO、 Smbus、I²C、IDE、CF、SATA、MMC、SD、COM、LPT和耳麦接口。