[发明专利]基于超小型X86结构的嵌入式工业计算机

说明书

【技术领域】

本发明涉及工业计算机的设计与制造技术领域，具体的是一种基于超小型X86结构的嵌入式工业计算机，包括其2.5英寸主板的设计和开发。

【背景技术】

随着计算机在工业上应用范围的扩大，使用工业计算机的领域是越来越多。但是，由于应用环境相对复杂，工业计算机(IPC)与个人电脑(PC)相比被要求具有更高的可靠性和功能性，在结构上也能更为适应各种复杂的应用环境，因此，工业计算机与个人电脑相比，一般来说，体积更大，更为笨重，将工业计算机小型化一直是工控机领域技术研究的一个方向。

目前，基于X86结构的嵌入式工业计算机主板的尺寸基本上都在3.5英寸以上，致使嵌入式工业计算机的体积也做得较大。但是，车载多媒体、手持智能终端、军工、仪器仪表、小型工业设备等需要尺寸更小、性能要求较高的嵌入式工业计算机。要做出小型的嵌入式工业计算机，首先需要有能支持它的小型化高性能的工业计算机主板。而设计小型化高性能的工业计算机主板需要解决的技术问题包括：一是工控机主板的散热和稳定性问题；二是主板结构的紧凑设计问题；三是主板EMC电磁兼容性问题；四是主板元器件小型化和高集成度问题。

【发明内容】

本技术发明目的在于，针对目前工业领域对小型化、高集成度、高性能嵌入式工业计算机的巨大需求，提供一种基于超小型X86结构的、采用2.5英寸主板，集CPU、内存、硬盘、显示芯片、声卡、网口、串口等模块于一体的小型化嵌入式工业计算机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于超小型X86结构的嵌入式工业计算机，含有机箱、主板、CPU、内存、硬盘、显示芯片、声卡、网口、串口和操作系统，可独立工作，可外接显示器、鼠标、键盘，其特征是，

——采用2.5英寸主板，主板的结构尺寸为110mm×72mm×25mm，显示芯片采用数字多媒体整合型芯片组；

——将整合型图形核心、音频、内存、存储和HDTV支持集成一体，支持独立双显；

——CPU芯片组采用板载VIA Eden ULV CPU和CX700M主芯片组，CPU主频1.0GHz，BGA2封装，板载1Gb DDR2内存，板载4Gb Flash存储器，2个SATA 3.0Gb/s硬盘接口，AMI BIOS基本输入输出系统，支持高级配置和电源管理接口电源管理模式；

——采用无风扇结构散热设计：主板采用紧贴式铝合金散热片，将CPU、主芯片组、板载内存、板载Flash硬盘及其他主要芯片设置于主板与散热片紧贴面的背面；在散热片的左上方设置LVDS液晶显示接口，在散热片的下方设置以太网口、电源接口、串口、VGA显示接口，在散热片的左边设置电池、第一SATA硬盘接口和第二SATA硬盘接口。

——以插针形式，板载1个硬盘指示灯，板载1个电源按钮接口，1个复位按钮接口。

所述板载内存、板载硬盘的容量能进行相应的升级或替换，通过2个SATA硬盘接口外接和扩展硬盘容量。

设有2个RS-232串口、2个USB接口、1个PS2接口、1个板载10/100Mbps以太网口、1个板载声卡(HD Audio)、1个VGA显示接口、1个LVDS液晶显示接口，单电源直流6-20V输入，支持AT/ATX电源；需要时，通过VGA显示接口、LVDS液晶显示接口、串口、USB接口、PS2、声卡外设接口接入显示、键盘、鼠标、耳机和其他外围硬件设备。

采用16层电路板方式，将各元器件以模块化分布，提高主板元器件的集成度和整个系统的EMC电磁兼容性。

采用工业级电子元器件，能在工作温度为-20℃～+60℃，存储温度为-40℃～+75℃，相对湿度为5％～90％，非凝结工作环境中使用。

所述的机箱，其尺寸为120mm×80mm×40mm，采用不锈钢材质，在机箱正面和四个侧面中央都开凿有占据机箱表面积2/3的鱼鳞状长条形散热栅孔。

一种基于超小型X86结构的嵌入式工业计算机采用的主板，其特征是，主板的结构尺寸为110mm×72mm×25mm，采用无风扇结构的散热片散热，铝合金散热片紧贴主板，CPU、主芯片组、板载内存、板载Flash硬盘及其他主要芯片设置在主板与散热片紧贴面的背面，在散热片的左上方设置LVDS显示接口，在散热片的下方设置以太网口、电源接口、串口、VGA显示接口，在散热片的左边设置电池、第一SATA硬盘接口和第二SATA硬盘接口。

所述的基于超小型X86结构的嵌入式工业计算机采用的主板能直接固定于其他设备内。

所述的散热片占主板面积的三分之二以及三分之二以上。