[发明专利]模块化计算机

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机结构，尤其是涉及一种基于总线的模块化计算机。

背景技术

目前，传统的计算机是由一个高性能的中央处理器(CPU)以及在其上运行的操作系统和应用软件组成。硬件和软件互相配合，形成完整计算机系统。计算机硬件的核心是计算机的CPU，CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，主要由运算器和控制器组成。软件主要包括系统软件和应用软件，操作系统(Operating System，简称OS)是现代计算机必不可少的系统软件，操作系统是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。应用软件在操作系统基础上针对用户的需要进行操作，以实现用户使用计算机的最终目的。应用软件直接对操作系统进行操作，而操作系统直接面向硬件，实现应用软件对硬件电路的间接操作。

现在计算机技术不断向高速、多功能发展。这造成了计算机操作系统和计算机中央处理器的设计越来越复杂，改进难度越来越大；而且这两顶技术主要垄断在国外几家大公司手中。这样造成了计算机软硬件技术的现状已经严重束缚了计算机的发展。

中华人民共和国国家知识产权局于2008年06月25日公开了公开号为101206505的专利文献，名称为计算机超级模块和超级模块化计算机，所述超级模块壳体内设置有硬件接口；壳体下表面前端设有多孔插座，该多孔插座内部借助线缆与所述硬件接口电连接；底盖上、多孔插座的两侧有两条导槽；壳体的上盖上，靠近左、右两侧设有两条与两条导槽相适配的导轨，上盖的前端设 有与多孔插座相适配的多针插头，该多针插头与多孔插座于壳体内部实现互相电连接。此方案的各超级模块之间、超级模块与超级模块化计算机之间，能够自由配合并导向定位插接，使计算机的系统配置灵活方便、扩展性能强；升级更换操作简单，普通用户都能随意操作而不需太多的专业知识。此方案的不足之处在于还是没有脱离原有的计算机结构，受到的限制较大。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的计算机性能不能有效利用、开发受限、容易受病毒、木马攻击等的技术问题，提供一种可以自由选择足够性能的模块、无需专一的CPU和操作系统的模块化计算机。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种模块化计算机，包括主板和模块卡，主板包括总线控制器和插槽，总线控制器与插槽连接，模块卡通过插槽与主板连接。总线控制器控制各模块的优先级问题。各模块通过总线交换数据。每种模块卡可以实现不同的功能，用户可以根据自己的需求选择不同过的模块。

作为优选，模块卡包括依次连接的总线接口、数据缓冲区、嵌入式处理器，嵌入式处理器还连接有工作存储器，总线接口与插槽连接。

作为优选，模块卡还包括外部接口，外部接口与嵌入式处理器连接。

作为优选，主板还包括电源接口，电源接口与供电电源及插槽中的电源端子连接。

作为优选，总线的数据传输媒介为无源光纤。

作为优选，工作存储器包括只读存储器和可擦写存储器。

作为优选，模块卡包括显示模块卡、键盘模块卡、鼠标模块卡、办公软件模块卡、硬盘模块卡、游戏模块卡、网络模块卡。

由于各个软件功能模块是由专用的计算模块构成，对于进一步提高计算机性能和功能提供了便利。计算机开发者不再受制于微软和英特尔等公司，打破传统的集中式开发，这样就可以针对某一种功能开发出高性能的功能模块，而不必受通用计算机要求的束缚。

由于这种模块化计算机将软件附着在各个硬件模块上，所以对软件知识产权的保护起到了积极的作用。

由于这种模块化计算机无集中式的操作系统，避免了因集中式操作系统设计的复杂而带来的系统漏洞和缺陷，所以这种模块化的计算机模块式结构可以免受病毒和木马的攻击，起到很好地防御病毒的效果。

这种模块化计算机不但可以实现单一功能，当用户需求多个功能时，还可以采用多个功能模块并行的方式，只要插入多个应用软件模块，就能达到多个软件高效并行的效果，这种选择性多功能是通用计算机所不能比拟的。

由于这种模块化计算机采用模块式的结构，这样使得硬件的开发已经摆脱集中式中央处理器设计的束缚，那么所有的计算机开发爱好者都可以利用嵌入式的技术开发出计算机的功能模块，使计算机的研制不再集中在少数计算机工程技术人员手中，这必将大大推动计算机技术的发展。