本发明属于抗恶劣环境加固计算机技术领域，特别是一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块。
背景技术：
通用处理器是信息产业的基础器件，其发展直接关系到国家技术创新能力，关系到国家安全，是国家的核心利益所在。基于国产化通用处理器开发的自主可控、安全可靠的软硬件产品便成为迫切需要。
目前，基于国产龙芯cpu开发的计算机模块，已在多个行业领域内得到广泛应用，各有其独特优势和借鉴意义。但是在一些特殊行业，对配置灵活、接口丰富的国产计算机模块需求强烈。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种自主可控、配置灵活、接口丰富的基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，包括龙芯3acpu以及与cpu互连的龙芯7a桥片、ddr3内存颗粒、串口接口芯片，所述龙芯7a桥片同时与fpga、phy芯片、储存设备及串口接口芯片互连。ddr3内存颗粒、存储设备提供内存及数据存储功能，串口接口芯片、phy芯片为计算机模块提供了相关物理接口。fpga通过pcie总线与龙芯7a桥片互连，为计算机模块提供了灵活可配、资源丰富的接口。
所述龙芯3acpu、龙芯7a桥片、ddr3内存颗粒、串口接口芯片、fpga、phy芯片、存储设备均位于计算机模块上。
一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块的电路结构上采用集成化设计。在保证模块可靠性的前提下，尽可能减小模块尺寸。
所述的龙芯3acpu采用龙芯最新的3a3000处理器，龙芯3a3000处理器基于龙芯3a2000处理器设计，进行了结构上的少量改进，增加处理器核关键队列项数，扩充片上私有/共享缓存容量等，提升了主频性能，实测主频突破1.5ghz以上，访存接口满足ddr3-1600规格，芯片整理性能大幅提高，同时加入了芯片衬底偏压的调节支持，更好的在性能与功耗的矛盾间平衡，拓宽了芯片的适用面。
所述的龙芯7a桥片采用龙芯7a1000桥片，是面向龙芯3号处理器的芯片组。龙芯7a1000桥片通过ht3.0接口与龙芯3acpu相连，集成gpu、显示控制器和独立显存接口，外围接口包括32路pcie2.0、2路gmac、3路sata2.0、6路usb2.0和其它低速接口，可以满足桌面和服务器领域对io接口的应用需求。
所述的ddr3内存颗粒采用micron公司生产的mt41k512m16ha-107ait，为计算机模块提供内存功能；
所述的串口接口芯片max3160e，龙芯7a可支持2路串口，通过max3160e扩展实现rs-232/422/485软件控制切换，提供更为丰富的接口选择。
所述的fpga采用xilinx公司的xc7k410t-2fbg676i，通过pice总线连接到龙芯7a桥片上，可以提供丰富的编程接口及ip核，为计算机模块提供了更为配置灵活、丰富的接口。
所述的phy芯片采用ksz9031rnxia，龙芯7a支持2路gmac控制器，通过外部挂接phy芯片实现2路千兆网。
所述的存储设备采用sata接口固态盘，提供了数据存储介质。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块采用国产化的龙芯3a 7a芯片实现，具有自主可控、安全可靠、集成度高等特点；2)本发明的模块通过加入fpga芯片，提供了丰富的配置灵活的接口；3)本发明的模块通过集成化设计，便于可靠性设计，使得模块能够适应多种行业的恶劣环境。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块原理框图。
图2为基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块电路布局示意图。
具体实施方式
结合附图，本发明的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，包括龙芯3acpu、龙芯7a桥片、ddr3内存颗粒、串口接口芯片、fpga、phy芯片、存储设备。所述龙芯7a桥片通过ht3.0接口与龙芯3acpu相连，同时与龙芯3acpu相连的还有ddr3内存颗粒、串口接口芯片，分别提供内存及串口功能。fpga、phy芯片、存储设备与龙芯7a桥片相连，分别提供接口扩展、网络、存储功能。
所述龙芯3acpu采用龙芯最新的3a3000处理器。
所述龙芯7a桥片采用龙芯7a1000桥片。
所述ddr3内存颗粒为micron公司生产的mt41k512m16ha-107ait。
所述串口接口芯片为max3160e。
所述fpga为xilinx公司的xc7k410t-2fbg676i。
所述phy芯片采用ksz9031rnxia。
所述存储设备采用sata接口固态盘。
所述fpga还包括电源模块、sdram、flash、接口芯片、处理器ip核、双口ram、片内存储器和定时器，所述电源模块、sdram、flash、接口芯片均与fpga相连，处理器ip核、双口ram、片内存储器和定时器为fpga内部功能。
下面进行更详细的描述。
如图1所示，本发明公开了一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，包括龙芯3acpu、龙芯7a桥片、ddr3内存颗粒、串口接口芯片、fpga、phy芯片、存储设备。所述龙芯7a桥片通过ht3.0接口与龙芯3acpu相连，同时与龙芯3acpu相连的还有通过ddr3通道相连的ddr3内存颗粒、uart接口相连的串口接口芯片，分别提供内存及串口功能。fpga通过pcie1x接口、phy芯片通过gmac、存储设备与龙芯7a桥片相连，分别提供接口扩展、网络、存储功能。
如图2所示，一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，fpga还包括电源模块、sdram、flash、接口芯片、处理器ip核、双口ram、片内存储器和定时器，所述电源模块、sdram、flash、接口芯片均与fpga相连，处理器ip核、双口ram、片内存储器和定时器为fpga内部功能。电源模块负责给fpga供电，sdram负责存储fpga过程数据，flash负责存储fpga配置信息及编程信息，接口芯片负责提供相关物理接口。通过fpga编程，使用处理器ip核、双口ram、片内存储器实现一些特定的接口功能，达到了灵活配置的目的。
本发明的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块采用国产化的龙芯3a 7a芯片实现，具有自主可控、安全可靠、集成度高等特点，通过加入fpga芯片，提供了丰富的配置灵活的接口。
1.一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，包括龙芯3acpu以及与cpu互连的龙芯7a桥片、ddr3内存颗粒、串口接口芯片，龙芯7a桥片同时与fpga、phy芯片、储存设备及串口接口芯片互连。ddr3内存颗粒、存储设备提供内存及数据存储功能，串口接口芯片、phy芯片为计算机模块提供了相关物理接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，龙芯7a桥片通过ht3.0接口与龙芯3acpu相连，ddr3内存颗粒通过ddr3通道与龙芯3acpu相连、串口接口芯片通过uart接口与龙芯3acpu相连。fpga通过pcie1x接口、phy芯片通过gmac、存储设备与龙芯7a桥片相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述龙芯3acpu采用采用龙芯最新的3a3000处理器，主频1.5ghz以上。
4.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，龙芯7a桥片采用龙芯7a1000桥片，是面向龙芯3号处理器的芯片组。
5.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述的ddr3内存颗粒采用micron公司生产的mt41k512m16ha-107ait，为计算机模块提供内存功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述的串口接口芯片max3160e，通过max3160e扩展实现rs-232/422/485软件控制切换，提供更为丰富的接口选择。
7.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述的fpga采用xilinx公司的xc7k410t-2fbg676i，可以提供丰富的编程接口。
8.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述的phy芯片采用ksz9031rnxia，龙芯7a支持2路gmac控制器，通过外部挂接phy芯片实现2路千兆网。
9.根据权利要求1所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述的存储设备采用sata接口固态盘，提供了数据存储介质。
10.根据权利要求7所述的一种基于龙芯3a 7a fpga的异构计算机模块，其特征在于，所述fpga还包括电源模块、sdram、flash、接口芯片、处理器ip核、双口ram、片内存储器和定时器。
技术总结