[实用新型]一种用于工业控制网络的高可靠的通信主板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于工业控制网络的高可靠的通信主板，属于数据通信技术领域。

背景技术

工业控制网络是用具有数字通信能力并能大量分散在生产现场的测量控制仪表作为网络节点而构成的网络。工业控制网络通过自动化手段指挥工业生产过程，具有通信实时、可靠性高等特点。也正因为工业控制网络异常直接影响生产过程，工业控制网络安全事件往往能带来人身伤害，财产损失，甚至引起社会问题。因此应用在工业控制网络中的安全设备需要满足工业控制网络特殊需求。

目前在国内，一些对性能要求较高的安全设备的硬件，如特殊用途或电信级要求的防火墙的硬件设备，开始采用多核、FPGA、ASIC等技术；但大多数一般用途的安全设备仍然使用基于X86芯片的工控机主板作为主要载体。基于X86芯片的主板在具备较高计算性能的同时，存在着功耗大、稳定性差和I/O性能差等问题。

应用于工业控制网络的安全设备并不需要太高的计算性能，反而对I/O性能要求相对较高。也就是说，对于工业控制网络安全设备而言，基于X86芯片的工控机主板存在着“I/O能力相对不足”的问题。

同时，X86架构的芯片采用复杂指令集，基于X86芯片的主板在具备相对较高的计算能力的同时，存在着功耗较大的缺点。功耗大意味着局部高温，为了解决散热问题，安全设备进行风扇降温。而通常安全设备一般都是7*24小时运行的，大功耗带来了安全设备长运行周期时稳定性差的问题：据不完全统计，使用基于X86芯片的工控机主板的一般用途防火墙设备运行一年左右的故障率在10％左右，而其中60％以上的故障出现在电源和CPU风扇上。基于X86芯片的主板通常使用插槽式的内存组装方式。插槽方式容易产生连接点松动的问题，可靠性不高，无法适用于工业控制网络中复杂的应用环境。

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型设计了一种用于工业控制网络的高可靠的通信主板。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于工业控制网络的高可靠的通信主板，从而增强工业控制网络安全设备的稳定性。

本实用新型的技术方案如下：一种用于工业控制网络的高可靠的通信主板，其特征在于：包括第一PCB(30)和第二PCB(29)；其中，第一PCB和第二PCB固接；所述第一PCB(30)安装的器件包括：一个CPU芯片(1)、4个内存芯片(2,3,4,5)、一个norflash芯片(6)、一个SD/MMC接口(7)、一个调试器接口(8)、三个千兆物理层芯片(9,10,11)、三个网线接口、三个光模块接口、二个接插件母头(18,19)；其中，所述CPU芯片(1)是低功芯片并具备RGMII物理接口和USB物理接口，所述的CPU芯片(1)和所述4个内存芯片(2,3,4,5)之间通过X64内部总线双向连接，所述的CPU芯片(1)和norflash芯片(6)之间通过X16内部总线双向连接，所述CPU芯片(1)和所述三个千兆物理层芯片(9,10,11)之间通过所述RGMII物理接口双向连接；

三个千兆物理层芯片(9,10,11)分别为第一千兆物理层芯片(9)、第二千兆物理层芯片(10)、第三千兆物理层芯片(11)，三个光模块接口(12,14,16)分别为第一光模块接口(12)、第二光模块接口(14)、第三光模块接口(16)，三个网线接口(13,15,17)分别为第一网线接口(13)、第二网线接口(15)、第三网线接口(17)；第一千兆物理层芯片(9)分别与第三光模块接口(16)、第三网线接口(17)双向连接，第二千兆物理层芯片(10)分别与第二光模块接口(14)、第二网线接口(15)双向连接，第三千兆物理层芯片(11)分别与第一光模块接口(12)、第一网线接口(13)双向连接；

二个接插件母头(18,19)分别为第一接插件母头(18)、第二接插件母头(19)；第一接插件母头(18)和第二接插件母头(19)分别与CPU芯片(1)连接；

第二PCB(29)安装的器件包括：二个接插件公头(20,21)、一个时钟芯片(22)、一个电压转换模块(23)、一个电源模块(24)、一个RS232串口接口(25)、一个USB接口物理芯片(26)、一个网线接口转RS232串口接口、一个USB接口(28)；