一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)單元技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人的研宄隨著科技的不斷發(fā)展而功能、性能上得到不斷提升，機(jī)器人的研宄方向有對(duì)機(jī)器人的機(jī)械臂動(dòng)作過程的研宄，也有對(duì)機(jī)器人進(jìn)行圖像采集處理的研宄，機(jī)械臂動(dòng)作對(duì)于機(jī)械精密程度要求很大，而對(duì)于圖像采集處理來(lái)說(shuō)，計(jì)算單元是其中的最重要部分，計(jì)算單元主要是由電路主板構(gòu)成，常見的電路主板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成性差，常常需要多塊主板進(jìn)行集成合并形成一個(gè)總體計(jì)算單元，增加集成開發(fā)難度，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研發(fā)成本尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，集成性好，計(jì)算性能強(qiáng)，外部擴(kuò)展功能多。
[0004]其技術(shù)方案是這樣的:一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上設(shè)置有Zynq xc7z030計(jì)算單元和電源接口，所述Zynq xc7z030計(jì)算單元包括雙核ARM處理器芯片、FPGA芯片和存儲(chǔ)器，所述FPGA芯片連接相機(jī)接口、JTAG接口、視頻接口、VGA擴(kuò)展卡接口、Camera I ink解碼芯片，所述雙核ARM處理器芯片連接千兆網(wǎng)口和通用擴(kuò)展接口，IGB DDR3內(nèi)存器、晶振。
[0005]其進(jìn)一步特征在于，所述相機(jī)接口包括雙目CMOS相機(jī)接口和CameraLink Full工業(yè)相機(jī)接口，所述FPGA芯片通過寄存器連接所述視頻接口和相機(jī)接口 ；
所述通用擴(kuò)展接口包括USB接口、ARM擴(kuò)展口接口、SD卡接口，所述ARM處理器芯片還連接指示燈，所述電源接口一側(cè)設(shè)置有電源燈和開關(guān)；
所述Zynq xc7z030計(jì)算單元布置于所述PCB板中間，所述相機(jī)接口、JTAG接口、VGA擴(kuò)展卡接口布置于所述FPGA芯片一側(cè)的所述PCB板邊緣，所述通用擴(kuò)展接口布置于所述雙核ARM處理器芯片一側(cè)的所述PCB板邊緣。
[0006]采用本發(fā)明的電路板后，將ARM處理器芯片和FPGA芯片這個(gè)計(jì)算單元集成于一塊電路板，Zynq xc7z030計(jì)算單元提升了整體計(jì)算性能，同時(shí)外部連接相機(jī)接口和其他外部接口，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成性好，外部擴(kuò)展功能多。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為雙核ARM處理器芯片部分電路圖；
圖3為IGB DDR內(nèi)存電路圖；
圖4為雙核ARM處理器芯片部分電路圖；
圖5為FPGA芯片通過兩個(gè)寄存器連接雙目CMOS相機(jī)接口和視頻接口電路原理圖； 圖6為FPGA芯片的3.3v的管腳電路圖；
圖7為CameraLink解碼芯片的部分電路原理圖；
圖8為CameraLink解碼芯片的部分電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]見圖1所示，一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上設(shè)置有Zynq xc7z030計(jì)算單元和電源接口，所述Zynq xc7z030計(jì)算單元包括雙核ARM處理器芯片、FPGA芯片和存儲(chǔ)器，所述FPGA芯片連接雙目CMOS相機(jī)接口、CameraLink Full工業(yè)相機(jī)接口、JTAG接口、VGA擴(kuò)展卡接口、Camera link解碼芯片，雙核ARM處理器芯片連接千兆網(wǎng)口和通用擴(kuò)展接口，IGB DDR3內(nèi)存器、晶振，通用擴(kuò)展接口包括USB接口、ARM擴(kuò)展口接口、SD卡接口，ARM處理器芯片還連接指示燈，電源接口一側(cè)設(shè)置有電源燈和開關(guān)。
[0009]FPGA芯片通過寄存器連接所述視頻接口和相機(jī)接口 ；
Zynq xc7z030計(jì)算單元布置于PCB板中間，相機(jī)接口、JTAG接口、VGA擴(kuò)展卡接口布置于FPGA芯片一側(cè)的PCB板邊緣，通用擴(kuò)展接口、指示燈、千兆網(wǎng)口、電源接口、電源燈和開關(guān)布置于雙核ARM處理器芯片一側(cè)的PCB板邊緣
本發(fā)明的所有電路結(jié)構(gòu)附圖中，圖中管腳相對(duì)應(yīng)即為相連接。
[0010]見圖2，圖3所示，為Zynq xc7z030計(jì)算單元中雙核ARM處理器芯片與IGB DDR內(nèi)存連接電路原理圖，圖2為雙核ARM處理器芯片，圖3為IGB DDR內(nèi)存，型號(hào)為K4B8G3346B。
[0011]見圖4所示，為Zynq xc7z030計(jì)算單元中雙核ARM處理器芯片通用擴(kuò)展接口、連接SiT8103晶振U3、電壓監(jiān)測(cè)器的原理圖，通用擴(kuò)展接口包括USB接口、ARM擴(kuò)展口接口、SD卡接口等。
[0012]見圖5所示，為，Zynq xc7z030計(jì)算單元的FPGA芯片通過兩個(gè)寄存器連接雙目CMOS相機(jī)接口和視頻接口電路原理圖，兩個(gè)寄存器Ull、U12B型號(hào)為SN74AVC32T245，J5、J6為兩個(gè)雙目CMOS相機(jī)接口，J7為視頻接口即VGA擴(kuò)展卡接口。
[0013]見圖6，圖7，圖8所示，為Zynq xc7z030計(jì)算單元的FPGA芯片與Camera link解碼芯片、Camera link接口、中繼器的電路原理圖。
[0014]Zynq xc7z030計(jì)算單元是基于兩個(gè)IGHz ARM Cortex_A9 MPCore處理器芯片的快速處理器系與業(yè)界速度最快、最高級(jí)的28nm FPGA架構(gòu)相結(jié)合，具有以下優(yōu)點(diǎn):滿足分析和控制需求的最高效ARM + FPGA ;最豐富的OS、中間件和協(xié)議棧生態(tài)系統(tǒng)最高級(jí)安全性和可靠性；唯一一款I(lǐng)GHz雙核ARM Cortex-A9 MPCore處理器；最大容量、最高性能的存儲(chǔ)器系統(tǒng)；最低功耗和最快的邏輯架構(gòu)；業(yè)界領(lǐng)先的高層次綜合；最豐富的軟件環(huán)境和工具選擇；最豐富的IP、設(shè)計(jì)套件和參考設(shè)計(jì)組合。上述因素加上軟硬件的高靈活性和I/O可編程性，可幫助客戶縮短開發(fā)時(shí)間，降低成本，本發(fā)明的電路板采用上述Zynq xc7z030計(jì)算單元后可以將開源機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS優(yōu)化升級(jí)，使其成為支持軟硬件協(xié)同計(jì)算的FPGA機(jī)器人操作系統(tǒng)FR0S，可以為機(jī)器人開發(fā)提供最大便利；支持用戶以統(tǒng)一的C/C++高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)CPU及FPGA上的功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)低功耗水平下的高性能計(jì)算，Zynq xc7z030計(jì)算單元的功耗不超過5W。
[0015]本發(fā)明電路板使用舉例說(shuō)明如下所述:將相機(jī)連接到相機(jī)接口上，千兆網(wǎng)口插上連接路由器的網(wǎng)線，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)操作，將VGA擴(kuò)展卡接口連接顯示器，接上電源，相機(jī)將拍攝到的圖像通過Zynq xc7z030計(jì)算單元可以在顯示器上實(shí)時(shí)查看結(jié)果，電源燈顯示板子通電，開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)板子的重啟。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其包括PCB板，其特征在于，所述PCB上設(shè)置有Zynqxc7z030計(jì)算單元和電源接口，所述Zynq xc7z030計(jì)算單元包括雙核ARM處理器芯片、FPGA芯片和存儲(chǔ)器，所述FPGA芯片連接相機(jī)接口、JTAG接口、視頻接口、VGA擴(kuò)展卡接口、Camera link解碼芯片，所述雙核ARM處理器芯片連接千兆網(wǎng)口和通用擴(kuò)展接口，IGB DDR3內(nèi)存器、晶振。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其特征在于，所述相機(jī)接口包括雙目CMOS相機(jī)接口和CameraLink Full工業(yè)相機(jī)接口，所述FPGA芯片通過寄存器連接所述視頻接口和相機(jī)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其特征在于，所述通用擴(kuò)展接口包括USB接口、ARM擴(kuò)展口接口、SD卡接口，所述ARM處理器芯片還連接指示燈，所述電源接口一側(cè)設(shè)置有電源燈和開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其特征在于，所述Zynqxc7z030計(jì)算單元布置于所述PCB板中間，所述相機(jī)接口、JTAG接口、VGA擴(kuò)展卡接口布置于所述FPGA芯片一側(cè)的所述PCB板邊緣，所述通用擴(kuò)展接口布置于所述雙核ARM處理器芯片一側(cè)的所述PCB板邊緣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)單元技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種機(jī)器人計(jì)算機(jī)電路板，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，集成性好，計(jì)算性能強(qiáng)，外部擴(kuò)展功能多，其包括PCB板，所述PCB上設(shè)置有Zynq xc7z030計(jì)算單元和電源接口，所述Zynq xc7z030 計(jì)算單元包括雙核ARM處理器芯片、FPGA芯片和存儲(chǔ)器，所述FPGA芯片連接相機(jī)接口、JTAG接口、視頻接口、VGA擴(kuò)展卡接口、Camera link解碼芯片，所述雙核ARM處理器芯片連接千兆網(wǎng)口和通用擴(kuò)展接口，1GB DDR3內(nèi)存器、晶振。
【IPC分類】G06F1/18
【公開號(hào)】CN104991613
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510303775
【發(fā)明人】王芝斌, 柴志雷, 陽(yáng)文敏, 張圓蒲
【申請(qǐng)人】無(wú)錫虎甲蟲計(jì)算技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日