專利名稱：模塊化計算機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種計算機結(jié)構，尤其是涉及一種基于總線的模塊化計算機。
背景技術：
目前，傳統(tǒng)的計算機是由一個高性能的中央處理器(CPU)以及在其上運行的操作系統(tǒng)和應用軟件組成。硬件和軟件互相配合，形成完整計算機系統(tǒng)。計算機硬件的核心是計算機的CPU，CPU是Central Processing Unit (中央處理器)的縮寫，它是計算機中最重要的一個部分，主要由運算器和控制器組成。軟件主要包括系統(tǒng)軟件和應用軟件，操作系統(tǒng)(Operating System，簡稱OS)是現(xiàn)代計算機必不可少的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)是負責對計算機硬件直接控制及管理的系統(tǒng)軟件。應用軟件在操作系統(tǒng)基礎上針對用戶的需要進行操作，以實現(xiàn)用戶使用計算機的最終目的。應用軟件直接對操作系統(tǒng)進行操作，而操作系統(tǒng)直接面向硬件，實現(xiàn)應用軟件對硬件電路的間接操作。現(xiàn)在計算機技術不斷向高速、多功能發(fā)展。這造成了計算機操作系統(tǒng)和計算機中央處理器的設計越來越復雜，改進難度越來越大；而且這兩項技術主要壟斷在國外幾家大公司手中。這樣造成了計算機軟硬件技術的現(xiàn)狀已經(jīng)嚴重束縛了計算機的發(fā)展。中華人民共和國國家知識產(chǎn)權局于2008年06月25日公開了公開號為101206505 的專利文獻，名稱為計算機超級模塊和超級模塊化計算機，所述超級模塊殼體內(nèi)設置有硬件接口 ；殼體下表面前端設有多孔插座，該多孔插座內(nèi)部借助線纜與所述硬件接口電連接； 底蓋上、多孔插座的兩側(cè)有兩條導槽；殼體的上蓋上，靠近左、右兩側(cè)設有兩條與兩條導槽相適配的導軌，上蓋的前端設有與多孔插座相適配的多針插頭，該多針插頭與多孔插座于殼體內(nèi)部實現(xiàn)互相電連接。此方案的各超級模塊之間、超級模塊與超級模塊化計算機之間， 能夠自由配合并導向定位插接，使計算機的系統(tǒng)配置靈活方便、擴展性能強；升級更換操作簡單，普通用戶都能隨意操作而不需太多的專業(yè)知識。此方案的不足之處在于還是沒有脫離原有的計算機結(jié)構，受到的限制較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術所存在的計算機性能不能有效利用、開發(fā)受限、 容易受病毒、木馬攻擊等的技術問題，提供一種可以自由選擇足夠性能的模塊、無需專一的 CPU和操作系統(tǒng)的模塊化計算機。本實用新型針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種模塊化計算機，包括主板和模塊卡，主板包括總線控制器和插槽，總線控制器與插槽連接，模塊卡通過插槽與主板連接。總線控制器控制各模塊的優(yōu)先級問題。各模塊通過總線交換數(shù)據(jù)。 每種模塊卡可以實現(xiàn)不同的功能，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同過的模塊。作為優(yōu)選，模塊卡包括依次連接的總線接口、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、嵌入式處理器，嵌入式處理器還連接有工作存儲器，總線接口與插槽連接。作為優(yōu)選，模塊卡還包括外部接口，外部接口與嵌入式處理器連接。[0009]作為優(yōu)選，主板還包括電源接口，電源接口與供電電源及插槽中的電源端子連接。作為優(yōu)選，總線的數(shù)據(jù)傳輸媒介為無源光纖。作為優(yōu)選，工作存儲器包括只讀存儲器和可擦寫存儲器。作為優(yōu)選，模塊卡包括顯示模塊卡、鍵盤模塊卡、鼠標模塊卡、辦公軟件模塊卡、硬盤模塊卡、游戲模塊卡、網(wǎng)絡模塊卡。由于各個軟件功能模塊是由專用的計算模塊構成，對于進一步提高計算機性能和功能提供了便利。計算機開發(fā)者不再受制于微軟和英特爾等公司，打破傳統(tǒng)的集中式開發(fā)， 這樣就可以針對某一種功能開發(fā)出高性能的功能模塊，而不必受通用計算機要求的束縛。由于這種模塊化計算機將軟件附著在各個硬件模塊上，所以對軟件知識產(chǎn)權的保護起到了積極的作用。由于這種模塊化計算機無集中式的操作系統(tǒng)，避免了因集中式操作系統(tǒng)設計的復雜而帶來的系統(tǒng)漏洞和缺陷，所以這種模塊化的計算機模塊式結(jié)構可以免受病毒和木馬的攻擊，起到很好地防御病毒的效果。這種模塊化計算機不但可以實現(xiàn)單一功能，當用戶需求多個功能時，還可以采用多個功能模塊并行的方式，只要插入多個應用軟件模塊，就能達到多個軟件高效并行的效果，這種選擇性多功能是通用計算機所不能比擬的。由于這種模塊化計算機采用模塊式的結(jié)構，這樣使得硬件的開發(fā)已經(jīng)擺脫集中式中央處理器設計的束縛，那么所有的計算機開發(fā)愛好者都可以利用嵌入式的技術開發(fā)出計算機的功能模塊，使計算機的研制不再集中在少數(shù)計算機工程技術人員手中，這必將大大推動計算機技術的發(fā)展。由于計算機性能的要求，計算機的器件不斷地更新?lián)Q代，那么集中式計算機將會產(chǎn)生大量的電子垃圾，而模塊化計算機可以針對用戶的需求，僅僅改進或者替換某些模塊器件，所以這種模塊化的計算機可以避免大量電子垃圾的產(chǎn)生，合理利用自然資源，起到很好的節(jié)能效果。本實用新型的有益效果是，這種模塊式的新型計算機體系結(jié)構，不但可以產(chǎn)生很好地節(jié)能效果，而且所有的計算機工程技術人員都可以參與計算機模塊功能的開發(fā)，這將促進計算機技術的飛速發(fā)展。

圖1是本實用新型的一種結(jié)構示意圖；圖2是本實用新型的模塊卡的一種結(jié)構示意圖；圖中1、總線控制器，2、顯示模塊卡，3、顯示器，4、鼠標模塊卡，5、鼠標，6、鍵盤模塊卡，7、鍵盤，8、辦公軟件模塊卡，9、硬盤模塊卡，10、游戲模塊卡，11、網(wǎng)絡模塊卡，12、網(wǎng)線。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例本實施例的一種模塊化計算機，包括主板和模塊卡，主板上設有總線控制器1和插槽，模塊卡通過插槽與高速總線連接，總線的數(shù)據(jù)傳輸媒介為無源光纖。[0025]如圖1所示，模塊卡包括顯示模塊卡2、鍵盤模塊卡6、鼠標模塊卡4、辦公軟件模塊卡8、硬盤模塊卡9、游戲模塊卡10、網(wǎng)絡模塊卡11等，各模塊卡都與高速總線連接，顯示器 3連接顯示模塊卡2，鼠標5連接鼠標模塊卡4，鍵盤7連接鍵盤模塊卡6，整個模塊化計算機通過與網(wǎng)絡模塊卡11連接的網(wǎng)線12與網(wǎng)絡通信，網(wǎng)絡模塊卡11中包含無線網(wǎng)絡模塊， 可以連接無線網(wǎng)絡。用戶可以自由選擇需要的模塊，即能充分利用模塊的性能，也不會造成浪費，尤其對與一些特殊場合的專用計算機更可以具有針對性。模塊卡的內(nèi)部結(jié)構如圖2所示，其中總線接口 13是連接模塊卡和高速總線的橋梁，其功能是完成模塊卡信號和高速總線信號之間的協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩沖區(qū)14主要來緩沖數(shù)據(jù)，既可以將數(shù)據(jù)處理邏輯單元發(fā)送的數(shù)據(jù)先送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)14中，等高速總線使用權到達時，可迅速將數(shù)據(jù)發(fā)送到高速總線上進行處理，也可以把從高速總線送來的數(shù)據(jù)，先快速存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)14中，等待數(shù)據(jù)處理邏輯單元進行處理；數(shù)據(jù)處理邏輯單元分為嵌入式處理器15和工作存儲器17兩部分，嵌入式處理器15可以根據(jù)用戶需求選擇性能不同的處理器，工作存儲器17包括只讀存儲器和可擦寫存儲器，只讀存儲器用來存儲軟件數(shù)據(jù)， 可以防止隨意拷貝侵犯版權，并且免除被病毒感染的風險，可擦寫存儲器用來存儲工作數(shù)據(jù)；外部接口 16的功能是提供與外界的溝通通道，對于辦公軟件模塊卡8、游戲模塊卡9等沒有無需與其他部件連接的模塊卡，可以省去外部接口 16。主板上設有電源接口，電源接口與供電電源及插槽中的電源端子連接。用戶可以自由選擇不同功率的供電電源來匹配計算機。本實施例的模塊化計算機工作過程如下首先，供電電源對高速總線和插槽供電，整個系統(tǒng)處工作狀態(tài)，總線控制器1處于等待狀態(tài)，當用戶根據(jù)自己的需求插入某些模塊卡時，這些軟件模塊同時向高速總線發(fā)出請求，根據(jù)優(yōu)先級先后，此時只有一塊模塊卡擁有高速總線使用權，它會迅速和高速總線進行讀寫數(shù)據(jù)和程序，執(zhí)行此軟件模塊的功能，而沒有高速總線使用權的模塊會暫時處于等待狀態(tài)，等待總線控制器1對它發(fā)送接受請求信號。當用戶使用完計算機，想要關閉計算機，只需對高速總線和插槽斷電即可。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了總線、模塊等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種模塊化計算機，包括主板和模塊卡，其特征在于，所述主板包括總線控制器和若干個插槽，所述總線控制器與所述插槽連接，所述模塊卡通過插槽與主板連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的模塊化計算機，其特征在于，所述模塊卡包括依次連接的總線接口、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、嵌入式處理器，所述嵌入式處理器還連接有工作存儲器，所述總線接口與插槽連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的模塊化計算機，其特征在于，所述模塊卡還包括外部接口，所述外部接口與嵌入式處理器連接。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的模塊化計算機，其特征在于，所述主板還包括電源接口， 所述電源接口與供電電源及插槽中的電源端子連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的模塊化計算機，其特征在于，所述總線的數(shù)據(jù)傳輸媒介為無源光纖。
6.根據(jù)權利要求1所述的模塊化計算機，其特征在于，所述工作存儲器包括只讀存儲器和可擦寫存儲器。
7.根據(jù)權利要求1所述的模塊化計算機，其特征在于，所述模塊卡包括顯示模塊卡、鍵盤模塊卡、鼠標模塊卡、辦公軟件模塊卡、硬盤模塊卡、游戲模塊卡、網(wǎng)絡模塊卡。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化計算機，旨在提供一種基于總線的模塊化計算機。它包括主板和模塊卡，主板包括總線控制器和插槽，總線控制器與插槽連接，模塊卡通過插槽與主板連接。總線控制器控制各模塊的優(yōu)先級問題。各模塊通過總線交換數(shù)據(jù)。每種模塊卡可以實現(xiàn)不同的功能，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同過的模塊。本實用新型適用于所有計算機領域。
文檔編號G06F1/16GK202003273SQ20112010435
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權日2011年4月12日
發(fā)明者黨桂斌, 鞠怡明 申請人:蘇州迪吉特電子科技有限公司