网关的主板和网关的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种网关的主板和网关。


背景技术：

2.网关又称网间连接器、协议转换器，其在网络层以上实现网络互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备，使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器，与只是传达信息的网桥不同，网关对收到的信息重新打包，以适应目的系统的需求。网关既可以用于广域网互连，又可以用于局域网互连。
3.在电力系统中，经常要通过一些局域网络对数据和资料进行整理和实时传输，因此经常需要使用到网关进行翻译传输数据，目前，运维网关系统采用了“物理旁路，逻辑串联”的概念，就是不需要在终端设备上安装软件，也不会影响终端的业务进行；即通过账户登录，协议处理后连接到运维设备，进行访问控制和审计记录。另外运维设备可以监控用户的每一次行为，并通过录屏然后进行录像回放来判定该行为是否存在网络安全危害，从而控制操作风险，有效地监控代运维人员。然而，现有的网关由于资源不足，无法与大量的外部设备连接。
4.鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的网关的主板和网关。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提供一种网关的主板和网关，旨在解决现有的网关由于资源不足而无法连接大量的外部设备的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出的网关的主板包括主板本体和均设于所述主板本体上的处理器、控制组件和连接端口，其中：
7.所述控制组件包括内存颗粒、emmc颗粒、以太网千兆phy芯片、usb转换芯片、hdmi转mipi芯片、pmic电源管理芯片、rtc芯片；
8.所述连接端口包括显示接口、触摸屏接口、rj45网口、usb接口、type-c充电接口、音频接口、功放接口、硬盘接口、com接口、debug接口；
9.所述内存颗粒、所述emmc颗粒、所述以太网千兆phy芯片、所述usb转换芯片、所述hdmi转mipi芯片、所述pmic电源管理芯片、所述rtc芯片、所述显示接口、所述触摸屏接口、所述音频接口、所述功放接口、所述硬盘接口、所述com接口及所述debug接口均与所述处理器电连接；所述rj45网口通过所述以太网千兆phy芯片与所述处理器电连接；所述usb接口通过所述usb转换芯片与所述处理器电连接；所述type-c充电接口通过所述pmic电源管理芯片与所述处理器电连接。
10.优选地，所述显示接口包括lvds接口、hdmi out接口以及hdmi in接口，所述lvds接口、所述hdmi out接口与所述处理器电连接，所述hdmiin接口通过所述hdmi转mipi芯片与所述处理器电连接。
11.优选地，所述usb接口包括usb2.0type-a接口和usb3.0 otg type-c接口，所述usb转换芯片包括均与所述处理器电连接的多路复用器、uart/usb转换芯片、type-c数据转换芯片及usb hub芯片，所述usb2.0 type-a接口通过所述usb hub芯片与所述处理器电连接，所述usb3.0 otg type-c接口通过所述type-c数据转换芯片与所述处理器电连接。
12.优选地，所述usb接口还包括kb/mouse接口和kb/mouse to pc接口，所述kb/mouse接口通过所述uart/usb转换芯片与所述处理器电连接，所述kb/mouseto pc接口通过所述type-c数据转换芯片与所述处理器电连接。
13.优选地，所述com接口包括rs232 db9接口和rs485 rj45接口，所述rs232 db9接口和所述rs485 rj45接口均与所述处理器电连接；和/或，所述debug接口包括芯片烧录接口、mcu烧录接口以及调试接口，所述芯片烧录接口、所述mcu烧录接口以及所述调试接口均与所述处理器电连接。
14.优选地，所述pmic电源管理芯片中集成有音频codec模块，所述音频接口、所述功放接口均通过所述pmic电源管理芯片与所述处理器电连接。
15.优选地，所述rj45网口的数量为两个，所述以太网千兆phy芯片的数量与所述rj45网口的数量一致且一一对应电连接，各所述rj45网口通过对应的所述以太网千兆phy芯片与所述处理器电连接。
16.优选地，所述触摸屏接口为i2c接口；和/或，所述硬盘接口包括sata 3.0接口和m.2 key-b接口，所述sata 3.0接口和所述m.2 key-b接口均与所述处理器电连接。
17.优选地，所述网关的主板还包括供电电池，所述供电电池用于与所述rtc芯片电连接并对所述rtc芯片馈电；和/或，所述网关的主板还包括可充电电池，所述可充电电池与所述type-c充电接口电连接并对所述type-c充电接口馈电。
18.另外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种网关，所述网关包括外壳和收容于所述外壳内的如上所述的网关的主板。
19.本实用新型技术方案中，网关的主板可采用高性能瑞芯微处理器，并在处理器上设计丰富的输入输出接口、网络通信接口与存储接口，例如显示接口、触摸屏接口、rj45网口、usb接口、type-c充电接口、音频接口、功放接口、硬盘接口、com接口、debug接口等，使得设置该主板的网关具有丰富的资源，可连接大量的外部设备。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型一实施例中网关的主板的结构示意图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称11内存颗粒50rj45网口12emmc颗粒601usb2.0type-a接口13以太网千兆phy芯片602usb3.0otgtype-c接口
141多路复用器603kb/mouse接口142uart/usb转换芯片604kb/mousetopc接口143type-c数据转换芯片70type-c充电接口144usbhub芯片80音频接口15hdmi转mipi芯片90功放接口16pmic电源管理芯片100硬盘接口17rtc芯片1001sata3.0接口20处理器1002m.2key-b接口301lvds接口110com接口302hdmiout接口1101rs232db9接口303hdmiin接口1102rs485rj45接口40触摸屏接口120debug接口
24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
30.本实用新型提出网关的主板和网关，旨在解决现有的网关由于资源不足而无法连接大量的外部设备的问题。
31.请参照图1，网关的主板包括主板本体和均设于主板本体上的处理器20、控制组件和连接端口，其中：控制组件包括内存颗粒11、emmc颗粒12、以太网千兆phy芯片13、usb转换芯片、hdmi转mipi芯片15、pmic电源管理芯片16、rtc芯片17；连接端口包括显示接口、触摸
屏接口40、rj45网口50、usb接口、type-c充电接口70、音频接口80、功放接口90、硬盘接口100、com接口110、debug接口120；内存颗粒11、emmc颗粒12、以太网千兆phy芯片13、usb转换芯片、hdmi转mipi芯片15、pmic电源管理芯片16、rtc芯片17、显示接口、触摸屏接口40、音频接口80、功放接口90、硬盘接口100、com接口110及debug接口120均与处理器20电连接；rj45网口50通过以太网千兆phy芯片13与处理器20电连接；usb接口通过usb转换芯片与处理器20电连接；type-c充电接口70通过pmic电源管理芯片16与处理器20电连接。
32.本实用新型的网关的主板可采用高性能瑞芯微处理器20，并在处理器20上设计丰富的输入输出接口、网络通信接口与存储接口，例如显示接口、触摸屏接口40、rj45网口50、usb接口、type-c充电接口70、音频接口80、功放接口90、硬盘接口100、com接口110、debug接口120等，使得设置该主板的网关具有丰富的资源，可连接大量的外部设备，可满足运维网关的安全认证、实时监控、风险管理、工作记录等需求。而且，网关的主板尺寸为238mm*110mm，最高处厚度仅为15.4mm，这使得主板整机获得小尺寸与超薄的小体积特征。
33.需要说明的是，内存颗粒11为lpddr4/lpddr4x，容量可选2gb、4gb或8gb；emmc颗粒12的容量可选16gb、32gb、64g或128gb。可以根据设备使用场景与需求选用不同档次的内存，充分地满足运维网关主板对多场景不同应用的需求。
34.其中，在一实施例中，显示接口包括lvds接口301、hdmi out接口302以及hdmi in接口303，lvds接口301、hdmi out接口302与处理器20电连接，hdmi in接口303通过hdmi转mipi芯片15与处理器20电连接。网关的主板通过hdmi in接口303与工控板（被运维对象）连接，并通过hdmi out或lvds接口301连接的显示器将工控板的显示信息输出。
35.进一步地，usb接口包括usb2.0type-a接口601和usb3.0 otgtype-c接口602，usb转换芯片包括均与处理器20电连接的多路复用器141、uart/usb转换芯片142、type-c数据转换芯片143及usb hub芯片144，usb2.0 type-a接口601通过usb hub芯片144与处理器20电连接，usb3.0 otg type-c接口602通过type-c数据转换芯片143与处理器20电连接。usb2.0 type a口可实现高速读写，能轻松兼容并流畅使用打印机、usb摄像头、指纹仪等常见设备；usb3.0 otg topc口采用usb key（硬件数字证书载体）方式可实现运维终端与网关之间的认证。
36.另外，usb接口还包括kb/mouse接口603和kb/mouse to pc接口604，kb/mouse接口603通过uart/usb转换芯片142与处理器20电连接，kb/mouse to pc接口604通过type-c数据转换芯片143与处理器20电连接。在一实施例中，kb/mouse接口603的数量为两个，两个kb/mouse接口603可实现利用键鼠控制被运维对象，而且，通过kb/mouseto pc接口604可使得网关的主板连接至工控板。
37.其中，com接口110包括rs232 db9接口1101和rs485 rj45接口1102，rs232 db9接口1101和rs485 rj45接口1102均与处理器20电连接。在一实施例中，两个rs232 db9接口1101和一个rs485 rj45接口1102，可利用com接口110实现工控板与运维终端之间通信报文的转发，以及指令的识别。
38.在另一实施例中，debug接口120包括芯片烧录接口、mcu烧录接口以及调试接口，芯片烧录接口、mcu烧录接口以及调试接口均与处理器20电连接。通过芯片烧录接口、mcu烧录接口以及调试接口对网关的主板进行调试。
39.进一步地，为了实现多种功能，pmic电源管理芯片16中集成有音频codec模块，音
频接口80、功放接口90均通过pmic电源管理芯片16与处理器20电连接。pmic电源管理芯片16中集成有音频codec模块，从而可减少网关主板上的电路连线。
40.另外，在上述的实施例中，rj45网口50的数量为两个，以太网千兆phy芯片13的数量与rj45网口50的数量一致且一一对应电连接，各rj45网口50通过对应的以太网千兆phy芯片13与处理器20电连接。两个网络接口均为千兆网口，支持10/100/1000mbps网络，可根据实际使用需求连接网络进行运维终端与被运维对象间的通信。
41.在一实施例中，触摸屏接口40为i2c接口。网关的主板通过i2c接口连接外部触摸屏。触摸屏通过i2c接口传送的触摸信号将被处理器20转换为鼠标信号，并通过串口转发给uart/usb转换芯片142，进而控制目标主机。
42.在另一实施例中，硬盘接口100包括sata 3.0接口1001和m.2 key-b接口1002，sata 3.0接口1001和m.2 key-b接口1002均与处理器20电连接。m.2 key-b接口1002可支持type 2280的sata信号ssd，既可以搭配成本较低的3.5寸/2.5寸硬盘进行存储，也可使用m.2硬盘，减小设备的尺寸。
43.需要说明的是，m.2接口是intel推出的一种替代msata新的接口规范，以取代原来的msata接口。无论是更小巧的规格尺寸，还是更高的传输性能，m.2都远胜于msata接口。
44.进一步地，在一实施例中，网关的主板还包括供电电池，供电电池用于与rtc芯片17电连接并对rtc芯片17馈电。rtc芯片17采用高精度晶振作为时钟源，额外增加供电电池对rtc芯片17进行供电，使得rtc芯片17在主电源掉电时还可以工作，从而可为网关提供精确的时间基准。
45.在另一实施例中，网关的主板还包括可充电电池，可充电电池与type-c充电接口70电连接并对type-c充电接口70馈电。可充电电池与type-c充电接口70电连接，可充电电池对type-c充电接口70馈电，从而为网关的主板供电，使得网关的主板便于携带和使用。
46.另外，本实用新型还提出一种网关，网关包括外壳以及收容于外壳内的如上所述的网关的主板。该网关中网关的主板的具体结构参照上述实施例，由于本网关采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
47.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
key-b接口均与所述处理器电连接。9.如权利要求1至4中任一项所述的网关的主板，其特征在于，所述网关的主板还包括供电电池，所述供电电池用于与所述rtc芯片电连接并对所述rtc芯片馈电；和/或，所述网关的主板还包括可充电电池，所述可充电电池与所述type-c充电接口电连接并对所述type-c充电接口馈电。10.一种网关，其特征在于，所述网关包括外壳和收容于所述外壳内的如权利要求1至9中任一项所述的网关的主板。

技术总结
本实用新型公开一种网关的主板和网关，网关的主板包括主板本体和均设于主板本体上的处理器、控制组件和连接端口，其中：控制组件包括均与处理器电连接的内存颗粒、EMMC颗粒、以太网千兆PHY芯片、USB转换芯片、HDMI转MIPI芯片、PMIC电源管理芯片、RTC芯片；连接端口包括均与处理器电连接的显示接口、触摸屏接口、RJ45网口、USB接口、Type-C充电接口、音频接口、功放接口、硬盘接口、COM接口、Debug接口。本实用新型的网关的主板具有丰富的资源，可连接大量的外部设备。量的外部设备。量的外部设备。


技术研发人员：吴福禄
受保护的技术使用者：深圳市信步科技有限公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/9/3