零終端機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種零終端機，用以實現一種無CPU、無操作系統的終端機，從而簡化硬件結構，提升處理速度。該零終端機包括：殼體，所述殼體外部設置有網絡接口和輸入/輸出接口，所述殼體內部設置有現場可編程門陣列以及分別連接到所述現場可編程門陣列的以太網處理單元、微控制單元、協議引擎單元和輸入/輸出單元，其中，所述以太網處理單元還分別與所述網絡接口、所述微控制單元相連；所述微控制單元還與所述協議引擎單元相連；所述協議引擎單元還與所述輸入/輸出單元相連；所述輸入/輸出單元還與所述輸入/輸出接口相連。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

零終端機
本技術涉及通信
，特別涉及一種零終端機。
技術介紹
傳統的終端機通常為PC機、筆記本電腦等設備。在這些終端機中，通常都包含有 CPU、存儲器和操作系統，其硬件結構復雜，制作成本昂貴。而且，在這些終端機中，各種輸 入/輸出設備之間無法直接通信，必須經過CPU進行處理，因此，需要經過一系列復雜的處 理過程，導致速度慢、效率低。另外，終端機中的所有硬件都由操作系統進行統一管理，而 操作系統是由軟件實現的，按自底向上通常可分為操作系統內核、驅動程序、接口層和應用 層。在這種操作系統架構中，當網卡接收到數據幀后，數據幀需要經過操作系統的層層處理 才能提交給對應的應用程序，應用程序處理完后，又要經過層層處理才能提交給對應的子 系統，如顯示子系統、音頻子系統等，最后將數據轉換成模擬信號傳輸給輸出設備。在這樣 一段冗長的數據通信過程中，每一層處理都需要占用CPU處理時間，因此導致處理速度慢、 效率低。同時，采用這種架構的終端機對CPU的性能和散熱要求極高，這就會導致制造成本 的大幅上升，平時維護時，又會面臨操作系統升級的問題，維護成本極大。因此，目前亟需一種無CPU、無操作系統的終端機來簡化硬件結構，提升處理速度。
技術實現思路
本技術提供了一種零終端機，用以實現一種無CPU、無操作系統的終端機，從 而簡化硬件結構，提升處理速度。一種零終端機，包括殼體，所述殼體外部設置有網絡接口和輸入/輸出接口，所 述殼體內部設置有現場可編程門陣列以及分別連接到所述現場可編程門陣列的以太網處 理單元、微控制單元、協議引擎單元和輸入/輸出單元，其中，所述以太網處理單元還分別 與所述網絡接口、所述微控制單元相連；所述微控制單元還與所述協議引擎單元相連；所 述協議引擎單元還與所述輸入/輸出單元相連；所述輸入/輸出單元還與所述輸入/輸出 接口相連。較佳的，所述輸入/輸出接口包括視頻接口、音頻接口和USB接口，所述輸入/輸 出單元包括視頻處理單元、音頻處理單元和USB處理單元,所述視頻處理單元、所述音頻 處理單元和所述USB處理單元分別與所述協議引擎單元相連，所述視頻處理單元還與所述 視頻接口相連，所述音頻處理單元還與所述音頻接口相連，所述USB處理單元還與所述USB 接口相連。較佳的，所述視頻處理單元包括視頻編解碼器和視頻數模轉換器，其中，所述視 頻編解碼器分別與所述協議引擎單元、所述視頻數模轉換器相連；所述視頻數模轉換器還 與所述視頻接口相連。較佳的，所述視頻處理單元進一步包括與所述視頻編解碼器相連的視頻時鐘同 步單元。較佳的，所述視頻處理單元進一步包括幀緩沖單元，其分別與所述協議引擎單 元、所述視頻編解碼器相連。較佳的，所述音頻處理單元包括音頻編解碼器和音頻數模轉換器，其中，所述音 頻編解碼器分別與所述協議引擎單元、所述音頻數模轉換器相連；所述音頻數模轉換器還 與所述音頻接口相連。[0011 ] 較佳的，所述USB處理單元包括USB編解碼器、USB控制器和USB集線器，其中，所 述USB編解碼器分別與所述協議引擎單元、所述USB控制器相連；所述USB控制器還與所述 USB集線器相連；所述USB集線器還與所述USB接口相連。較佳的，所述殼體外部進一步設置有復位按鍵，所述殼體內部進一步包括連接到 現場可編程門陣列的復位單元，該復位單元分別與所述協議引擎單元、所述復位按鍵相連。較佳的，所述以太網處理單元進一步包括以太網物理層芯片和以太網介質訪問 控制層芯片，其中，所述以太網物理層芯片分別與所述網絡接口、所述以太網介質訪問控制 層芯片相連；所述以太網介質訪問控制層芯片還與微控制單元相連。較佳的，所述殼體內部進一步包括連接到現場可編程門陣列的頻率控制芯片，所 述頻率控制芯片與所述輸入/輸出單元相連。本技術實施例中，通過FPGA與以太網處理單元、微控制單元、協議引擎單元 和輸入/輸出單元相連，由于FPGA可以通過硬件語言模擬各種硬件的通信時序，因而可以 對來自網絡以及輸入/輸出設備的信息進行處理，從而代替了傳統的CPU，簡化了終端機的 硬件結構。附圖說明圖1為本技術實施例中的零終端機的結構示意圖；圖2為本技術優選實施例中的零終端機的外部結構示意圖；圖3為本技術優選實施例中的零終端機的內部結構示意圖。具體實施方式為充分了解本技術的目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用 新型做詳細說明，但本技術并不僅僅限于此。本技術實施例提供了一種零終端機，用以實現一種無CPU、無操作系統的終端 機，從而簡化硬件結構，提升處理速度。本技術實施例中的零終端機具體是一個小盒子，它可以連接鍵盤、鼠標、顯示 器、音箱、以太網設備和USB存儲介質等外圍設備。圖1示出了本技術實施例中零終 端機的結構示意圖。如圖1所示，零終端機包括殼體21，殼體21外部設置有用于連接以太 網等網絡設備的網絡接口 24，以及用于連接鍵盤、鼠標、顯示器、音箱以及USB存儲介質等 輸入/輸出設備的輸入/輸出接口 20。殼體內部設置有現場可編程門陣列(簡稱FPGA) I, 以及分別連接到FPGAl的以太網處理單元2、微控制單元3 (簡稱MCU)、協議引擎單元4和 輸入/輸出單元5。其中，以太網處理單元2的一端與網絡接口 24相連，另一端與MCU3相 連；MCU3的一端與以太網處理單元2相連，另一端與協議引擎單元4相連；協議引擎單元4 的一端與MCU3相連,另一端與輸入/輸出單兀5相連；輸入/輸出單兀5的一端與協議引擎單元4相連，另一端與輸入/輸出接口 20相連。其中，圖1中的殼體21是通過一條直線 示意的，直線上方表示殼體及殼體外部的部分，直線下方表示殼體內部的部分，在實際情況 中，殼體21通常是一個封閉的四方體形狀。具體地，所述輸入/輸出接口包括視頻接口、音頻接口和USB接口，則輸入/輸出 單元包括視頻處理單元、音頻處理單元和USB處理單元。其中，視頻處理單元包括視頻編解碼器和視頻數模轉換器，其中，所述視頻編解 碼器的一端與所述協議引擎單元相連，另一端與視頻數模轉換器相連；所述視頻數模轉換 器的一端與所述視頻編解碼器相連，另一端與所述視頻接口相連。該視頻處理單元還可以 進一步包括與所述視頻編解碼器相連的視頻時鐘同步單元。而且，所述視頻處理單元還可 以進一步包括幀緩沖單元，其一端與所述協議引擎單元相連，另一端與所述視頻編解碼器 相連。音頻處理單元包括音頻編解碼器和音頻數模轉換器，其中，所述音頻編解碼器的 一端與所述協議引擎單元相連，另一端與音頻數模轉換器相連；所述音頻數模轉換器的一 端與所述音頻編解碼器相連，另一端與所述音頻接口相連。USB處理單元包括USB編解碼器、USB控制器和USB集線器，其中，所述USB編解 碼器的一端與所述協議引擎單元相連，另一端與USB控制器相連；所述USB控制器的一端與 所述USB編解碼器相連，另一端與所述USB集線器相連；所述USB集線器的一端與所述USB 控制器相連，另一端與所述USB接口相連。以太網處理單元可以進一步包括以太網物理層芯片和以太網介質訪問控制層芯 片，其中，以太網物理層芯片的一端與所述網絡接口相連，另一端與所述以太網介質訪問控 制層芯片相連；以太網介質訪問控制層芯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種零終端機，其特征在于，包括：殼體，所述殼體外部設置有網絡接口和輸入/輸出接口，所述殼體內部設置有現場可編程門陣列以及分別連接到所述現場可編程門陣列的以太網處理單元、微控制單元、協議引擎單元和輸入/輸出單元，其中，所述以太網處理單元還分別與所述網絡接口、所述微控制單元相連；所述微控制單元還與所述協議引擎單元相連；所述協議引擎單元還與所述輸入/輸出單元相連；所述輸入/輸出單元還與所述輸入/輸出接口相連。

【技術特征摘要】
1.一種零終端機，其特征在于，包括殼體，所述殼體外部設置有網絡接口和輸入/輸出接口，所述殼體內部設置有現場可編程門陣列以及分別連接到所述現場可編程門陣列的以太網處理單元、微控制單元、協議引擎單元和輸入/輸出單元，其中， 所述以太網處理單元還分別與所述網絡接口、所述微控制單元相連； 所述微控制單元還與所述協議引擎單元相連； 所述協議引擎單元還與所述輸入/輸出單元相連； 所述輸入/輸出單兀還與所述輸入/輸出接口相連。2.根據權利要求1所述的零終端機，其特征在于，所述輸入/輸出接口包括視頻接口、音頻接口和USB接口，所述輸入/輸出單元包括視頻處理單元、音頻處理單元和USB處理單元，所述視頻處理單元、所述音頻處理單元和所述USB處理單元分別與所述協議引擎單元相連，所述視頻處理單元還與所述視頻接口相連，所述音頻處理單元還與所述音頻接口相連，所述USB處理單元還與所述USB接口相連。3.根據權利要求2所述的零終端機，其特征在于，所述視頻處理單元包括視頻編解碼器和視頻數模轉換器，其中， 所述視頻編解碼器分別與所述協議引擎單元、所述視頻數模轉換器相連； 所述視頻數模轉換器還與所述視頻接口相連。4.根據權利要求3所述的零終端機，其特征在于，所述視頻處理單元進一步包括與所述視頻編解碼器相連的視頻時鐘同步單元。5.根據權利要求3所述的零終端機，其特征在于，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙新華，李金凱，
申請(專利權)人：上海金圖信息科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：