集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术

摘要

集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术是将无线电通讯技术引入计算机系统的主板设计中，去掉目前计算机主板上的接口总线扩展电路及其各种扩展接口器件，采用宽带无线电信号处理电路作为与外部各种设备的通讯接口，实现计算机主机与其它部件之间的无线连接，解决了目前计算机系统设计中不同外部设备与计算机主机的多种接口类型的问题，同时在计算机主板中已经支持无线电信号处理电路，当外部设备支持无线电信号处理时可以不需要增加转换电路就可直接与计算机主板通讯，减少了硬件冗余电路，与外部设备的连接不需要连接线缆，使用方便。采用这种设计的主板面积大大减小，相应使计算机主机的体积可以缩小。

说明书

技术领域

集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术涉及目前广泛使用的计算机设备，包括个人电脑、服务器等，特别涉及一种将无线通讯技术与计算机技术进行整合的全新计算机系统设计技术，属于计算机技术领域和无线电通讯技术领域。

背景技术

自上世纪70年代微处理器技术和计算机技术出现以来，计算机系统进入了全面普及的时代。计算机技术经过几十年的发展，其处理器速度、系统性能都有了很大的提高。但计算机系统的技术架构变化很小，基本维持着中央处理器(CPU)通过北桥接口电路连接内存，通过南桥接口电路连接硬盘、光驱、键盘、鼠标、串口设备、并口设备、USB设备等，北桥接口电路和南桥接口电路都可以引出外部设备总线用于外部设备的接口扩展，变化比较多的是连接外部设备的接口总类增加、接口总线的通讯规范变化。目前一台计算机系统出现的接口很多：如串口、并口、显示器接口、PS2接口、网络接口、USB接口、XT总线接口、AT总线接口、PCI总线接口、PCMCIA总线接口等。不同接口之间没有通用性，特定的外部设备只能与特定的接口连接，造成当特定接口损坏后，外围设备不能有效利用其他接口资源进行连接。随着无线电技术的发展，人们开始把无线电技术用于一些计算机的外部设备，如无线鼠标、无线键盘等。但由于计算机系统本身的架构没有变化，造成如果把无线电设备连接到计算机系统中，必须增加一个接口转换设备，将无线电信息与计算机系统目前使用的接口信息进行相互转换。从整体连接效果来看，中央处理器(CPU)如果需要与无线电外设进行通讯，需要先把CPU总线转换为目前计算机使用的接口之一，然后再转换为可以实现无线电信号收发的接口。显然这种转化有很多冗余电路，造成成本的提高、资源的浪费，因为完全可以由中央处理器(CPU)与无线电外设更直接的连接。  随着无线电通讯技术的发展，无线电设备之间的通讯速率和通讯可靠性都得到很大提高，完全可以应用于计算机系统的设计，包括计算机主机与各种部件之间的通讯连接。如超宽带技术(UWB)正在推出数据传输速率分别为220Mbps、500Mbps和1Gbps的UWB解决方案，而这样高的传输速率已经可以满足目前计算机各种接口的连接速率，如显示器需要40Mbps、局域网络连接100Mbps等需要较高速率的设备接口都完全满足，其他外部设备如键盘、鼠标、打印机等接口速率都较小。因此所有这些设备汇聚在一起的带宽都能由一个超宽带技术(UWB)无线电信号处理接口进行连接和通讯。

发明内容

为了克服现有的计算机系统的接口繁多，接口之间无法进行兼容使用的问题，这里提出的集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术将无线电通讯技术引入计算机系统的设计中，实现计算机系统各个部件之间采用无线电信号进行连接和交互信息，同时可以减少计算机系统的外部设备使用无线电信号连接时的硬件冗余，通过计算机主板自带无线电信号处理电路，实现计算机主机与其它部件之间的无线连接。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术，主要包含中央处理器(CPU)、接口处理电路、系统内存电路、系统引导程序存储电路、主板无线电信号处理电路、主板无线电天线电路，其中中央处理器(CPU)与接口处理电路电连接，接口处理电路与系统内存电路、系统引导程序存储电路、主板无线电信号处理电路电连接，主板无线电信号处理电路与主板无线电天线电路连接，用于与其它部件的无线信号连接与通讯。

2、主板无线电信号处理电路采用宽带无线通讯技术作为与其外部设备的连接和通讯的接口技术，主要包含无线电信号处理天线电路、无线电信号处理芯片构成的信号处理电路以及与接口处理电路匹配的接口信号电路。

3、主板无线电信号处理电路有自己唯一的识别地址，在实现无线电信号通讯时，用于区分计算机主板、输入输出设备相互识别的标志。

4、主板无线电信号处理电路的识别地址可以手动设定或硬件固化。

5、主板无线电信号处理电路是无线电通讯系统的控制部件，决定外部的输入输出设备是否能够连接到该通讯系统实现信息的交互。

本发明的有益效果是：采用集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术，可以将计算机主板与所有外部设备的连接都采用相同的连接方式，即无线电信号连接。解决了目前计算机系统设计中不同外部设备与计算机主机的多种接口类型的问题，同时在计算机主板中已经支持无线电信号处理电路，当外部设备支持无线电信号处理时可以不需要增加转换电路就可直接与计算机主板通讯，减少了硬件冗余电路，同时计算机系统的总线资源可以被充分利用，与外部设备的连接不需要连接线缆，使用方便。采用这种设计的主板面积大大减小，相应使计算机主机的体积可以缩小。

附图说明：

下面结合实施附图对本发明做进一步的说明。

图1是采用集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术的计算机系统主板设计原理示意图。

图2是原有计算机系统主板设计原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理进行详细说明。

在图1采用集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术的计算机系统主板设计原理示意图中，计算机系统主板由中央处理器(CPU)[101]、北桥电路[102]、内存电路[103]、主板无线信号处理电路[104]、系统引导程序电路(BIOS)[105]、主板无线电天线电路[108]。为了提高性能，还可以包括多媒体处理电路[106]和外部高速缓存电路[107]。中央处理器(CPU)[101]主要通过北桥电路[102]实现与内存电路[103]、系统引导程序电路(BIOS)[105]、主板无线信号处理电路[104]等进行连接和通讯。显然采用集成无线电通讯技术的计算机主板设计技术，只需要增加一个无线电信号处理电路就可以替代南桥电路和各种总线扩展电路。无论何时需要增加外部设备，就可以随时购买支持相同无线电信号处理协议的外部设备，随时连接到计算机系统中。外部设备的数量不会因为接口的数量限制而受到限制，只会因为占用无线信号通讯的带宽而影响分配外部设备与主板的通讯速率。在具体实现中，可以采用超宽带技术(UWB)无线通讯协议实现本发明的无线通讯协议。由于主板无线信号处理电路[108]直接与中央处理器(CPU)[101]的总线连接，可以保证与中央处理器(CPU)[101]通讯的速率和带宽，而超宽带技术(UWB)无线电技术可以实现每秒数百兆位甚至上千兆位的数据通讯速率，可以保证所有外部设备都可以通过无线电信号方式与主机进行连接和通讯。

飞思卡尔XS110超宽带(UWB)解决方案可提供基于直接序列超宽带技术(DS-UWB)和IEEE^802.15.3媒体接入控制(MAC)协议的完全的无线连接。该芯片组可提供超过110Mbps的数据传输速率，以极低的能耗，支持流式视频、流式音频和海量数据传输。除提供高数据速率以外，XS110还支持对等网络和ad hoc网络，以实现真正的无缝无线连接。飞思卡尔的XS110芯片已经通过FCC认证，符合第15部分的规范的要求，并符合FCC的″2002年UWB报告和命令″中规定的频谱规范要求，在具体实施中，可以采用飞思卡尔的XS110芯片及其后续推出的通讯速率更高的芯片作为无线信号处理的主芯片。

由于采用无线电信号进行外部设备与系统主机的连接，在主机的计算机主板中就可以省去接口扩展电路或扩展槽等器件。在本实施方案中，计算机主板由于不需要扩展各种外部设备接口，因此计算机的主机可以做的比较轻巧。计算机主机、输入输出设备都有自己唯一的识别地址，在实现无线电信号通讯时，用于区分计算机主机、输入输出设备相互识别的标志，通常实现中可以采用互联网络协议(IP)地址作为识别地址，也可以采用媒体访问控制(MAC)地址作为识别地址。计算机主机的识别地址可以手动设定或硬件固化，所述的输入输出设备上的识别地址可以由所述的计算机主机进行地址分配或手动设定或硬件固化。计算机主机与输入输出设备形成无线通讯系统中，计算机主机是该无线电通讯系统的控制部件，由计算机主机决定外部的输入输出设备是否能够连接到该通讯系统实现信息的交互。

相比而言，在图2所示的原有计算机系统主板设计原理示意图中，计算机系统主板由中央处理器(CPU)[201]、北桥电路[202]、内存电路[203]、南桥电路[204]、系统引导程序电路(BIOS)[205]、总线扩展槽[206]、基本外部输入输出设备连接接口[207]构成，其中基本外部输入输出设备连接接口[207]包括硬盘接口、光驱接口、键盘接口、鼠标接口、串口、并口等。有些主板为了提高性能，还包括多媒体处理电路[208]和外部高速缓存电路[209]。中央处理器(CPU)[201]主要通过北桥电路[202]和南桥电路[204]实现与内存电路[203]、系统引导程序电路(BIOS)[205]、总线扩展槽[206]、基本外部输入输出设备连接接口[207]等进行连接和通讯。计算机系统的不同外部设备通过不同的接口方式和接口种类与计算机主机连接。此时由于所有接口电路都采用有线电连接，当某种接口不够使用时，该主板就难以满足要求。同时由于原有计算机系统主板设计不支持无线电信号处理技术，虽然现在已经有支持无线电信号的外部设备，但不能直接与计算机系统进行通讯，需要在计算机主机相应的接口上增加一个专门处理该外部设备所发出的无线电信号的收发器和接口转换电路。