CN101055304A - 一种电路连接状态检测系统及方法 - Google Patents
一种电路连接状态检测系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101055304A CN101055304A CN 200710105968 CN200710105968A CN101055304A CN 101055304 A CN101055304 A CN 101055304A CN 200710105968 CN200710105968 CN 200710105968 CN 200710105968 A CN200710105968 A CN 200710105968A CN 101055304 A CN101055304 A CN 101055304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- driving arrangement
- transmitter
- receiving port
- pcie
- connection state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
本发明提供了一种电路连接状态检测系统，包括发送器、接收器和驱动设备，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，还包括PCIe(Peripheral Component InterconnectExpress，外部器件互连扩展)负载，用于电路连接状态检测时，构成对地的电流回路。本发明提供了一种电路连接状态检测方法。本发明通过在差分电路驱动芯片接收部分增加PCIe负载，可以在PCIe链路中正常的使用通用的SerDes驱动芯片，避免Receiver Detector不通过的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电路连接状态检测系统及方法。
背景技术
现在很多电子设备依靠SerDes(Serializer and Deserializer，串行器和解串器)链路实现设备之间、设备内部器件之间的互连。PCIe(Peripheral ComponentInterconnect Express，外部器件互连扩展)属于SerDes技术中的一种，是一种串行的、点对点的芯片之间或设备之间的互连技术，PCIe的规范定义了一种分层的设备设计体系结构，包括处理层、数据链路层、物理层。PCIe链路上设备都要通过其发送器内部的检测电路来检测对端设备是否连接在位，从而控制此串行SerDes链路工作在正常状态还是电气待机状态，这一过程被称为接收器检测(Receiver Detect)。
接收电路检测阶段是整个PCIe链路初始化各种状态转换的入口，对于PCIe链路能否正常工作至关重要，如果PCIe链路不能通过接收器在位检测这一步骤，发送器会认为链路对方没有连接设备，将不会进入后续的工作状态。
接收器在位检测的基本原理是利用RC(电阻电容)网络充放电时间实现的。每个PCIe设备的发送器内部都含有一套检测电路模块，检测电路模块在差分链路上发送共模的脉冲，然后通过链路上共模脉冲的冲放电波形来判定对端PCIe设备是否存在。图1a和图1b为PCIe链路接收器在位检测的示意图，链路通过电容CTX进行交流耦合，CTX值为75nF～200nF；接收器电气属性为通过50欧姆电阻ZRX单端对地、100欧姆差分电阻，接收器的两个输入端之间没有跨接电阻。具体检测流程如下：PCIe芯片复位或加电后，差分信号发送器在发送端口D+和D-终端上驱动一个稳定的电压，如图2所示，该电压可以是Vdd、地(Ground)，或者是Vdd和地之间的任意共模电压。发送器更改共模电压，差分线对上发送同相共模检测脉冲。如果初始的共模电压是Vdd，那么会向地驱动电压；如果初始的共模电压是地，那么会向Vdd驱动电压；如果初始的共模电压是在Vdd和地之间，发送器会以相反的方向驱动电压。
其中，图1a为接收器不在位的情况，充电时间常数为：
ZTX×(Cpad+Cinterconnect)； (1)
图1b为接收器在位的情况充电时间常数为：
ZTX×(CTX+Cpad+Cinterconnect)； (2)
其中，Cpad为寄生电容，Cinterconnect为发送器内连接电容。
发送器通过判断共模检测脉冲充电时间常数大小来检测接收器是否存在。如果充电时间常数大，则接收器存在，检测脉冲的充电波形如图4所示；如果充电时间常数小，则接收器不存在，检测脉冲的充电波形如图3所示。
在使用PCIe总线时，常常需要用到SerDes驱动芯片或是Mux/Demux(复用/解复用)芯片对PCIe链路信号进行驱动。例如当链路太长，PCIe设备驱动能力已经不足，此时需要在链路中间采用SerDes驱动芯片对PCIe链路信号再次驱动。另外，由于系统功能需要上下业务时，可以采用Mux/Demux芯片。在选用这些SerDes驱动芯片时，可能选用通用的SerDes驱动芯片，采用8B/10B编码，可以使用交流耦合。
如图5所示，为通用SerDes驱动芯片在PCIe链路中的使用示意图，SerDes驱动芯片与PCIe设备的发送器和接收器之间都使用交流耦合。这些通用的SerDes驱动芯片接收端口内部没有单端直流50欧姆电阻接地。一般来说，通用SerDes驱动芯片的接收端口示意图如图6a或图6b所示。
由于接收器在位检测是通过检测脉冲在链路上的充放电时间常数来判定链路上是否有接收器的。这些通用的SerDes驱动芯片接收端口没有与地连接的电流回路。这样一来，在发送器发出同相检测脉冲的情况下，即使接收端口已经正常连接到发送器的交流耦合电容之后，差分链路中的两个同相脉冲信号不能形成对地的电流回路，在发送器内部仍然不能出现希望的大时间常数充电波形，从而误判为SerDes驱动芯片接收端口未连接正常。
发明内容
本发明实施例提供一种电路连接状态检测系统及方法，以解决现有技术中普通的SerDes驱动芯片用于PCIe链路时，不能通过SerDes驱动芯片接收端口连接状态检测，从而导致链路不能正常使用的问题。
本发明提供的一种电路连接状态检测系统，包括发送器、接收器和驱动设备，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，所述驱动设备接收端口还包括PCIe负载，用于电路连接状态检测时，构成对地的电流回路。
所述PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线与地连接。
所述PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，所述第一交流耦合电容位于所述第一下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间，所述第二交流耦合电容位于所述第二下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间。
本发明还提供了一种接收器检测方法，应用于包括发送器、接收器和驱动设备的系统中，其中，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，包括以下步骤：
在所述驱动设备接收端口设置PCIe负载；
所述发送器生成检测脉冲分别接入到两条差分传输线；
所述发送器通过检测所述脉冲波形充电时间常数确定所述驱动设备接收端口连接状态。
所述PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线连接到地。
所述PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，所述第一交流耦合电容位于所述第一下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间，所述第二交流耦合电容位于所述第二下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间。
所述发送器通过检测所述脉冲波形充电时间常数确定驱动设备接收端口连接状态具体为：通过在预设时间检测到的脉冲电压值、或到达预设脉冲电压值的时间确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
本发明的实施例中，通过在接收器侧增加PCIe匹配负载，形成发送器与地的电流回路，避免接收器在位检测不通过的问题。例如，在SerDes驱动芯片接收端增加PCIe匹配负载，可以在PCIe链路中正常的使用通用的SerDes驱动芯片，避免接收器在位检测不通过的问题。
附图说明
图1a是现有技术中接收器不在位时示意图；
图1b是现有技术中接收器在位时示意图；
图2是现有技术中接收器在位检测脉冲示意图；
图3是现有技术中接收器不在位时检测脉冲充放电波形示意图；
图4是现有技术中接收器在位时检测脉冲充放电波形示意图；
图5是现有技术中SerDes驱动芯片使用示意图；
图6a是现有技术中SerDes驱动芯片接收端口示意图；
图6b是现有技术中另一种SerDes驱动芯片接收端口示意图；
图7是本发明一种电路连接状态检测系统结构图；
图8是本发明一个实施例所用SerDes驱动芯片结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种电路连接状态的检测系统，包括发送器、接收器和驱动设备，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，在驱动设备接收端口包括PCIe负载，用于将驱动设备接收端口的差分传输线通过匹配电阻与地连接，与发送器和驱动设备接收端口构成对地回路，生成大时间常数充放电波形。
PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线连接到地。PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，第一交流耦合电容位于第一下拉电阻与驱动设备接收端口之间，第二交流耦合电容位于第二下拉电阻与驱动设备接收端口之间。第一交流耦合电容、第二交流耦合电容与驱动设备接收端口的负载电阻构成高通滤波器，起到阻断直流信号，导通交流信号的作用。其中，第一下拉电阻与第二下拉电阻可以是单个电阻，也可以是由多个电阻并联或串联组成的电阻网络。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，如图7所示，为本发明应用SerDes驱动芯片作为驱动设备的情况。
如图7所示，SerDes驱动芯片位于发送器和接收器之间，并通过交流耦合进行连接，因此，根据本发明技术方案，可以在通用SerDes驱动芯片的差分信号接收端口增加一个阻容网络，构造出对地回路，该阻容网络分别由R1和C3、R2和C4组成，R1和R2为对地电阻，C3和C4为第二级交流耦合电容。
外加阻容网络等PCIe负载后，要做到基本不影响PCIe链路SerDes驱动芯片接收信号的质量，参考图7，是在PCIe链路的交流耦合电容C1和C2的后级，增加下拉50欧姆电阻R1和R2，在下拉电阻的后级还需要一个交流耦合电容C3和C4，起到直流隔离的作用。另外，需要注意在设计PCB(PrintCirciut Board，印刷电路板)时，图7中R1和R2和皮法级的交流耦合电容C3和C4要求靠近SerDes驱动芯片的接收端口，否则影响信号布线的阻抗匹配，且交流耦合电容C3和C4的选择要考虑到接收端口的输入电容参数。
图7中，交流耦合电容C3和C4的作用是与后端的负载电阻组成一个高通滤波器。外部的交流耦合电容C3和C4的位置在端接电阻前，所以其截止频率为F＝1/(2*PI*C*Rt)，Rt＝50欧姆。如图8所示，某款SerDes驱动芯片内部的Rin为几百K欧姆，内部的交流耦合电容为皮法级别，其截止频率为F＝1/(2*PI*Cin*Rin)，远小于C3和C4形成的截至频率。因此，这种芯片通过PCIe链路的SerDes信号是没有问题的。
为了达到一个更好效果，第一级交流耦合电容C1、C2选0.1uF时，外加的对地电阻R1和R2选的要大一些，例如为100～300欧姆，这样也可以满足Receiver Detect要求，同时交流阻抗也不会变化太大。交流差分阻抗为2×(100～300欧姆)和后面驱动芯片内部的100欧姆并联。交流耦合电容可以不选择PCIe规范要求的75nF～200nF(通常100nF)。所以使用时交流耦合电容可以选的更小些，如常用的10nF，这样直流对地的电阻就可以选为500欧姆，而交流差分阻抗就是1000欧姆和100欧姆的并联，大概90欧姆，这样便能够满足信号质量的要求。
电阻后级的串接电容是否需要，以及容值的选择，需要看后面的SerDes驱动芯片的输入端口的电气结构。如果是图8所示的电气结构，SerDes驱动芯片接收端口内部具有交流耦合电容C5和C6，便不需要在外部增加交流耦合电容C3和C4，因为直流偏置为0V。SerDes驱动芯片一般为中继芯片，其具有双向收发功能，因此，具有两个接收端，其电路构成原理相同。另外，本发明不仅适用于SerDes驱动芯片，也同样适用于MUX/DEMUX芯片及通用的PHY芯片等。
本发明还提供了一种电路连接状态检测方法，应用于包括发送器、接收器和驱动设备的系统中，其中，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，包括以下步骤：
步骤s101，在接近驱动设备接收端口设置PCIe负载。PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线连接到地。PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，第一交流耦合电容位于第一下拉电阻与驱动设备接收端口之间，第二交流耦合电容位于第二下拉电阻与驱动设备接收端口之间。第一交流耦合电容、第二交流耦合电容与驱动设备接收端口的负载电阻构成高通滤波器，起到阻断直流信号，导通交流信号的作用。其中，第一下拉电阻与第二下拉电阻可以是单个电阻，也可以是由多个电阻并联或串联组成的电阻网络。
步骤s102，发送器生成检测脉冲分别接入到两条差分传输线。
步骤s103，发送器通过检测脉冲波形充电时间常数确定驱动设备接收端口连接状态。根据检测到的脉冲波形确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态具体为：在脉冲有效期内，通过在预设时间检测到的脉冲电压值、或到达预设脉冲电压值的时间确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态。
通过到达预设脉冲电压值的时间确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态具体为：在脉冲有效期内，如果达到预设脉冲电压值的时间没超出预设时间，则驱动设备接收端口与发送器没有正确连接；在脉冲有效期内，如果达到预设脉冲电压值的时间超出预设时间，则驱动设备接收端口与发送器正确连接。
通过在预设时间检测到的脉冲电压值确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态具体包括：在脉冲有效期内，如果脉冲波形在预设时间达到预设脉冲电压值，则驱动设备接收端口与发送器没有正确连接；在脉冲有效期内，如果脉冲波形在预设时间没达到预设脉冲电压值，则驱动设备接收端口与发送器正确连接。脉冲波形在预设时间达到预设脉冲电压值，则再判断达到预设脉冲电压值的持续时间；如果脉冲波形达到预设脉冲电压值的持续时间超出预设时间，则驱动设备接收端口与发送器没有正确连接；如果脉冲波形达到预设脉冲电压值的持续时间不足预设时间，则驱动设备接收端口与发送器正确连接。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1、一种电路连接状态检测系统，包括发送器、接收器和驱动设备，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接，其特征在于，所述驱动设备接收端口还包括PCIe负载，用于电路连接状态检测时，构成对地的电流回路。
2、如权利要求1所述电路连接状态检测系统，其特征在于，所述PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线与地连接。
3、如权利要求2所述电路连接状态检测系统，其特征在于，所述PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，所述第一交流耦合电容位于所述第一下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间，所述第二交流耦合电容位于所述第二下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间。
4、一种电路连接状态检测方法，应用于包括发送器、接收器和驱动设备的系统中，其中，所述发送器与所述驱动设备之间、所述驱动设备与所述接收器之间通过交流耦合差分电路连接；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在所述驱动设备接收端口设置PCIe负载；
所述发送器生成检测脉冲分别接入到两条差分传输线；
所述发送器通过检测所述脉冲波形充电时间常数确定所述驱动设备接收端口连接状态。
5、如权利要求4所述电路连接状态检测方法，其特征在于，所述PCIe负载包括第一下拉电阻和第二下拉电阻，分别将差分传输线连接到地。
6、如权利要求5所述电路连接状态检测方法，其特征在于，所述PCIe负载还包括第一交流耦合电容和第二交流耦合电容，所述第一交流耦合电容位于所述第一下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间，所述第二交流耦合电容位于所述第二下拉电阻与所述驱动设备接收端口之间。
7、如权利要求4至6中任一项所述电路连接状态检测方法，其特征在于，所述发送器通过检测所述脉冲波形充电时间常数确定驱动设备接收端口连接状态具体为：通过在预设时间检测到的脉冲电压值、或到达预设脉冲电压值的时间确定驱动设备接收端口与发送器的连接状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007101059680A CN100516912C (zh) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 一种电路连接状态检测系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007101059680A CN100516912C (zh) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 一种电路连接状态检测系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101055304A true CN101055304A (zh) | 2007-10-17 |
| CN100516912C CN100516912C (zh) | 2009-07-22 |
Family
ID=38795243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007101059680A Active CN100516912C (zh) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 一种电路连接状态检测系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100516912C (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103797732A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-05-14 | 华为技术有限公司 | 通信方法、高速外围组件互连pcie芯片及pcie设备 |
| CN104102606A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-15 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种pci-express信号长距离传输的方法 |
| CN105510804A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-20 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种信号环路检测电路及方法 |
| CN106411136A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 浙江大学 | 一种隔离型功率变换器基于高压电容耦合的控制芯片 |
| CN106597198A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 英业达科技有限公司 | 一种检测装置、方法及电子设备 |
| CN107666304A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 哉英电子股份有限公司 | 发送装置和收发系统 |
-
2007
- 2007-06-04 CN CNB2007101059680A patent/CN100516912C/zh active Active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103797732A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-05-14 | 华为技术有限公司 | 通信方法、高速外围组件互连pcie芯片及pcie设备 |
| WO2015066842A1 (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-14 | 华为技术有限公司 | 通信方法、高速外围组件互连pcie芯片及pcie设备 |
| CN103797732B (zh) * | 2013-11-05 | 2016-01-20 | 华为技术有限公司 | 通信方法、高速外围组件互连pcie芯片及pcie设备 |
| CN104102606A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-15 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种pci-express信号长距离传输的方法 |
| CN105510804A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-20 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种信号环路检测电路及方法 |
| CN105510804B (zh) * | 2015-12-31 | 2018-03-20 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种信号环路检测电路及方法 |
| CN107666304A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 哉英电子股份有限公司 | 发送装置和收发系统 |
| CN107666304B (zh) * | 2016-07-29 | 2022-03-11 | 哉英电子股份有限公司 | 发送装置和收发系统 |
| CN106411136A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-15 | 浙江大学 | 一种隔离型功率变换器基于高压电容耦合的控制芯片 |
| CN106597198A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 英业达科技有限公司 | 一种检测装置、方法及电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100516912C (zh) | 2009-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101055304A (zh) | 一种电路连接状态检测系统及方法 | |
| US20110289248A1 (en) | Isolated communication bus and related protocol | |
| CN102064821B (zh) | 一种实现串口隔离的方法和串口隔离电路 | |
| CN101887151B (zh) | 光收发模块及系统和光收发方法 | |
| CN100447771C (zh) | 通用串行总线发射机 | |
| WO2001044959A1 (en) | Peripheral bus extender | |
| CN1731788A (zh) | 一种通信设备的接口及使用该接口的接口转换器 | |
| CN1731754A (zh) | 一种适用于强电磁干扰环境下的高性能光纤can通讯系统 | |
| US8005999B1 (en) | Data storage system with PCI-E extended reach capability | |
| US7605671B2 (en) | Component-less termination for electromagnetic couplers used in high speed/frequency differential signaling | |
| CN106301468B (zh) | 串行信号发送电路、接收电路和传输系统及方法 | |
| CN102841838B (zh) | I2c与sgpio的自动检测装置、系统及其方法 | |
| KR20080053947A (ko) | 차동 신호 전송 장치, 차동 신호 수신 장치 | |
| US7155352B2 (en) | Using feedback to select transmitting voltage | |
| US8097841B2 (en) | Conversion circuit for converting data of signal line between an air-conditioner and a computer | |
| CN102692579A (zh) | 串口检测电路 | |
| CN112073083B (zh) | 多芯片集成电路及其交互通信方法 | |
| CN210075195U (zh) | 一种基于电容和正向缓冲器的数字信号隔离传输电路 | |
| US6512396B1 (en) | High speed data processing system and method | |
| US8447892B1 (en) | PCI-E extended reach with receive detect circuitry | |
| CN207474878U (zh) | 一种新型rj45接口和usb接口转接板 | |
| US6933745B2 (en) | Bus network interface | |
| CN219659736U (zh) | 以太网光电转换装置 | |
| CN216930013U (zh) | 一种rs485自收发通信装置及系统 | |
| US20240107660A1 (en) | System and apparatus for facilitating robust automotive ethernet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 310052 Binjiang District Changhe Road, Zhejiang, China, No. 466, No. Patentee after: Xinhua three Technology Co., Ltd. Address before: 310053 Hangzhou hi tech Industrial Development Zone, Zhejiang province science and Technology Industrial Park, No. 310 and No. six road, HUAWEI, Hangzhou production base Patentee before: Huasan Communication Technology Co., Ltd. |