CN101132193A - 印刷电路板及背板数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种印刷电路板及背板数据传输方法。在接收侧印刷电路板中，反射波形分析单元分析伴随从发送侧印刷电路板发送信号而在背板上的传输线路中生成的反射波，并获取表示所述反射波的波形的波形数据。输入信号识别单元根据所述波形数据及关于先前接收到的信号的数据，来计算当前接收到的反射波的大小。输入信号识别单元对阈值校正计算出的反射波的大小那么多，并识别由来自所述发送侧印刷电路板的所述信号所表示的位的状态。

Description

印刷电路板及背板数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种背板上的印刷电路板及该背板上的数据传输方法。
背景技术
近来，数据处理器或传输器的处理速度得到了提高。设备内的数据传输速度已从过去的几百兆比特每秒(Mbps)提高到1千兆比特每秒以上。由于设备内数据传输速度的提高，伴随数据传输一起生成的反射波引起信号波形失真，从而导致数据传输错误。
如果数据传输速度低，那么即使在设备内的传输线路中生成反射波，所生成的反射波也落入1比特时隙内而不影响其他比特的时隙。然而，如果数据传输速度提高而1比特时隙减小，则反射波会影响其他时隙。由此，数据的接收器不能正确地确定位是on还是off。
在包括多个通过背板连接的印刷电路板的数据处理器或传输器(例如，刀片服务器)中，反射波的问题尤为严重。这是由于在具有这种结构的设备中包括有用于将印刷电路板安装在背板上的连接器。该连接器可能由于阻抗失配而生成反射波。
例如，已知有日本特开昭59-081928中公开的技术，该技术通过生成消除波(cancellation wave)来消除反射波，从而减小反射波的影响。
取决于传输线路的结构，反射波有时会在传输线路的预定部分中重复往返，同时衰减并影响了多个位。而且，如果反射波的波形与数据传输波形多次交叠，则反射波的波形由于谐振而变得很大。这可能导致严重的数据传输错误。
然而，在用于减小反射波的影响的常规技术中并未充分地将反射波的这种特性考虑在内。结果，未能充分消除反射波在数据传输中的影响。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地解决常规技术中的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种在背板上的印刷电路板，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，该印刷电路板包括：分析单元，该分析单元分析伴随从所述另一印刷电路板发送信号而在所述传输线路中生成的反射波，并获得表示所述反射波的波形的波形数据；计算单元，该计算单元根据所述波形数据及关于先前接收到的信号的数据，来计算所述反射波的大小；以及识别单元，该识别单元对阈值校正计算出的所述反射波的大小那么多，并识别由来自所述另一印刷电路板的所述信号所表示的位的状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种在背板上的印刷电路板，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，该印刷电路板包括：控制器，该控制器从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；计算单元，该计算单元根据所述波形数据及关于先前发送的信号的数据，来计算叠加在待发送信号上的所述反射波的大小；以及输出调整单元，该输出调整单元对所述待发送信号的输出电平调整计算出的所述反射波的大小那么多。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于经由背板上的传输线路在第一印刷电路板与第二印刷电路板之间交换信号的背板数据传输方法，该背板数据传输方法包括以下步骤：所述第一印刷电路板经由所述传输线路向所述第二印刷电路板发送单波形的信号；所述第二印刷电路板分析伴随发送所述信号而在所述传输线路中生成的反射波，以获得表示所述反射波的波形的波形数据；所述第二印刷电路板根据所述波形数据及关于先前接收到的信号的数据，来计算所述反射波的大小；所述第二印刷电路板对阈值校正计算出的所述反射波的大小那么多；以及所述第二印刷电路板识别由从所述第一印刷电路板发送的所述信号所表示的位的状态。
根据本发明的再一方面，提供了一种用于经由背板上的传输线路在第一印刷电路板与第二印刷电路板之间交换信号的背板数据传输方法，该背板数据传输方法包括以下步骤：所述第一印刷电路板经由所述传输线路向所述第二印刷电路板发送单波形的信号；所述第二印刷电路板分析伴随发送所述信号而在所述传输线路中生成的反射波，以获得表示所述反射波的波形的波形数据；所述第一印刷电路板根据所述波形数据及关于先前发送的信号的数据，来计算叠加在待发送信号上的所述反射波的大小；以及所述第一印刷电路板对待向所述第二印刷电路板发送的所述信号的输出电平调整计算出的所述反射波的大小那么多。
根据本发明的还一方面，提供了一种用于背板上的印刷电路板的背板数据传输方法，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，所述背板数据传输方法包括以下步骤：从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；生成表示待发送的位序列的多个编码；根据所述波形数据来计算在发送所述多个编码时所述传输线路中生成的反射波的大小；以及选择所述多个编码中具有最小反射波的一个编码作为待向所述另一印刷电路板发送的编码。
根据本发明的仍一方面，提供了一种用于背板上的印刷电路板的背板数据传输方法，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，所述背板数据传输方法包括以下步骤：从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；根据所述波形数据来计算所述反射波的反射周期；以及根据取决于所述反射周期而预定的规则，将零位插入到待向所述另一印刷电路板发送的所述信号中。
通过阅读以下结合附图对本发明当前优选实施例的详细描述，将更好地理解本发明的上述和其他目的、特征、优点以及技术和产业意义。
附图说明
图1是包括通过背板连接的印刷电路板的电子设备的示例；
图2是用于说明背板传输过程中反射波的生成的示意图；
图3是用于说明反射波的谐振的示意图；
图4是接收到的单脉冲的波形的示例；
图5是根据本发明第一实施例的印刷电路板的功能框图；
图6是图5中所示的反射波形分析单元的功能框图；
图7是存储在图5中所示的存储单元中的波形数据的示例；
图8是反射波形分析控制处理的流程图；
图9是在针对各数据通信进行分析时反射波形分析控制处理的流程图；
图10是图5中所示的输入信号识别单元的功能框图；
图11是图10中所示的反射量计算单元的功能框图；
图12是用于说明根据第一实施例的背板数据传输的示例的示意图；
图13是根据本发明第二实施例的印刷电路板的功能框图；
图14是图13中所示的反射波形分析单元的功能框图；
图15是图13中所示的输入信号识别单元的功能框图；
图16是用于说明根据第二实施例的背板数据传输的示例的示意图；
图17是根据本发明第三实施例的印刷电路板的功能框图；
图18是图17中所示的输出信号生成单元的功能框图；
图19是用于说明根据第三实施例的背板数据传输的示例的示意图；
图20是用于说明使用分组码的普通数据传输的示例的示意图；
图21是用于说明根据本发明第四实施例的背板传输的概要的示意图；
图22是根据第四实施例的印刷电路板的功能框图；
图23是图22中所示的编码选择单元的功能框图；
图24是图23中所示的反射量比较单元的功能框图；
图25是图22中所示的解码器的功能框图；
图26是用于说明根据本发明第五实施例的背板传输的概要的示意图；
图27是根据第五实施例的印刷电路板的功能框图；
图28是图27中所示的重编码器的功能框图；以及
图29是图27中所示的解码器的功能框图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细说明本发明的示例性实施例。
图1是包括通过背板连接的印刷电路板(子板)的电子设备的示例。图1中所示的电子设备包括通过背板300连接的印刷电路板100和印刷电路板200。印刷电路板100和印刷电路板200中的每一个都具有预定功能。背板300是印刷电路板，包括连接器310和连接器320以及电连接在连接器310和连接器320之间的配线330。
印刷电路板100安装在连接器310上，印刷电路板200安装在连接器320上。印刷电路板100和印刷电路板200通过背板300电连接，并可以互相交换数据。这种经由背板的数据交换被称作背板传输。
虽然图1中示出了仅两个印刷电路板，但是也可以将三个或更多个印刷电路板连接到背板。此外，总线或转换器(switch)也可以用于在背板上的连接器之间进行布线。
当在图1中所示的结构中进行背板传输时，生成可能导致数据传输错误的反射波。图2是用于说明背板传输过程中反射波的生成的示意图。
如图2所示，当在印刷电路板100上的电路110与印刷电路板200上的电路210之间传输数据时，在电路110和电路210以及连接器310和连接器320附近生成由于阻抗失配而导致的反射波。
在反射波之中，通过将电路110与连接器310之间的距离减到足够小可以忽略电路110与连接器310之间生成的反射波的影响。类似的是，通过将电路210与连接器320之间的距离减到足够小可以忽略电路210与连接器320之间生成的反射波的影响。
然而，为便于物理布置，无法将连接器310与连接器320之间的距离减小到小于预定值。由此，在高速数据传输时，连接器310与连接器320之间生成的反射波对数据传输产生不利影响。
如图3所示，在连接器310和连接器320中的一个附近生成的反射波在另一个附近再次被反射，并在连接器310与连接器320之间往返穿行，直到衰减为止。由此，如图4所示，即使发送器发送用于传送一位的单脉冲，接收器除了检测到直达波(direct wave)的波形(下文中称“直达波形”)之外，还检测到由于反射波而导致的多个波形。在图4中所示的示例中，在不期望存在波形的第二位、第四位和第七位中检测到了波形。
由于反射波的波形(下文中称“反射波形”)被衰减，因此在单个位中，反射波形小于直达波形。然而，该反射波形与在其他位的传输过程中生成的反射波形相叠加并增长为使得其可能被误识别为直达波形。
为了克服这个缺点，根据本发明第一实施例，在开始背板传输之前，发送器向接收器发送单脉冲，并且该接收器分析反射波形。在开始背板传输之后，根据对反射波形的分析结果以及已接收到的比特，在接收器处动态地计算反射波的大小，以校正识别电平。
图5是根据第一实施例的印刷电路板101和印刷电路板201的功能框图。在图5中，为方便起见，将印刷电路板101作为发送板来进行说明，而将印刷电路板201作为接收板来进行说明。然而，结合印刷电路板101和印刷电路板201二者的结构实现了可以发送并接收数据的印刷电路板(同样适用于其他实施例)。此外，图5中未示出背板。
发送板101通过背板传输向另一印刷电路板发送数据，发送板101包括主处理器1100、输出信号生成单元1200、接口1300、单脉冲生成单元1400及反射波形分析控制器1500。
主处理器1100实现发送板101的基本功能。输出信号生成单元1200将主处理器1100请求发送的数据转换成可通过背板传输来传输的信号。接口1300将发送板101连接到背板的连接器。
单脉冲生成单元1400生成接收板201用来分析反射波形的单脉冲。为了实现对反射波形的分析，反射波形分析控制器1500与接收板201的反射波形分析控制器2400同步地进行各种控制。例如，反射波形分析控制器1500指示单脉冲生成单元1400在适当的定时生成单脉冲。
接收板201通过背板传输接收来自另一印刷电路板的数据，接收板201包括接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2400、输入信号识别单元2501及主处理器2600。接口2100将接收板201连接到背板的连接器。
反射波形分析单元2200分析伴随由单脉冲生成单元1400生成的单脉冲而检测到的波形。存储单元2300将反射波形分析单元2200获得的波形数据存储于其中。为了实现对反射波形的分析，反射波形分析控制器2400与反射波形分析控制器1500同步地执行各种控制。
输入信号识别单元2501识别通过背板传输而传输的信号的波形，并读取所传输的比特。为了消除反射波的影响，输入信号识别单元2501根据已由输入信号识别单元2501本身读取的比特以及存储在存储单元2300中的波形数据，来计算当前接收到的反射波的大小，并改变用于确定这些位是on还是off的阈值。根据输入信号识别单元2501读取的数据，主处理器2600实现接收板201的基本功能。
图6是反射波形分析单元2200的功能框图。反射波形分析单元2200包括直达波检测电路2210、计数器2220、放大器电路2230、定时电平保持电路2240及模数(AD)转换器2250。
在接收到单脉冲的直达波时，直达波检测电路2210检测出接收到该直达波，并向计数器2220发送计数器清零信号。在接收到该计数器清零信号时，计数器2220将计数器值复位为0。在接收到从外部设备提供的时钟信号时，计数器2220的计数器值递增1。
为了易于识别反射波形，使用放大器电路2230。在接收到来自外部设备的时钟信号时，定时电平保持电路2240暂时保持当时从放大器电路2230输出的电压，并将该电压发送给AD转换器2250。
AD转换器2250使用AD转换来量化从定时电平保持电路2240发送的电压，并将数值输出给存储单元2300。在从AD转换器2250输出给存储单元2300的数值与计数器2220当时保持的计数器值之间建立对应关系，并将该数值存储在存储单元2300中。
在单脉冲生成单元1400生成了单脉冲之后，反射波形分析单元2200接收直达波形，并随后接收多个反射波形。在反射波形分析单元2200接收到直达波时，直达波检测电路2210发送计数器清零信号，将计数器2220的计数器值清零。
接下来，在外部设备提供时钟信号时，计数器2220的计数器值递增，在递增的计数器值与表示当时接收到的反射波形的高度的电压值之间建立对应关系，并将该计数器值存储在存储单元2300中。
图7是存储在存储单元2300中的波形数据的示例。图7中所示的延迟时间表示计数器2220的计数器值。电压电平是表示反射波形的高度的电压值。因此，将反射波的波形的高度的改变连同所经过的时间一起存储在存储单元2300中。
为了使得能够充分详细地掌握反射波形的高度的改变，需要以尽可能短的周期向反射波形分析单元2200提供时钟信号。此外，在图7中所示的波形数据的示例中，将等同于直达波的电压电平设定为0。然而，也可以将等同于直达波的电压电平存储在存储单元2300中作为波形数据的一部分。
图8是由反射波形分析控制器2400执行的反射波形分析控制处理的流程图。如图8所示，在接收板201中，反射波形分析控制器2400监视背板以确定是否存在新安装的印刷电路板(步骤S201)。
当将发送板101安装在背板上(步骤S101)时，反射波形分析控制器2400检测到发送板101的安装(步骤S202)，请求发送板101的反射波形分析控制器1500发送单脉冲，并指示反射波形分析单元2200分析反射波形(步骤S203)。
接下来，在单脉冲生成单元1400根据来自反射波形分析控制器1500的指示发送单脉冲(步骤S102)并且反射波形分析单元2200完成对反射波形的分析(步骤S204)时，反射波形分析控制器2400向反射波形分析控制器1500通知该分析完成(步骤S205)。
接下来，使得在发送板101中能够进行数据发送(步骤S103)，并且使得在接收板201中能够进行数据接收(步骤S206)。反射波形分析控制器2400监视背板，并在从背板上移除发送板101(步骤S207中的“是”)时，将接收板201恢复到步骤S201处的状态。
在图8中所示的反射波形分析控制处理中，在背板上安装了仅两个印刷电路板。在该情况下，在安装这些印刷电路板时执行对反射波形的分析，而不会造成任何困难。
然而，当在背板上安装三个或更多个印刷电路板时，已安装的印刷电路板之间的反射波的特性由于安装新印刷电路板而改变。为了克服这个缺点，当在背板上安装三个或更多个印刷电路板时，期望如下面所说明地针对各数据通信分析反射波形。
图9是在针对各数据通信进行分析时的反射波形分析控制处理的流程图。如图9所示，当在发送板101中出现数据发送请求(步骤S301)时，发送板101向接收板201指定接收地址(步骤S302)。
在向接收板201指定接收地址时，反射波形分析控制器2400请求反射波形分析控制器1500发送单脉冲，并指示反射波形分析单元2200分析反射波形(步骤S401)。
在单脉冲生成单元1400根据反射波形分析控制器1500的指示发送单脉冲(步骤S303)并且反射波形分析单元2200完成对反射波形的分析(步骤S402)时，反射波形分析控制器2400向反射波形分析控制器1500通知分析完成(步骤S403)。
接下来，发送板101开始数据发送(步骤S304)，并且在完成数据发送时，通知接收板201已完成数据发送(步骤S305)。接收板201在接收到该通知时，向发送板101发送表示已接收到该通知的响应(步骤S404)。在接收到该响应时，发送板101结束发送处理(步骤S306)。
图10是输入信号识别单元2501的功能框图。输入信号识别单元2501包括延迟触发器(D-FF)25101至2510i、反射量计算单元2520、阈值电压生成单元2530、延迟调整单元2540、比较器2550以及并行转换器2560。
D-FF 25101至2510i是保持根据比较器2550的确定结果而确定的关于位是on还是off的结果的电路。D-FF 25101保持最新的确定结果，而D-FF 2510i保持i个数之前的确定结果。i的值需要足够大来提高反射量计算单元2520的计算结果的精度。
根据D-FF 25101至2510i的值以及存储在存储单元2300中的波形数据，反射量计算单元2520计算当前正接收的反射波的大小。例如，如果仅D-FF 25101和D-FF 25103的值为1(on)，则根据存储在存储单元2300中的波形数据，反射量计算单元2520计算在发送直达波之后经过1比特时间时和经过3比特时间时的反射波的大小，并将计算出的大小之和作为当前正接收的信号中的反射波的大小。
阈值电压生成单元2530生成比较器2550用作确定位是on还是off的标准的电压。为了消除反射波的影响，阈值电压生成单元2530将生成的电压增大与作为反射量计算单元2520的计算结果而获得的值相等的值。延迟调整单元2540是调整将阈值电压生成单元2530生成的电压发送给比较器2550的定时的电路。
比较器2550将输入信号的电压与阈值电压生成单元2530生成的电压进行比较。如果输入信号的电压大于阈值电压生成单元2530生成的电压，则比较器2550确定该输入信号表示的位为on。如果输入信号的电压不大于阈值电压生成单元2530生成的电压，则比较器2550确定该输入信号表示的位为off。
并行转换器2560计算D-FF 25101至2510i的值预定位计数，并将计算出的值输出为并行数据。
图11是反射量计算单元2520的功能框图。反射量计算单元2520包括电压值计算电路25211至2521i及加法器电路2522。
电压值计算电路25211至2521i分别与D-FF 25101至2510i一一对应。如果相应的D-FF的值为1，则电压值计算电路25211至2521i参照存储在存储单元2300中的波形数据，获取源自对应于该D-FF的位的反射波的当前大小，并将获取的当前大小转换成电压值。加法器电路2522计算电压值计算电路25211至2521i转换成的电压值之和。
图12是用于说明根据第一实施例的背板数据传输的示例的示意图。图12中所示的示例表示按on、off、on、off、off、on、off和on的顺序传输8位数据。在下面说明的示例中，从初始位开始依次将on位称作A位、B位、C位和D位。
波形11表示发送板101发送的信号的波形。波形211至214分别表示伴随A位、B位、C位和D位的发送而生成的反射波的波形。波形31是波形11与波形211至214相互叠加形成的。接收板201接收波形31。
波形41表示根据反射量计算单元2520的计算结果，从阈值电压生成单元2530向比较器2550提供的电压量的偏移。波形41与由波形211至214相互叠加形成的波形相匹配。识别结果51表示当比较器2550使用通过将波形41表示的电压值加到标准电压值上计算出的阈值并进行读取以确定来自波形31的位是on还是off时的结果。
在根据第一实施例的背板传输中，根据对反射波形的分析结果及已读取的位的状态，准确地计算出反射波的大小，并将反射波的大小加到用于确定位是on还是off的阈值上。由此，如波形31所表示的，即使接收板201接收到的波形由于反射波的影响而严重失真，识别结果51也表示可以准确地接收数据。
接下来说明第一实施例中表示的接收板201的变型例。本发明第二实施例中所说明的接收板202的结构比接收板201更适合于高速背板传输。
图13是根据第二实施例的印刷电路板101和印刷电路板202的功能框图。图13中未示出背板。
发送板101与图5中所示的发送板101相似。接收板202通过背板传输从另一印刷电路板接收数据。接收板202包括接口2100、反射波形分析单元2202、存储单元2300、反射波形分析控制器2400、输入信号识别单元2502及主处理器2600。
由于接口2100、存储单元2300、反射波形分析控制器2400及主处理器2600与图5中所示的部件相似，因此不再重复相同的说明。
反射波形分析单元2202对伴随单脉冲生成单元1400生成的单脉冲而检测到的波形进行分析并获取反射波的波形数据。输入信号识别单元2502识别通过背板传输而传输的信号的波形并读取传输的比特。
图14是反射波形分析单元2202的功能框图。反射波形分析单元2202包括直达波检测电路2210、计数器2220、放大器电路2230、定时电平保持电路22421至2242k及AD转换器22521至2252k。
反射波形分析单元2200仅包括一个定时电平保持电路和AD转换器对。然而，反射波形分析单元2202包括k个定时电平保持电路和AD转换器对。
背板传输的传输速度的提高使对反射波形的精确分析成为必要。然而，由于定时电平保持电路是一种存储电路，因此提高该定时电平保持电路的操作速度是困难的，这使得难以提高对反射波形的分析精度。为了克服这个缺点，反射波形分析单元2202包括多个定时电平保持电路。通过在边沿上延迟各定时电平保持电路的定时来操作定时电平保持电路，从而实现对反射波形的分析精度的提高。
图15是输入信号识别单元2502的功能框图。输入信号识别单元2502包括D-FF 25101至2510i、反射量计算单元2520、比较器25521至2552j、并行转换器2560、电压提供电路2570及选择器2580。
由于D-FF 25101至2510i、反射量计算单元2520及并行转换器2560与图10中所示的部件相似，因此不再重复相同的说明。
电压提供电路2570向比较器25521至2552j提供在边沿上不同的电压。电压提供电路2570提供的最小电压等同于未受反射波影响的直达波。电压提供电路2570提供的最大电压等同于当直达波与最大反射波的波形叠加时的波。
比较器25521至2552j将输入信号的电压与从电压提供电路2570提供的电压进行比较。如果输入信号的电压大于从电压提供电路2570提供的电压，则比较器25521至2552j确定该输入信号为高。如果输入信号的电压小于从电压提供电路2570提供的电压，则比较器25521至2552j确定该输入信号为低。
在比较器25521至2552j之中，选择器2580将被提供有与反射量计算单元2520的计算结果相对应的电压的比较器的输出转换成位的on/off，并向D-FF 25101输出转换后的输出。例如，如果反射量计算单元2520的计算结果表示反射波的影响完全不存在，则选择器2580将被提供有最小电压的比较器的输出转换成位的on/off，并向D-FF 25101输出转换后的输出。
在图10中所示的输入信号识别单元2501的结构中，动态改变提供给比较器2550的电压的阈值电压生成单元2530是模拟电路，因此使得难以实现高速操作。然而，输入信号识别单元2502不执行动态改变电压的处理，并且与操作速度有关的所有部件都是数字电路。因此，易于实现高速操作。
图16是用于说明根据第二实施例的背板数据传输的示例的示意图。图16中所示的示例表示按on、off、on、off、off、on、off和on的顺序传输8位数据。在下面说明的示例中，从初始位开始依次将on位称作A位、B位、C位和D位。
波形12表示发送板101发送的信号的波形。波形221至224分别表示伴随A位、B位、C位和D位的发送而生成的反射波的波形。波形32是波形12与波形221至224相互叠加形成的。接收板202接收波形32。
比较器A至D将表示波形32的电压与提供给比较器A至D本身的电压进行比较。确定结果数据42表示比较的结果。假设提供给比较器A至D的电压按比较器D、比较器C、比较器B和比较器A的顺序依次增加。
波形52是波形221至224相互叠加形成的。计算结果数据62是反射量计算单元2520的计算结果。反射量计算单元2520的计算结果的量值的改变对应于波形52的改变。
识别结果72表示当选择器2580选择与反射量计算单元2520的计算结果相对应的比较器的确定结果时的结果，并将选择出的确定结果转换成位的on/off。在图16中所示的示例中，反射量计算单元2520的计算结果中的“0”对应于比较器A，“1”对应于比较器B，“2”对应于比较器C，而“3”对应于比较器D。
因此，在根据第二实施例的背板传输中，对妨碍提高背板传输的传输速度的部件的结构进行修改，使得能够在消除反射波的影响的同时进行高速背板传输。
参照图3说明反射波在连接器310与连接器320之间的重复往返穿行。如果直达波由于与反射波的往返穿行周期交叠而被重复地传送，则反射波可能由于谐振而显著增长。
为了防止出现这种现象，需要控制发送印刷电路板以预先估计反射波的影响并防止反射波增长。在本发明的第三实施例中，发送印刷电路板执行抑制反射波的增长的处理。
图17是根据第三实施例的印刷电路板103和印刷电路板203的功能框图。图17中未示出背板。
发送板103向另一印刷电路板发送数据。发送板103包括主处理器1100、输出信号生成单元1203、接口1300、单脉冲生成单元1400、反射波形分析控制器1503及存储单元1600。
由于主处理器1100、接口1300及单脉冲生成单元1400与图5中所示的部件相似，因此不再重复相同的说明。
输出信号生成单元1203将主处理器1100请求发送的数据转换成可通过背板传输来传输的信号。根据已发送的比特及存储在存储单元1600中的反射波的波形数据，输出信号生成单元1203计算叠加在用于传输的信号上的反射波的大小，并将输出电平减小等同于反射波的大小的余量(margin)。
由此，抑制了反射波的增长。此外，根据固定的识别电平，接收板203可以确定位是on还是off。输出信号生成单元1203将包括直达波的波形调整到预定高度，而不包括直达波的波形将衰减并减小。
为了实现对反射波形的分析，反射波形分析控制器1503与接收板203的反射波形分析控制器2403同步地进行各种类型的控制。例如，反射波形分析控制器1503指示单脉冲生成单元1400在适当的定时生成单脉冲。此外，在完成接收板203中对反射波的分析之后，反射波形分析控制器1503请求反射波形分析控制器2403传送反射波的波形数据，并将传送的波形数据存储在存储单元1600中。
接收板203通过背板传输接收来自另一印刷电路板的数据。接收板203包括接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2403、输入信号识别单元2500及主处理器2600。
由于接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300及主处理器2600与图5中所示的部件相似，因此不再重复相同的说明。
为了实现对反射波形的分析，反射波形分析控制器2403与反射波形分析控制器1503同步地执行各种类型的控制。除了图5中所示的反射波形分析控制器2400的功能之外，反射波形分析控制器2403还具有向发送板103传送存储单元2300存储的反射波的波形数据的功能。
输入信号识别单元2500识别通过背板传输而传输的信号的波形并读取传输的位。输入信号识别单元2500使用固定识别电平作为标准来确定这些位是on还是off，而不考虑反射波的影响。
图18是输出信号生成单元1203的功能框图。输出信号生成单元1203包括D-FF 12101至1210m、反射量计算单元1220及输出调整电路1230。D-FF 12101至1210m是保持从输出调整电路1230输出的信号的幅度的电路。
根据D-FF 12101至1210m的值及存储在存储单元1600中的波形数据，反射量计算单元1220计算叠加在用于输出的信号上的反射波的大小。通过与反射量计算单元2520的结构相似的结构实现反射量计算单元1220。
输出调整电路1230将信号的输出电平减小等同于由反射量计算单元1220计算出的反射波的大小的余量。
在根据第三实施例的背板传输中，需要精细地调整待输出的信号的幅度以防止发生传输错误。需要按照使用更微小的单位而非比特单位来调整信号的输出电平的方式构造输出信号生成单元1203。
图19是用于说明根据第三实施例的背板数据传输的示例的示意图。图19中所示的示例表示按on、off、on、off、off、on、off和on的顺序传输8位数据。在下面说明的示例中，从初始位开始依次将on位称作A位、B位、C位和D位。
波形13表示待从发送板103向接收板203传输的波形。波形231表示发送板103发送的用于传输A位的信号的波形。波形331表示伴随发送波形231而生成的反射波的波形。
波形232表示发送板103发送的用于传输B位的信号的波形。为了防止与波形331重叠的部分的增长，波形232缺少一部分。波形332表示伴随发送波形232而生成的反射波的波形。由于波形232缺少一部分，因此波形332也缺少一部分。波形432表示合成波形331和波形332而形成的反射波的波形。
波形233表示发送板103发送的用于传输C位的信号的波形。为了防止与波形432重叠的部分的增长，波形233缺少一部分。波形333表示伴随发送波形233而生成的反射波的波形。由于波形233缺少一部分，因此波形333也缺少一部分。波形433表示合成波形432和333而形成的反射波的波形。
波形234表示发送板103发送的用于传输D位的信号的波形。为了防止与波形433重叠的部分的增长，波形234缺少大部分。波形334表示伴随发送波形234而生成的反射波的波形。由于波形234缺少大部分，因此波形334几乎平坦。波形434表示合成波形433和334而形成的反射波的波形。
波形53是合成波形231、232、233、234和434而形成的，表示接收板203实际接收到的波形。虽然整个波形53的形状与波形13的形状不同，但是波形53在高电平处在形状上与波形13相匹配。这表示准确地传输了该数据。
在根据第三实施例的背板传输中，可以抑制反射波的增长，并且通过减小反射波的影响可以准确地将数据从发送板传输到接收板。
接下来说明使用分组码抑制反射波增长的示例。分组码表示其中针对位序列定义两个编码(正编码(plus code)和负编码(minus code))的分组码，例如8B/10B编码。
图20是用于说明使用分组码的普通数据传输的示例的示意图。如图20所示，在使用分组码的普通数据传输中，为了防止连续发送超过固定个数的“0”或“1”，使用交替的正编码和负编码对指定宽度的位序列进行分组编码，以执行数据传输。
如图21所示，在根据第四实施例的背板传输中，使用正编码和负编码二者对位序列进行分组编码，将生成的反射波较小的分组码发送给接收板。根据对反射波的波形的分析结果、已发送的分组码及用于发送的分组码，来确定生成的反射波较小的分组码。
图22是根据第四实施例的印刷电路板104和印刷电路板204的功能框图。图22中未示出背板。
发送板104通过背板传输向另一印刷电路板发送数据。发送板104包括主处理器1104、输出信号生成单元1200、接口1300、单脉冲生成单元1400、反射波形分析控制器1503、存储单元1600及编码选择单元1704。
由于已对输出信号生成单元1200、接口1300、单脉冲生成单元1400、反射波形分析控制器1503及存储单元1600进行了说明，因此不再重复相同的说明。
主处理器1104实现发送板104的基本功能。主处理器1104使用常规方法对用于向另一印刷电路板发送的数据执行分组编码，并将经分组编码的数据输出给编码选择单元1704。换言之，主处理器1104使用交替的正编码和负编码对位序列进行分组编码，并将经分组编码的位序列输出给编码选择单元1704。
编码选择单元1704针对从主处理器1104输入的各分组码生成具有反向编码的分组码。根据正分组码和负分组码，编码选择单元1704选择生成的反射波较小的分组码，并将选择出的分组码输出给输出信号生成单元1200。
接收板204通过背板传输接收来自另一印刷电路板的数据，接收板204包括接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2403、输入信号识别单元2500、主处理器2604及解码器2704。
由于已对接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2403及输入信号识别单元2500进行了说明，因此不再重复相同的说明。
主处理器2604实现接收板204的基本功能。主处理器2604接收来自另一印刷电路板的通过常规方法进行分组编码的数据，并对该数据进行解码以执行各种处理。为了防止主处理器2604执行异常操作，解码器2704对从发送板104发送的分组码进行重编码，使得正编码和负编码交替。
图23是编码选择单元1704的功能框图。编码选择单元1704包括并行转换器1710、反向编码生成单元1720、寄存器17311至1731n、寄存器17321至1732n、寄存器17401至1740p，反射量比较单元1750、选择器1760及串行转换器1770。
为了使得能够共同处理同一分组码中的多个位，并行转换器1710将串行信号转换成宽度与该分组码的长度相对应的并行信号。反向编码生成单元1720对由并行转换器1710并行化的信号所表示的分组码进行转换，并生成正编码和负编码反向的分组码。
在由并行转换器1710并行化的信号之中(换言之，从未反向的分组码中)，寄存器17311至1731n保持等候发送的信号。从经反向编码生成单元1720反向的分组码中，寄存器17321至1732n保持等候发送的信号。在表示同一位序列的正分组码和负分组码之中，寄存器17401至1740p保持向接收器发送的信号。
反射量比较单元1750将在发送寄存器1731n保持的未经反向的分组码时生成的反射波的大小与在发送寄存器1732n保持的经反向的分组码时生成的反射波的大小进行比较。反射量比较单元1750将生成的反射波较小的分组码通知给选择器1760。为了获得反射波的大小，反射量比较单元1750参照寄存器17311至1731n、寄存器17321至1732n、寄存器17401至1740p及存储单元1600。
根据来自反射量比较单元1750的通知，选择器1760将寄存器1731n中保持的分组码和寄存器1732n中保持的分组码之中生成的反射波较小的分组码输出给寄存器17401和串行转换器1770。串行转换器1770将该分组码转换成串行信号，并输出该串行信号。
图24是反射量比较单元1750的功能框图。反射量比较单元1750包括交织器电路1751、反射量计算单元17521至1752q、加法器电路1753、反射量计算单元17541至1754q、加法器电路1755及比较器电路1756。
交织器电路1751使得反射量计算单元17521至1752q和反射量计算单元17541至1754q能够访问分布在寄存器17401至1740p、1731n及1732n中的比特作为按时序排列的位序列。
反射量计算单元17521至1752q计算在发送来自寄存器1731n的比特时生成的反射波的大小。反射量计算单元17521至1752q的结构与图11中所示的反射量计算单元2520的结构相似。具体地说，反射量计算单元17521计算在发送来自寄存器1731n的第一位时生成的反射波的大小。反射量计算单元1752q计算在发送来自寄存器1731n的第q位时生成的反射波的大小。
加法器电路1753将反射量计算单元17521至1752q的计算结果相加，并计算在发送保持在寄存器1731n中的分组码时生成的反射波的大小之和。
反射量计算单元17541至1754q计算在发送来自寄存器1732n的比特时生成的反射波的大小。反射量计算单元17541至1754q的结构与图11中所示的反射量计算单元2520的结构相似。具体地说，反射量计算单元17541计算在发送来自寄存器1732n的第一位时生成的反射波的大小。反射量计算单元1752q计算在发送来自寄存器1732n的第q位时生成的反射波的大小。
加法器电路1755将反射量计算单元17541至1754q的计算结果相加，并计算在发送保持在寄存器1732n中的分组码时生成的反射波的大小之和。
比较单元1756将加法器电路1753的计算结果与加法器电路1755的计算结果进行比较，并将在发送保持在寄存器1731n中的分组码和发送保持在寄存器1732n中的分组码时生成的反射波较小的分组码通知给选择器1760。
在参照图20和图21说明的示例中，将反射波的大小用作确定是发送正分组码还是发送负分组码的标准。然而，为了抑制反射波的增长，还可以发送由于反射波与直达波的交叠而生成的波形的最大高度较小的分组码。而且，为了减小发送后续数据时剩余的反射波的数量，还可以发送具有大量“0”位的分组码。
在参照图20和图21说明的示例中，在不考虑保持在寄存器17311至1731n-1和寄存器17321至1732n-1中的后续分组码的情况下，对反射波的大小进行比较。然而，可以对使得反射波的大小能够减小得最大的适当组合的后续分组码的发送进行仿真，并且可以根据该仿真结果来选择用于发送的分组码。
图25是解码器2704的功能框图。解码器2704包括并行转换器2710、反向编码生成电路2720、寄存器2730、RD值检测电路2740、非电路2750、选择器2760及串行转换器2770。
为了使得能够共同处理同一分组码中的多个位，并行转换器2710将串行信号转换成宽度与该分组码的长度相对应的并行信号。反向编码生成电路2720对由并行转换器2710并行化的信号所表示的分组码进行转换，并生成正编码和负编码反向的分组码。
在表示同一字节串的正分组码和负分组码之中，寄存器2730保持选择器2760选择的分组码。RD值检测电路2740检测保持在寄存器2730中的分组码是正分组码还是负分组码。非电路2750对RD值检测电路2740的检测结果进行求反。
根据来自非电路2750的通知，在由并行转换器2710并行化的分组码和由反向编码生成电路2720反向的分组码之中，选择器2760选择具有相对于保持在寄存器2730中的分组码反向的正编码和负编码的分组码，并将选择出的分组码输出给寄存器2730。串行转换器2770将保持在寄存器2730中的分组码转换成串行信号，并输出该串行信号。
在根据第四实施例的背板传输中，在表示同一位序列的分组码之中，发送生成的反射波较小的分组码。因此，可以抑制反射波的增长。
第四实施例中说明了使用现有分组码来抑制反射波的增长。然而，使用包括单独规范的分组码对抑制反射波的增长也是非常有效的。本发明第五实施例中说明使用包括单独规范的分组码来抑制反射波的增长。
首先说明根据第五实施例的背板传输的概要。图26是用于说明根据第五实施例的背板传输的概要的示意图。如图26所示，在对通过8B/10B编码而编码的数据进行解码时，10位数据被解码成8位数据，导致2位余量。
在根据第五实施例的背板传输中，在对经分组编码的数据进行解码时产生的余量用于将“0”位嵌入有效抑制反射波增长的位置。
例如，当反射波以3位的周期出现时，如果将“0”位嵌入第一位和第五位，则即使第二位为“1”，反射波也停止增长。当反射波以4位的周期出现时，如果将“0”位嵌入第一位和第六位，则即使第二位为“1”，反射波也停止增长。
然而，用于确定嵌入“0”位的位置的逻辑不限于上述逻辑，也可以任意使用任何逻辑。
图27是根据第五实施例的印刷电路板105和印刷电路板205的功能框图。图27中未示出背板。
发送板105通过背板传输向另一印刷电路板发送数据。发送板105包括主处理器1104、输出信号生成单元1200、接口1300、单脉冲生成单元1400、反射波形分析控制器1503、存储单元1600及重编码器1805。
由于已对主处理器1104、输出信号生成单元1200、接口1300、单脉冲生成单元1400、反射波形分析控制器1503及存储单元1600进行了说明，因此不再重复相同的说明。
重编码器1805对从主处理器1104输入的分组码进行解码，将与产生的位余量相对应的“0”位嵌入到预定位置中，并将经解码的分组码输出给输出信号生成单元1200。
接收板205通过背板传输接收来自另一印刷电路板的数据。接收板205包括接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2403、输入信号识别单元2500、主处理器2604及解码器2805。
由于已对接口2100、反射波形分析单元2200、存储单元2300、反射波形分析控制器2403、输入信号识别单元2500及主处理器2604进行了说明，因此不再重复相同的说明。
解码器2805去除由重编码器1805嵌入的“0”位，执行重编码来恢复分组码，并将该分组码输出给主处理器2604。
图28是重编码器1805的功能框图。重编码器1805包括反射周期计算单元1810、并行转换器1820、解码电路1830、零插入处理器1840及串行转换器1850。
根据存储在存储单元1600中的反射波的波形数据，反射周期计算单元1810计算反射波的周期。为了使得能够共同处理同一分组码中的多个位，并行转换器1820将串行信号转换成宽度与该分组码的长度相对应的并行信号。解码电路1830对由并行转换器1820并行化的信号所表示的分组码进行解码。
零插入处理器1840将“0”位插入在根据反射周期计算单元1810计算出的反射波的周期而确定的位置。串行转换器1850将包括由零插入处理器1840插入的“0”位的数据转换成串行信号，并输出该串行信号。
图29是解码器2805的功能框图。解码器2805包括反射周期计算单元2810、并行转换器2820、零去除处理器2830、编码电路2840及串行转换器2850。
根据存储在存储单元2300中的波形数据，反射周期计算单元2810计算反射波的周期。为了使得能够共同处理同一分组码中的多个位，并行转换器2820将串行信号转换成宽度与该分组码的长度相对应的并行信号。
零去除处理器2830根据反射周期计算单元2810计算出的反射波的周期，来指定零插入处理器1840插入“0”位的位置，并将由并行转换器2820并行化的信号所表示的数据恢复到位插入之前的状态。
编码电路2840执行编码，以将由零去除处理器2830恢复的数据恢复成分组码。串行转换器2850将被恢复成分组码的数据转换成串行信号，并输出该串行信号。
在根据第五实施例的背板传输中，对经分组编码的数据进行解码，并将与产生的位余量相对应的“0”位插入在经解码的数据的有效减小反射波的位置处来发送该数据。因此，与使用现有的分组码的情况相比，可以有效减小反射波。
可以任意整合这些实施例中所表示的装置的结构。例如，将第四实施例或第五实施例中所示的结构与第一实施例或第二实施例中所示的结构相结合，使得能够显著减小反射波的影响，并实现极高速背板传输。
如上文中所阐述的，根据本发明一实施例，基于通过预先分析反射波而获取的波形数据，对反射波的大小进行估计，并考虑估计出的大小来识别信号。因此，可以在无反射波影响的情况下准确地执行数据传输。
而且，根据本发明另一实施例，在将印刷电路板安装到背板上时分析反射波。因此，可以在不对传输线路等加负荷的情况下执行对反射波的分析。
此外，根据本发明又一实施例，在每次开始数据交换之前分析反射波。因此，即使反射波的特性由于环境的改变而频繁地改变，也可以根据对反射波的最新分析结果准确地执行数据传输。
而且，根据本发明再一实施例，不是根据估计出的反射波的大小改变阈值，而是在考虑反射波的影响的同时使用多个固定阈值和选择操作的组合来识别信号。因此，可以实现高速数据传输。
此外，根据本发明还一实施例，根据波形数据来估计反射波的大小，并在发送侧调整输出电平。因此，可以在无反射波的影响的情况下准确地执行数据传输。此外，可以抑制反射波的增长。
而且，根据本发明仍一实施例，生成单波形的信号作为用于分析反射波的信号。因此，可以准确地分析反射波。
此外，根据本发明还一实施例，在表示同一位序列的多个编码之中，选择并发送生成的反射波最小的编码。因此，可以减小数据传输过程中反射波的影响。
而且，根据本发明仍一实施例，通过将“0”位插入取决于反射波的周期的预定位置来传输数据。因此，可以防止反射波增长。
尽管为了完整而清楚的公开，针对具体实施例描述了本发明，但是所附权利要求并不因此受到限制，而应被解释为包括本领域技术人员可能想到的完全落入这里阐述的基本教习内的所有变型和另选结构。

Claims (12)

1.一种在背板上的印刷电路板，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，该印刷电路板包括：
分析单元，该分析单元分析伴随从所述另一印刷电路板发送信号而在所述传输线路中生成的反射波，并获得表示所述反射波的波形的波形数据；
计算单元，该计算单元根据所述波形数据及关于先前接收到的信号的数据，来计算所述反射波的大小；以及
识别单元，该识别单元对阈值校正计算出的所述反射波的大小那么多，并识别由来自所述另一印刷电路板的所述信号所表示的位的状态。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述分析单元在所述另一印刷电路板安装在所述背板上时分析所述反射波。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述分析单元在开始经由所述传输线路与所述另一印刷电路板交换数据之前分析所述反射波。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述识别单元包括多个识别单元，所述多个识别单元根据唯一地指配给其中各识别单元的预定阈值来识别所述位的状态，所述印刷电路板还包括：
选择器，该选择器选择由所述多个识别单元中被指配有与计算出的所述反射波的大小相对应的阈值的一个识别单元识别出的所述位的状态作为所述位的真实状态。
5.一种在背板上的印刷电路板，该印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，该印刷电路板包括：
控制器，该控制器从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；
计算单元，该计算单元根据所述波形数据及关于先前发送的信号的数据，来计算叠加在待发送的信号上的反射波的大小；以及
输出调整单元，该输出调整单元对所述待发送的信号的输出电平调整计算出的所述反射波的大小那么多。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板，该印刷电路板还包括：单脉冲生成单元，该单脉冲生成单元生成单波形的信号，并将生成的信号输出给所述传输线路，所述另一印刷电路板使用所述生成的信号来分析在所述传输线路中生成的所述反射波。
7.根据权利要求5所述的印刷电路板，该印刷电路板还包括：
编码生成单元，该编码生成单元生成表示待发送的位序列的多个编码，使得所述计算单元计算在发送所述多个编码时所述传输线路中生成的反射波的大小；和
编码选择单元，该编码选择单元选择所述多个编码中具有最小反射波的一个编码作为待向所述另一印刷电路板发送的编码。
8.根据权利要求5所述的印刷电路板，该印刷电路板还包括：
反射周期计算单元，该反射周期计算单元根据所述波形数据来计算所述反射波的反射周期；和
插入单元，该插入单元根据取决于所述反射周期而预定的规则，将零位插入到待向所述另一印刷电路板发送的信号中。
9.一种在背板上经由传输线路在第一印刷电路板与第二印刷电路板之间交换信号的背板数据传输方法，该背板数据传输方法包括以下步骤：
所述第一印刷电路板经由所述传输线路向所述第二印刷电路板发送单波形的信号；
所述第二印刷电路板分析伴随发送所述信号而在所述传输线路中生成的反射波，以获得表示所述反射波的波形的波形数据；
所述第二印刷电路板根据所述波形数据及关于先前接收到的信号的数据，来计算所述反射波的大小；
所述第二印刷电路板对阈值校正计算出的所述反射波的大小那么多；并且
所述第二印刷电路板识别由从所述第一印刷电路板发送的所述信号所表示的位的状态。
10.一种在背板上经由传输线路在第一印刷电路板与第二印刷电路板之间交换信号的背板数据传输方法，该背板数据传输方法包括以下步骤：
所述第一印刷电路板经由所述传输线路向所述第二印刷电路板发送单波形的信号；
所述第二印刷电路板分析伴随发送所述信号而在所述传输线路中生成的反射波，以获得表示所述反射波的波形的波形数据；
所述第一印刷电路板根据所述波形数据及关于先前发送的信号的数据，来计算叠加在待发送的信号上的所述反射波的大小；并且
所述第一印刷电路板对待向所述第二印刷电路板发送的所述信号的输出电平调整计算出的所述反射波的大小那么多。
11.一种用于在背板上的印刷电路板的背板数据传输方法，所述印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，所述背板数据传输方法包括以下步骤：
从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；
生成表示待发送的位序列的多个编码；
根据所述波形数据计算在发送所述多个编码时所述传输线路中生成的反射波的大小；以及
选择所述多个编码中具有最小反射波的一个编码作为待向所述另一印刷电路板发送的编码。
12.一种用于在背板上的印刷电路板的背板数据传输方法，所述印刷电路板经由传输线路与所述背板上的另一印刷电路板交换信号，所述背板数据传输方法包括以下步骤：
从所述另一印刷电路板获取与在向所述另一印刷电路板发送信号时所述传输线路中生成的反射波的波形有关的波形数据；
根据所述波形数据来计算所述反射波的反射周期；并且
根据取决于所述反射周期而预定的规则，将零位插入到待向所述另一印刷电路板发送的信号中。
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