CN102109879B - 具有桥接器的电脑系统 - Google Patents

Abstract

具有桥接器的电脑系统包含一中央处理器、一北桥电路、一南桥电路、一桥接器及一连接器。北桥电路电性连接于中央处理器。桥接器连接于北桥电路与南桥电路之间，连接器与桥接器相连，桥接器依据北桥电路传来的信号产生相对应的一第一数据和一第二数据，并依据一信道控制信号来调节第一数据和第二数据的输出频宽。南桥电路通过桥接器接收/传送第一数据，与北桥电路进行沟通。一连接器通过桥接器，并通过桥接器接收/传送第二数据，与北桥电路进行沟通。

Description

具有桥接器的电脑系统

技术领域

本发明相关于一种电脑系统，尤指一使用具有桥接器的电脑系统。

背景技术

目前市占率最高的中央处理器厂商为英特尔(Intel)及超微(AdvancedMicroDevice，AMD)。以使用英特尔中央处理器的电脑系统为例，其南北桥电路是通过高速外围组件互连(peripheralcomponentinterconnectexpress，PCIe)总线和外围设备进行通讯，而北桥电路和南桥电路之间的数据传输则通过直接媒体接口(directmediainterface，DMI)总线来进行。

请参考图1和图2，图1和图2分别为现有技术中电脑系统100和200的功能方块示意图。电脑系统100和200各包含一主存储器模块110、一中央处理器120、一北桥电路130、一南桥电路140，以及两插槽装置150和160。中央处理器120用来主控电脑系统100和200的运作，例如执行软件程序，或进行数据资料的处理及运算等。

北桥电路130通过存储器总线电性连接至主存储器模块110，通过CPU总线电性连接至中央处理器120，以及通过PCIe总线电性连接至插槽装置150。插槽装置150可容纳高传输速率的扩充装置(例如显示卡)，再由北桥电路130负责主存储器模块110、中央处理器120、图像子系统、和PCIe总线之间的高速通讯。

插槽装置160可容纳低传输速率的外围装置(例如硬盘控制卡、USB控制卡、1394控制卡、光驱、声卡、网卡等)，并通过PCIe总线电性连接至南桥电路140，再由南桥电路140来处理电脑系统100和200的输入及输出功能。另一方面，北桥电路130包含一DMI输出控制器，南桥电路140包含一DMI输入控制器，北桥电路130和南桥电路140之间可通过DMI总线中4组信道来进行数据传输。

在现有技术的电脑系统100中，插槽装置包含一组PCIex16插槽，可支持一张显示卡，在将一显示装置(例如屏幕)电性连接至显示卡后即可提供电脑系统100的视觉输出。在现有技术的电脑系统200中，插槽装置包含两组PCIex8插槽，因此能支持两张显示卡，通过平行进行图形处理运算的方式能将每张显示卡每秒所能进行的绘图运算量加总，故能提升图形处理系统的效能。

然而，在现今的电脑系统中，进行高阶绘图运算的图形处理系统所要求速度越来越快，现有技术的电脑系统100和200常无法符合需求。

发明内容

本发明提供一种电脑系统，其包含一中央处理器；一北桥电路、一南桥电路、一桥接器及一连接器。北桥电路电性连接于该中央处理器；一桥接器，电连接北桥电路及南桥电路，桥接器并另连接一连接器(PCI-EXPRSS连接器)，桥接器用来依据该北桥电路传来的信号以产生一第一数据和一第二数据，并依据一信道控制信号来调节该第一数据和该第二数据的输出频宽；以及一南桥电路，电性连接于该桥接器，用来接收该第一数据。一连接器通过桥接器，并通过桥接器接收/传送第二数据，与北桥电路进行沟通。

除了支持高传输速率扩充装置的插槽装置外，本发明另通过桥接器来控制支持高传输速率扩充装置的插槽装置，因此能额外支持较多高传输速率扩充装置(例如显示卡)，进而增加电脑系统的效能(例如加快图形处理速度)。

附图说明

图1为现有技术中一电脑系统的功能方块示意图。

图2为现有技术中另一电脑系统的功能方块示意图。

图3为本发明第一实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图4为本发明第二实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图5为本发明第三实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图6为本发明第四实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图7为本发明第五实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图8为本发明第六实施例中电脑系统的功能方块示意图。

图9为本发明中一实施例中桥接器的功能方块示意图。

具体实施方式

请参考图3至图8，图3至图8分别为本发明第一至第六实施例中电脑系统300、400、500、600、700和800的功能方块示意图。电脑系统300、400、500、600、700和800结构类似，各包含一主存储器模块310、一中央处理器320、一北桥电路330、一南桥电路340，以及一桥接器600。

不同之处在于本发明第一和第四实施例的电脑系统300和600各包含三插槽装置350、361和370、本发明第二和第五实施例的电脑系统400和700各包含三插槽装置350、362和370，而本发明第三和第六实施例的电脑系统500和800包含三插槽装置350、363和370。

另一方面，在本发明第一至第三实施例的电脑系统300～500中，中央处理器320和北桥电路330各自为一为独立芯片；在本发明第四至第六实施例的电脑系统600～800中，北桥电路330整合于中央处理器320内。

中央处理器320用来主控电脑系统300、400和500的运作，例如执行软件程序，或进行数据资料的处理及运算等。北桥电路330通过存储器总线电性连接至主存储器模块310，通过CPU总线电性连接至中央处理器320(如第一至第三实施例的电脑系统300～500)或直接和中央处理器320沟通(如第四至第六实施例的电脑系统600～800)，以及通过PCIe总线电性连接至插槽装置350，插槽装置350可容纳高传输速率的扩充装置(例如显示卡)，再由北桥电路330负责主存储器模块310、中央处理器320、图像子系统、和PCIe总线之间的高速通讯。

插槽装置370可容纳低传输速率的外围装置(例如硬盘控制卡、USB控制卡、1394控制卡、光驱、声卡、网卡等)，并通过PCIe总线电性连接至南桥电路340，再由南桥电路340来处理电脑系统300、400和500的输入及输出功能。插槽装置361～363可容纳高传输速率的扩充装置(例如显示卡)，再通过桥接器600电性连接至北桥电路330，因此能平行进行图形处理运算以提升电脑系统300、400和500中图形处理系统的效能。

北桥电路330包含一DMI输出控制器，而南桥电路340包含一DMI输入控制器。桥接器600可通过DMI总线中4组信道(DMI总线)和北桥电路330进行数据传输，在本实施例中，北桥电路330与桥接器600之间通过DMI总线(1～3组信道)和南桥电路340进行数据传输。北桥电路330与插槽装置361、362或363之间通过桥接器600进行数据传输，桥接器600将DMI数据转换为PCI数据，提供给插槽装置361、362或363，使插槽装置361、362或363通过桥接器600与北桥电路330进行数据传输。

在本发明第一和第四实施例的电脑系统300和600中，在接收到北桥电路330传来的信号后，桥接器600会将信号解开为DMI数据和PCIe数据，对DMI数据和PCIe数据进行编码以分别产生相对应的数据封包，再通过DMI总线中3组信道传送DMI数据封包至南桥电路340，以及通过PCIe总线中1组信道传送PCIe数据封包至插槽装置361。

在图3中，插槽装置361包含一组PCIex1插槽，除了原本插槽装置350所能支持的显示卡外，插槽装置350通过桥接器600与北桥电路330进行数据传输，因此，本发明第一实施例的电脑系统300能额外支持一张显示卡，如此可大幅提升图形处理系统的效能。

在本发明第二和第五实施例的电脑系统400和700中，在接收到北桥电路330传来的信号后，桥接器600会将信号解开为DMI数据和PCIe数据，对DMI数据和PCIe数据进行编码以分别产生相对应的数据封包，再通过DMI总线中2组信道传送DMI数据封包至南桥电路340，以及通过PCIe总线中2组信道传送PCIe数据封包至插槽装置362。

插槽装置362包含一组PCIex2插槽，插槽装置350通过桥接器600与北桥电路330进行数据传输，因此，除了原本插槽装置350所能支持的显示卡外，本发明第二实施例的电脑系统400能额外支持一张显示卡，如此可大幅提升图形处理系统的效能。

在本发明第三和第六实施例的电脑系统500和800中，在接收到北桥电路330传来的信号后，桥接器600会将信号解开为DMI数据和PCIe数据，对DMI数据和PCIe数据进行编码以分别产生相对应的数据封包，桥接器600再通过DMI总线中1组信道传送DMI数据封包至南桥电路340，以及通过PCIe总线中3组信道传送PCIe数据封包至插槽装置363。插槽装置363包含一组PCIex3插槽，除了原本插槽装置350所能支持的显示卡外，插槽装置350通过桥接器600与北桥电路330进行数据传输，因此，本发明第三实施例的电脑系统500能额外支持一张显示卡，如此可大幅提升图形处理系统的效能。

请参考图9，图9为本发明一实施例中桥接器600的功能方块示意图。桥接器600包含一DMI数据解码器10、一数据开关20、一PCIe数据编码器32、一DMI数据编码器34、一PCIe数据缓存器42、一DMI数据缓存器44、两多工器信道开关52和54、一基本输出输入系统(basicinput/outputsystem，BIOS)信道控制寄存器60、一PCIe接口72，以及两DMI接口74和76。

如图3至图8所示，桥接器600的DMI接口76通过DMI总线中4组信道和北桥电路330的DMI输出控制器进行数据传输。在接收到北桥电路330传来的信号后，DMI数据解码器10会将信号解开为PCIe数据和DMI数据，再通过数据开关20分别将PCIe数据和DMI数据传送至PCIe数据编码器32和DMI数据编码器34。

在进行数据编码后，PCIe数据编码器32和DMI数据编码器34可将PCIe数据和DMI数据的封包分别传送至多工器信道开关52和54。依据BIOS信道控制寄存器60传来的信道控制信号，多工器信道开关52输出0～3笔PCIe数据至PCIe接口72，再通过PCIe总线中0～3组信道将数据传送至插槽装置361、362或363；多工器信道开关54输出1～4笔DMI数据至DMI接口74，再通过DMI总线中1～4组信道将数据传送至南桥电路340的DMI输入控制器。

在本发明的桥接器600中，多工器信道开关52包含开关SW1～SW3，而多工器信道开关54包含开关SW4～SW6，可依据BIOS信道控制寄存器60传来的信号来运作。举例来说，在本发明第一和第四实施例的电脑系统300和600中，多工器信道开关52中的开关SW1为开启(短路)，而开关SW2和SW3为关闭(开路)，多工器信道开关54中的开关SW4和SW5为开启而开关SW6为关闭，使得桥接器600能通过DMI总线中3组信道和南桥电路340进行数据传输，并通过PCIe总线中1组信道和插槽装置361进行数据传输。

在本发明第二和第五实施例的电脑系统400和700中，多工器信道开关52中的开关SW1和SW2为开启而开关SW3为关闭，多工器信道开关54中的开关SW4为开启而开关SW5和SW6为关闭，使得桥接器600能通过DMI总线中2组信道和南桥电路340进行数据传输，并通过PCIe总线中2组信道和插槽装置362进行数据传输。

在本发明第三和第六实施例的电脑系统500和800中，多工器信道开关52中的开关SW1～SW3皆为开启，多工器信道开关54中的开关SW4～SW6皆为关闭，使得桥接器600能通过DMI总线中1组信道和南桥电路340进行数据传输，并通过PCIe总线中3组信道和插槽装置363进行数据传输。

在本发明图3至图8的实施例中，中央处理器320为英特尔中央处理器，因此北桥电路330和南桥电路340是通过PCIe总线和外围设备进行通讯，而北桥电路330和南桥电路340之间的数据传输则通过DMI总线来进行。然而，本发明的电脑系统也可使用其它厂商制作的中央处理器，并利用其它规格的总线来进行数据传输。举例来说，假设本发明的桥接器600通过三种总线和其它装置进行通讯，其中第一总线最多可通过M个信道来进行数据传输，第二总线最多可通过N个信道来进行数据传输，而第三总线最多可通过P个信道来进行数据传输(M、N、P为正整数)。

桥接器600和北桥电路330之间的数据传输可通过第一总线中M个信道来进行，桥接器600和南桥电路340之间的数据传输可通过第二总线中n个信道来进行，而桥接器600和插槽装置361、362或363之间的数据传输可通过第三总线中p个信道来进行，其中n为不大于N的正整数，p为不大于P的正整数，而M的值为n和p的总和。在本发明中，第一至第三总线的数据传输规格和信道数目可由中央处理器的种类来决定，图3至图8仅说明本发明的实施例，并不限定本发明的范畴。

除了支持高传输速率扩充装置的插槽装置350外，本发明另通过桥接器600来控制支持高传输速率扩充装置的插槽装置361～363，因此能额外支持较多高传输速率扩充装置(例如显示卡)，进而增加电脑系统的效能(例如加快图形处理速度)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种电脑系统，其特征在于，其包含：

中央处理器；

北桥电路，电性连接于上述中央处理器；

桥接器，连接于北桥电路与南桥电路之间，用来依据上述北桥电路传来的信号以产生第一数据和第二数据，并调节上述第一数据和上述第二数据的输出频宽，其中上述桥接器还包含：

数据解码器，用来解码上述北桥电路传来的信号以产生上述第一数据和上述第二数据；

第一数据编码器，用来产生对应于上述第一数据的第一数据封包；以及

第二数据编码器，用来产生对应于上述第二数据的第二数据封包；南桥电路，电性连接于上述桥接器，用来接收上述第一数据；以及

第一插槽装置，电性连接于上述桥接器，用来接收上述第二数据，并通过上述桥接器与上述北桥电路进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的电脑系统，其特征在于，其中上述桥接器还包含：

第一数据缓存器，用来储存上述第一数据封包；以及

第二数据缓存器，用来储存上述第二数据封包。

3.根据权利要求2所述的电脑系统，其特征在于，其中上述桥接器还包含：

第一多工器信道开关，其包含：

输入端，电性连接于上述第一数据缓存器以接收上述第一数据封包；

控制端，用来接收信道控制寄存器传来的信道控制信号；以及

多个输出端，用来输出上述第一数据封包，其中上述第一多工器信道开关依据上述信道控制信号来控制上述输入端和上述多个输出端之间的信号传送路径。

4.根据权利要求2所述的电脑系统，其特征在于，其中上述桥接器还包含：

第二多工器信道开关，其包含：

输入端，电性连接于上述第二数据缓存器以接收上述第二数据封包；

控制端，用来接收上述信道控制信号；以及

多个输出端，用来输出上述第二数据封包，其中上述第二多工器信道开关依据上述信道控制信号来控制上述输入端和上述多个输出端之间的信号传送路径。

5.根据权利要求1所述的电脑系统，其特征在于，其中上述桥接器还包含基本输出输入系统信道控制寄存器，用来提供信道控制信号，且上述桥接器依据上述信道控制信号来调节上述第一数据和上述第二数据的上述输出频宽。

6.根据权利要求1所述的电脑系统，其特征在于，其中上述北桥电路和上述桥接器之间通过第一总线的m个信道来进行数据传输，上述南桥电路和上述桥接器之间通过第二总线的n个信道来进行数据传输，其中m和n为正整数。

7.根据权利要求6所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一总线和第二总线为直接媒体接口总线。

8.根据权利要求7所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一数据符合直接媒体接口总线的传输规格。

9.根据权利要求6所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一插槽装置通过第三总线的p个信道来和上述桥接器进行数据传输，其中p为正整数。

10.根据权利要求9所述的电脑系统，其特征在于，其中m的值为n和p的总和。

11.根据权利要求9所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一插槽装置包含一组或多组高速外围组件互连插槽。

12.根据权利要求11所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一总线和上述第二总线为直接媒体接口总线，而上述第三总线为高速外围组件互连总线。

13.根据权利要求12所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第一数据符合直接媒体接口总线的传输规格，而上述第二数据符合高速外围组件互连总线的传输规格。

14.根据权利要求1所述的电脑系统，其特征在于，其还包含第二插槽装置，其通过第四总线和上述北桥电路进行数据传输。

15.根据权利要求14所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第二插槽装置包含一组或多组高速外围组件互连插槽。

16.根据权利要求15所述的电脑系统，其特征在于，其中上述第四总线为高速外围组件互连总线。