CN102299458A - 快速周边元件互连信号传输结构及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速周边元件互连(PCI Express)信号传输结构及其方法，其提供一转接装置以及一高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆。该转接装置的一端插接于具有快速周边元件互连(PCI Express)插槽的装置，并具有一高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器，该转接装置相对应地转接该快速周边元件互连插槽的信号脚位至该高清晰度多媒体接口连接器的信号脚位。该高清晰度多媒体接口线缆的一端连接于该转接装置的高清晰度多媒体接口连接器。本发明可将快速周边元件互连(PCI Express)信号良好的延伸，以准确地进行的信号测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速周边元件互连信号传输结构及其方法，特别是涉及一种传输快速周边元件互连(PCI Express)信号的结构及其方法，以供测试具有快速周边元件互连(PCI Express)的电路板。
背景技术
随着计算机系统中各组件的数据处理能力的提升，快速周边元件互连(Peripheral Component Interconnection Express，PCI Express)已经被发展出来以提供高速的数据传输。快速周边元件互连(PCI Express)为新一代的周边元件互连(PCI)，可向下兼容于周边元件互连(PCI)并大幅提升数据输出率。
为了确认具有快速周边元件互连(PCI Express)装置的主板能正常运作，通常都需要经过信号质量测试，通常是利用排线或集成电路转接板连接于主板上的快速周边元件互连(PCI Express)装置以输入测试信号并接收反馈信号，排线通常也提供延伸信号的功能。
在测量的过程时，需要考虑众多因素，如信号干扰、衰减或测试夹具(testfixtures)的种类等，才能避免测量上的失真。由实践经验得知，不同的测试夹具，特别是信号传输排线会产生不同情况的眼状图，进而影响到测试的判断。同样的产品，可能因使用不同的测试工具，而导致测试结果上的差异。因此用以传输信号的排线在测试的过程中扮演非常重要的角色。
此外，快速周边元件互连(PCI Express)属于高速信号，第一代快速周边元件互连(PCI Express)技术可提供每一方向每一数据通道每秒2.5GB的原始带宽。传输过程很容易因排线的延长而造成信号干扰或损耗，更导致测试工作不稳定。上述诸多原因导致已知快速周边元件互连(PCI Express)的信号延伸排线价格非常昂贵。
因此在传输PCI Express信号的测试中，如何提供一种价廉、质量稳定的信号传输及延长方法，是业界相关人员面临的一大课题。
因此，本发明人对于上述问题提出了一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种快速周边元件互连信号传输的结构，可以良好地且经济地延伸快速周边元件互连(PCI Express)信号。
此外，本发明所要解决的技术问题，更在于提供一种快速周边元件互连信号传输的方法，可以良好地且经济地延伸快速周边元件互连(PCI Express)信号。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种快速周边元件互连信号传输结构，其特点是包括：
一转换装置，其具有一插接部以插接于一快速周边元件互连插槽、一高清晰度多媒体接口连接器、以及一信号转接电路以相对应地连接该快速周边元件互连插槽的信号脚位至该高清晰度多媒体接口连接器的信号脚位；以及
一高清晰度多媒体接口线缆，其一端具有一高清晰度多媒体接口的对接连接器以连接该转换装置的该高清晰度多媒体接口连接器。
优选的，该转换装置形成于一适配卡上。
优选的，该快速周边元件互连插槽的参考时钟脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第零数据脚位组。
优选的，该快速周边元件互连插槽的零通道传送脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第一数据脚位组。
优选的，该快速周边元件互连插槽的零通道接收脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第二数据脚位组。
优选的，进一步包括另一转换装置，其中该高清晰度多媒体接口线缆的另一端包括一高清晰度多媒体接口的对接连接器。
一种快速周边元件互连信号传输方法，其特点是包括以下步骤：
提供一转接装置，其具有一插接部以插接于一快速周边元件互连插槽、以及一高清晰度多媒体接口连接器；
提供一信号转接电路以相对应地转接该快速周边元件互连插槽的信号脚位至该高清晰度多媒体接口连接器的信号脚位；以及
提供一高清晰度多媒体接口线缆，其两端各具有一对接连接器以连接于该转换装置的该高清晰度多媒体接口连接器。
优选的，包括将该快速周边元件互连插槽的参考时钟脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第零数据脚位组的步骤。
优选的，包括将该快速周边元件互连插槽的零通道传送脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第一数据脚位组的步骤。
优选的，包括将该快速周边元件互连插槽的零通道接收脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第二数据脚位组的步骤。
本发明具有以下有益效果：本发明可以将快速周边元件互连(PCIExpress)的信号良好地传输并延伸。此外，本发明通过现有可获得的高清晰度多媒体接口线缆有效地降低整体成本。
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的目的、特征与特点，可以由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的快速周边元件互连信号传输结构的平面图。
图2为本发明中信号转接电路的示意图。
图3为本发明另一实施例的快速周边元件互连信号传输结构的平面图。
图4为本发明测量执行最差非转换信号眼的眼状图。
图5为本发明测量执行最差转换信号眼的眼状图。
【主要组件符号说明】
转接装置 10
电路板 11 外接板体 13
插接部 12 信号转接电路 14
转接电路 141、142、143
高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16
高清晰度多媒体接口(HDMI)缆线20
高清晰度多媒体接口(HDMI)对接连接器 22、24
转换装置 30 电路板 31
插接部 32 信号转接电路 34
高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器36
电路板 80 测试装置 90
快速周边元件互连(PCI Express)插槽82
高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器92
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
请参考图1，图1为本发明的快速周边元件互连信号传输结构的平面图。本发明包括至少一转接装置10，以及一高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆20。
该转换装置10具有一插接部12以插接于一电路板80的快速周边元件互连(PCI Express)插槽82、一高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16、以及一信号转接电路14。本发明藉由该信号转接电路14，以相对应的方式连接该快速周边元件互连(PCI Express)插槽82的信号脚位至该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16的信号脚位。
本发明中优选的该转换装置10是一适配卡。在本实施例中该转换装置10为一适配卡的外型，其具有一电路板11和一外接板体13，该外接板体13可以方便地固定该转换装置10于待测的计算机机壳(未图标)上。其中该信号转接电路14可以是形成于该电路板11上。
该高清晰度多媒体接口线缆20，在本发明中是利用可获得的高清晰度多媒体接口线缆(HDMI cable)，其两端各具有一高清晰度多媒体接口(HDMI)的对接连接器22、24以连接于该转换装置10的该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16。由于该高清晰度多媒体接口线缆20已经是发展成熟的产品而容易取得的，其价格远低于目前快速周边元件互连(PCI Express)线缆。藉此本发明可有效降低整体成本。
高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)是近年来为应用高速、高质量的数字数据传输，并满足同时传输影音数据及减小接口体积等需求，而发展出来的一种连接接口。是由数字视频接口(DigitalVisual Interface，DVI)发展而来，与数字视频接口相比较，高清晰度多媒体接口的接头更加小型化，并且只需要一根电缆，就支持多声道音频的功能。
在众多不同现有传输线中，根据高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆所规定的规格，关于信号(Signal)的特性阻抗(Impendence)为100欧姆加减10欧姆(100Ω±10Ω)，符合快速周边元件互连(PCI Express)的规格，因此本发明利用这一相符合的特性进行不同接口的转换，确实发现可以达到所需要的信号延伸并且仍保持信号质量的功效。
本发明中该高清晰度多媒体接口线缆20的另一端高清晰度多媒体接口(HDMI)的对接连接器24可以是连接于具有高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器92的测试装置90以收送信号，即可达到本发明传输并延伸快速周边元件互连(PCI Express)的信号的目的。
本发明中该转换装置10的该高清晰度多媒体接口连接器16并不限制于公接头或母接头。目前高清晰度多媒体接口线缆(HDMI cable)通常具有两个A型公接头(Male to Male Type AHDMI Cable)，因此该转换装置10的该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16较佳为母接头，亦即插槽型。此外，高清晰度多媒体接口(HDMI)脚位可分为A型的19个脚位(Type A)，以及另一种支持更高解像度的B型的29个脚位(Type B)。本发明并不限于那一种类，具有两个A型公接头的高清晰度多媒体接口线缆已足以使用。
请参考图2，为本发明中信号转接电路的示意图。由于快速周边元件互连(PCI Express)的脚位(pins)数目不同于高清晰度多媒体接口(HDMI)的脚位数目。以下详述本发明中该信号转接电路14如何相对应地连接该快速周边元件互连(PCI Express)插槽82的脚位转换连接至该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16的脚位。
关于快速周边元件互连(PCI Express)虽然目前已发展出不同的版本，但是其脚位通常划分为下列的群组(Groups)，包括电源群组(Power Group)、快速周边元件互连群组(PCI Express Group)、通用性串行总线群组(UniversalSerial Bus(USB)Group)、辅助信号群组(Auxiliary Signals Group)、联络特定信号群组(Communications Specific Signals Group)、及用户识别模块信号群组(User Identity Module(UIM)Signals Group)。
关于高清晰度多媒体接口(HDMI)的A型脚位大致包括有TMDS数据0至5组(TMDS Data0至Data5，各包括正、负以及遮蔽脚位)、TMDS时钟组(TMDS Clock，包括正、负以及遮蔽脚位)、一对保留(Reserved)脚位、电源、热插侦测以及接地脚位等。上述TMDS全文为Transition MinimizedDifferential Signaling，最小化转移差动信号，为一种电子协议，其可将像素数据编号，并透过串行连接传递。TMDS Data0可再简写为T_D0。
在本实施例中将快速周边元件互连(PCI Express)脚位的PCI Express信号群组相对应地连接于高清晰度多媒体接口(HDMI)的TMDS数据0至2组。更具体的说，快速周边元件互连(PCI Express)共有三对信号脚位，分别为第一对，零通道接收脚位组(Pair 1，PERp0 and PERn0)；第二对，零通道传送脚位组(Pair 2，PETp0 and PETn0)；以及第三对，参考时钟脚位组(Pair 3，REFCLK+and REFCLK-)。上述PER及PET的PE指PCI Express的缩写，R指Receiver(接收)，T指Transmitter(传送)，p指正(+)，n指负(-)，0表示Lane0(零通道)。本实施例采用高清晰度多媒体接口(HDMI)的脚位中的前三对数据组，但不取遮蔽(shield)脚位，分别为第一对，T_D0+and T_D0-；第二对，T_D1+and T_D1-；第三对，T_D2+and T_D2-。藉此完成本发明中两种接口的转换。此外本发明也可以转接至高清晰度多媒体接口(HDMI)的其他对的脚位。
请参考图2，简要的说，该信号转接电路14可分为三对的转接电路141、142、143，第一对的转接电路143将该快速周边元件互连(PCI Express)插槽82的参考时钟脚位组连接于该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16的第零数据脚位组；第二对的转接电路142将该快速周边元件互连(PCIExpress)插槽82的零通道传送脚位组连接于该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16的第一数据脚位组；第三对的转接电路141将该快速周边元件互连(PCI Express)插槽82的零通道接收脚位组连接于该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器16的第二数据脚位组。
请参考图3，图3为本发明的快速周边元件互连信号传输结构的另一实施例。本实施例中，本发明的快速周边元件互连信号传输结构进一步包括另一转换装置30。该转换装置30包括一电路板31、一插接部32以插接于一快速周边元件互连(PCI Express)插槽(未图标)、一信号转接电路34、以及一高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器36。该信号转接电路34相对应地转接该高清晰度多媒体接口(HDMI)连接器36的信号脚位至该插接部32所需的脚位，即转接至快速周边元件互连(PCI Express)的信号脚位。
关于快速周边元件互连(PCI Express)接口的测试，眼状图(EyeDiagram)的分析判断非常重要，需要观察眼状图的量测结果以确定信号传输的稳定性。透过正确的眼状图分析，才能发现信号的质量问题、传输的稳定性，或是否与协议的规格相符。
测试的过程通常藉由观察示波器产生的眼状图(eye diagram)以了解是否正常运作，在示波器荧光幕上观察到的是一个由多个随机符号波形共同形成的像是眼睛的稳定图形。符合通过条件的眼状图不能相接于四周的波形，通常是一菱形，含X轴的单位间隔(Unit intervals，ps)以及Y轴的差分信号(differential signal，mV)，如果任一处相接，则测试结果将判定为失败(Fail)。认证眼状图测试(Compliance Eye Test)要求输入信号的差动振幅必须小至120mV，而时间则必须接近0.4UI。
请参考图4及图5，图4与图5分别为本发明测量执行最差非转换信号眼与最差转换信号眼的眼状图。本发明利用高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆可良好地传输快速周边元件互连(PCI Express)的信号。经过测量，本发明可延伸至少1.5公尺以上，并且可以通过快速周边元件互连(PCIExpress)两种眼状图测试。如图4所示的是本发明通过最差非转换信号眼(Worst Non Transition Signal Eye)的眼状图，其允许测试人员观察去增强位(de-emphasized bits)，即未转换的数据位的眼状图。如图5所示的是本发明通过最差转换信号眼(Worst Transition Signal Eye)的眼状图，其允许测试人员观察在差分信号中跟随着转换的位(the bits following a transition in thedifferential signal)的眼状图。
所以通过本发明的快速周边元件互连信号传输结构及其方法，具有如下述的特点及功能：
一、本发明利用高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆可以将快速周边元件互连(PCI Express)的信号良好地传输，经测试延伸至少1.5公尺以上。
二、利用本发明的快速周边元件互连信号传输结构，可以直接使用高清晰度多媒体接口(HDMI)线缆，降低整体成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，包括：
一转换装置，其具有一插接部以插接于一快速周边元件互连插槽、一高清晰度多媒体接口连接器、以及一信号转接电路以相对应地连接该快速周边元件互连插槽的信号脚位至该高清晰度多媒体接口连接器的信号脚位；以及
一高清晰度多媒体接口线缆，其一端具有一高清晰度多媒体接口的对接连接器以连接该转换装置的该高清晰度多媒体接口连接器。
2.如权利要求1所述的快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，该转换装置形成于一适配卡上。
3.如权利要求1所述的快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，该快速周边元件互连插槽的参考时钟脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第零数据脚位组。
4.如权利要求1所述的快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，该快速周边元件互连插槽的零通道传送脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第一数据脚位组。
5.如权利要求1所述的快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，该快速周边元件互连插槽的零通道接收脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第二数据脚位组。
6.如权利要求1所述的快速周边元件互连信号传输结构，其特征在于，进一步包括另一转换装置，其中该高清晰度多媒体接口线缆的另一端包括一高清晰度多媒体接口的对接连接器。
7.一种快速周边元件互连信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一转接装置，其具有一插接部以插接于一快速周边元件互连插槽、以及一高清晰度多媒体接口连接器；
提供一信号转接电路以相对应地转接该快速周边元件互连插槽的信号脚位至该高清晰度多媒体接口连接器的信号脚位；以及
提供一高清晰度多媒体接口线缆，其两端各具有一对接连接器以连接于该转换装置的该高清晰度多媒体接口连接器。
8.如权利要求7所述的快速周边元件互连信号传输方法，其特征在于，其中包括将该快速周边元件互连插槽的参考时钟脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第零数据脚位组的步骤。
9.如权利要求7所述的快速周边元件互连信号传输方法，其特征在于，其中包括将该快速周边元件互连插槽的零通道传送脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第一数据脚位组的步骤。
10.如权利要求7所述的快速周边元件互连信号传输方法，其特征在于，其中包括将该快速周边元件互连插槽的零通道接收脚位组连接于该高清晰度多媒体接口连接器的第二数据脚位组的步骤。
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