CN106598144A - 处理功能扩充卡及其电能扩充板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种处理功能扩充卡及其电能扩充板，该处理功能扩充卡具有基板、处理模块与第一连接插槽。处理模块位于基板的第一面，并具有一组第一电源连接线与一条信号线。第一连接插槽连接于基板，并电性连接第一电源连接线与信号线，第一连接插槽用以可插拔的连接一张电能扩充板。本发明提供了模块化的扩充电能模块以及具有电能模块扩充能力的处理功能扩充卡。因此使用者得以依据实际需求对处理模块提供更多相位的电能。

Description

处理功能扩充卡及其电能扩充板

技术领域

本发明关于一种处理功能扩充卡及其电能扩充板，特别关于一种可外接电能扩充板的处理功能扩充卡及对应的电能扩充板。

背景技术

处理功能扩充卡，例如图形加速卡被广泛的应用在电脑中，用来提升电脑在某些应用中的计算能力，以提供使用者更佳的体验。随着集成电路技术的发展，处理功能扩充卡可以大幅度地提升电脑的能力，例如浮点运算能力、二维影像或三维影像的编码解码。然而，随着计算量的提高，处理功能扩充卡的耗电量也随之上升。

此外，当使用者想要以超频的方式来提升电脑的能力时，使用者可通过调整电脑的时脉频率，来降低电脑每一个计算所需要花费的时间，而这会消耗更大的功率。然而，这导致了一个问题，由于处理功能扩充卡在出厂时其电能供应模块通常已设置好，所以处理功能扩充卡上的电能供应模块往往不能提供相较于预设功率而言更大的功率。这个先天的限制也使得电脑使用者在超频时无法充分的提升处理功能扩充卡的运算效率。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明旨在提供一种具有电能供应扩充性的处理功能扩充卡，以及适于此种处理功能扩充卡的电能扩充板。

本发明所揭露的处理功能扩充卡，具有基板、处理模块与第一连接插槽。处理模块位于基板的第一面，并具有一组第一电源连接线与一条信号线。第一连接插槽连接于基板，并电性连接第一电源连接线与信号线，第一连接插槽用以可插拔的连接一张电能扩充板。

本发明所揭露的电能扩充板，具有连接头、电源连接端口与多个分相单元。连接头用以可插拔地连接于连接插槽。电源连接端口用以可插拔地连接于电源供应装置以汲取电能。每个分相单元具有一个信号输入端、一个电源输入端与至少一个输出端。每个分相单元的信号输入端与输出端均电性连接至连接头，而电源输入端电性连接至电源连接端口。每个分相单元用以依据信号输入端的电能指令，将来自其电源输入端的输入电能转换为相位不同的输出电能提供给输出端。

综上所述，依据本发明揭露的处理功能扩充卡与其电能扩充板，提供了模块化的扩充电能模块以及具有电能模块扩充能力的处理功能扩充卡。因此使用者得以依据实际需求对处理模块提供更多相位的电能。

以上之关于本揭露内容的说明及以下之实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求范围更进一步的解释。

附图说明

图1A是依据本发明一实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图。

图1B是对应于图1A的处理功能扩充卡功能方块图。

图2A是依据本发明另一实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图。

图2B是对应于图2A的处理功能扩充卡功能方块图。

图2C是依据本发明一实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。

图2D是依据本发明另一实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。

图3A是依据本发明再一实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图。

图3B是对应于图3A的处理功能扩充卡功能方块图。

图3C是依据本发明一实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。

图3D是依据本发明另一实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。

其中，附图标记说明如下：

1000、2000、3000 处理功能扩充卡

1100、2100、3100 基板

1101、2101、3101 第一面

3102 第二面

1200、2200 处理模块

1210、2210 第一电源连接线

1220、2220 信号线

2231～2238 第二电源连接线

2300 内嵌电能模块

2310 N相电能控制单元

2321～2327 分相单元

1400、2400、3400 第一连接插槽

2410 电流信息排线

2421～2427 第一电能排线

2431～2438 输出电能排线

2500、4000 电能扩充板

2510、4100 连接头

2520、2530、2540、2550 分相单元

2521 输入端

2523、2525 输出端

2560 控制单元

2570、2600、4400 电源连接端口

3410 第一信号排线

3421～3428 第一输出电能排线

3430 信号桥接线

3441～3447 第一电能排线

3500 第二连接插槽

3510 第二信号排线

3521～3527 第二电能排线

3531～3538 第二输出电能排线

4200 多相电能控制单元

4310～4340 分相单元

FB 回馈信号

CB 电流平衡信息

SW 切换信号

Po1～Po8、Po1’～Po8’ 输出电能

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及图式，任何本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范围。

实施例一：

请参照图1A与图1B，其中图1A是依据本实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图，图1B是对应于图1A的处理功能扩充卡功能方块图。如图所示，依据本实施例的处理功能扩充卡1000具有基板1100、处理模块1200与第一连接插槽1400。处理模块1200位于基板1100的第一面1101，处理模块1200具有一组第一电源连接线1210与一条信号线1220。此处的信号线1220也可能是一组或一对，例如内部整合电路(inter-integrated circuit，I2C)即为一对。第一连接插槽1400连接于基板1100，并电性连接第一电源连接线1210与信号线1220，第一连接插槽1400用以可插拔地连接一张电能扩充板。在本发明中，处理功能扩充卡可以是，例如图形加速卡、浮点运算扩充卡或其他用以扩充、提升电脑的能力的扩充卡。

本实施例通过提供第一连接插槽，使电能扩充板能可插拔地连接到第一连接插槽，从而使用者可以自由地根据自己的需求去增设电能扩充板，由此实现相较处理功能扩充卡的预设功率更大的功率，进而可以超频的方式来提升处理功能扩充卡的处理能力。

实施例二：

请参照图2A与图2B，其中图2A是依据本实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图，图2B是对应于图2A的处理功能扩充卡功能方块图。如图所示，本实施例中的处理功能扩充卡2000具有基板2100、处理模块2200、内嵌电能模块2300、第一连接插槽2400与电源连接端口2600。处理模块2200位于基板2100的第一面2101，处理模块具有一组第一电源连接线2210、一条信号线2220与一组第二电源连接线2231至2238。内嵌电能模块2300电性连接至第二电源连接线2231至2238与信号线2220。第一连接插槽2400连接于基板2100，并电性连接第一电源连接线2210，第一连接插槽2400用以可插拔地连接一张电能扩充板。第一连接插槽2400电性连接内嵌电能模块2300，并通过内嵌电能模块2300电性连接信号线2220。

更具体来说，如图2B所示，内嵌电能模块2300具有N相电能控制单元2310与M个分相单元2321至2327。其中此处以N＝8、M＝4为例，然而实际上N可以为大于1的整数，而M为小于等于N的正整数。为方便结合图示例子进行描述，以下均以N＝8，M＝4为例予以说明。如图所示，4个分相单元2321至2327电性连接至8相电能控制单元2310与第二电源连接线2231至2238。具体来说，分相单元2321电性连接至8相电能控制单元2310与第二电源连接线2231与2232。分相单元2323电性连接至8相电能控制单元2310与第二电源连接线2233与2234。分相单元2325电性连接至8相电能控制单元2310与第二电源连接线2235与2236。分相单元2327电性连接至8相电能控制单元2310与第二电源连接线2237与2238。而分相单元2321至2327均电性连接于电源连接端口2600。并且电源连接端口2600用以可插拔地与电源供应装置相连接以汲取处理功能扩充卡2000所需要的电能。其中电源供应装置例如为电脑中的电源供应器或是其他可提供稳定直流电源的装置，本发明不加以限制。

8相电能控制单元2310可以用于提供若干个第一电能指令(例如4个，P11至P14)和/或若干个第二电能指令(例如4个，P21至P24)，每个第一电能指令与每个第二电能指令分别控制分相单元2321至2327产生不同相位的电能给处理模块2200。具体来说，8相电能控制单元2310及分相单元(包括此实施例中的2321至2327及后面实施例中涉及的分相单元)通过本领域普通技术人员熟知的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)技术实现。第一电能指令和第二电能指令的数量可以为根据PWM技术得到的任何数值。一种实施例中，提供M个第一电能指令与L个第二电能指令，L＝N-M，N为大于1的整数，M为小于等于N的正整数。

以下以4个第一电能指令和4个第二电能指令为例进行描述。

4个分相单元2321至2327用以依据前述4个第二电能指令P21至P24，从电源连接端口2600汲取电能并提供8个第二输出电能Po1至Po8给处理模块2200。具体来说，分相单元2321依据第二电能指令P21，分别对第二电源连接线2231与2232提供第二输出电能Po1与Po2。分相单元2323依据第二电能指令P22，分别对第二电源连接线2233与2234提供第二输出电能Po3与Po4。分相单元2325依据第二电能指令P23，分别对第二电源连接线2235与2236提供第二输出电能Po5与Po6。分相单元2327依据第二电能指令P24，分别对第二电源连接线2237与2238提供第二输出电能Po7与Po8。

在一实施例中，8相电能控制单元2310电性连接至信号线2220，用以依据处理模块2200通过信号线2220传来的回馈信号FB，至少产生4个第二电能指令P21至P24。具体来说，回馈信号FB带有关于处理模块2200的电能需求的信息，而8相电能控制单元2310依据处理模块2200的电能需求，产生第二电能指令P21至P24，使得最终送出的第二输出电能Po1至Po8能符合处理模块2200的需求。

在另一实施例中，第一连接插槽2400具有M条第一电能排线2421至2427与2×M条输出电能排线2431至2438。在该实施例中，以M＝4为例。第一电能排线2421至2427电性连接至8相电能控制单元2310。而输出电能排线2431至2438电性连接至前述第一电源连接线2210。具体来说，第一电源连接线2210中有八条电源连接线，分别对应输出电能排线2431至2438。并且8相电能控制单元还可以依据切换信号SW，对4条第一电能排线2421至2427提供前述的4个第一电能指令P11至P14。在一实施例中，切换信号SW是由使用者以扳动实体开关或由软件设定的方式来产生与改变。而在另一实施例中，切换信号SW通过判断第一连接插槽2400是否被插设了电能扩充板2500来产生与改变。

此外，在一实施例中，第一连接插槽2400还可以具有电流信息排线2410。8相电能控制单元2310电性连接至电流信息排线2410，并依据来自电流信息排线2410的电流平衡信息CB，产生4个第一电能指令P11至P14与4个第二电能指令P21至P24。可以理解，设计电流信息排线2410是为了方便后续的电能扩充。下文将进一步描述来自电流信息排线2410的电流平衡信息CB。

当第一连接插槽2400连接于一个电能扩充板时，其运作方式请参照图2C，其是依据本实施例中的处理功能扩充卡(如图2A和图2B所示)连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。如图2C所示，依据本发明一实施例的电能扩充板2500具有连接头2510与多个分相单元2520、2530、2540与2550以及电源连接端口2570。本实施例中的分相单元数量为4，然而实际上并非表示必然要是4个分相单元，其它数量个分相单元亦可。连接头2510用以可插拔地连接于前述第一连接插槽2400。电源连接端口2570用以可插拔地与电源供应装置相连接以汲取电能。以分相单元2520为例，每个分相单元具有一个输入端2521与两个输出端2523与2525，每个分相单元电性连接于电源连接端口2570以汲取电能。在本实施例中，每个分相单元的输入端与两个输出端均电性连接至连接头2510。每个分相单元用以依据来自其输入端的电能指令，将从电源连接端口2570汲取的电能转换为两个相位不同的输出电能提供给两输出端。在另一实施例中，每个分相单元的输出端不必然是两个，依照实际所需，也可以是具有一个输出端或者具有三个以上的输出端。

此外，在一实施例中，电能扩充板2500还可以具有控制单元2560，控制单元2560电性连接至分相单元2520至2550，并电性连接于连接头2510。控制单元2560依据前述多个分相单元2520至2550的输出电能，产生前述电流平衡信息CB，经由第一连接插槽2400的电流信息排线2410将该电流平衡信息CB反馈给N相电能控制单元2310。

因此，当电能扩充板2500插设于第一连接插槽2400时，处理功能扩充卡2000的内嵌电能模块2300中的8相电能控制单元2310可以依据切换信号SW，对内嵌电能模块2300中的分相单元2321至2327分别提供第二电能指令P21至P24，并通过第一连接插槽2400对电能扩充板2500中的分相单元2520至2550分别提供第一电能指令P11至P14。并且，8相电能控制单元2310依据回馈信号FB与电流平衡信息CB，产生第一电能指令与第二电能指令，使其符合处理模块2200的需求。而分相单元2321至2327输出的多个第二输出电能Po1至Po8直接提供给处理模块2200，而分相单元2520至2550输出的多个第一输出电能Po1’至Po8’通过第一连接插槽2400的输出电能排线2431至2438乃至于第一电源连接线2210来提供给处理模块2200。在一实施例中，切换信号SW是由使用者以扳动实体开关或由软件设定的方式来产生与改变。而于另一实施例中，切换信号SW通过判断第一连接插槽2400是否被插设了电能扩充板2500来产生与改变。

本实施例通过提供具体的处理功能扩充卡连接电能扩充板的描述，阐明了处理功能扩充板的内嵌电能模块与外接的电能扩充板之间的连接及信号关系，从而当内嵌电能模块与电能扩充板都使用最大的电能解决方案时，可以为处理功能扩充板提供极限的电能供电能力，使得在超频时的处理功能扩充板的供电无后顾之忧。

实施例三：

请参照图2D，其依据本实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。如图2D所示，在本实施例中，相较于图2C的实施例，本实施例中的电能扩充板2500的电源连接端口可为连接头2510的其中一个或多个脚位，而电流信息排线2410及连接头2510还可以各具有一电源排线互相电性连接，电源连接端口2600还可以电性连接至电流信息排线2410的电源排线。连接头2510的电源排线与分相单元2520至2550电性连接。如此由电源连接端口2600汲取的电能亦可通过电流信息排线2410及连接头2510提供给分相单元2520至2550。

实施例四：

请参照图3A与图3B，其中图3A是依据本实施例的处理功能扩充卡构造侧视示意图，而图3B是对应于图3A的处理功能扩充卡功能方块图。如图示，本实施例的处理功能扩充卡3000具有基板3100、处理模块3200、第一连接插槽3400与第二连接插槽3500，其中处理模块3200与第一连接插槽3400均位于基板3100的第一面3101，而第二连接插槽3500位于基板的第二面3102。

如图3B所示，第一连接插槽3400具有一条第一信号排线3410、多条第一输出电能排线3421至3428、一条信号桥接线3430与多条第一电能排线3441至3447。第二连接插槽3500具有一条第二信号排线3510、多条第二电能排线3521至3527与多条第二输出电能排线3531至3538。

多条第一电能排线3441至3447与多条第二电能排线3521至3527彼此电性连接。第一信号排线3410电性连接至处理模块3200的信号线。多条第一输出电能排线3421至3428电性连接至处理模块3200的多条第一电源连接线。第二信号排线3510电性连接至信号桥接线3430。多条第二输出电能排线3531至3538电性连接至处理模块3200的多条第二电源连接线。

因此，当第一连接插槽3400与第二连接插槽3500分别连接电能扩充板(共两块)时，其运作方式请参照图3C，其是依据本发明一实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。如图3C所示，依据本实施例的一块电能扩充板4000具有连接头4100、多相电能控制单元4200与多个分相单元4310、4320、4330与4340以及电源连接端口4400。而另一块电能扩充板实际上即为前述电能扩充板2500，其架构于此不再赘述。本实施例中的电能扩充板4000的分相单元数量为4，然而并非表示必然要是4个分相单元。连接头4100用以可插拔地连接于前述第一连接插槽3400。而实际上电能扩充板4000的工作方式等同于前述内嵌电能模块2300。换句话说，电能扩充板4000是将图2B中的内嵌电能模块2300连同电源连接端口2600实体模块化为一个可插拔的电能扩充板。

实施例五：

请参照图3D，是依据本实施例中的处理功能扩充卡连接于对应的电能扩充板的功能方块示意图。如图所示，类似于图2D，在本实施例中，电能扩充板2500本身的电源连接端口可为连接头2510的其中一个或多个脚位。本实施例中的电能扩充板2500通过设于连接头2510的电源连接端口，从电能扩充板4000汲取电能。

综上所述，依据本发明揭露的处理功能扩充卡与其电能扩充板，提供了模块化的扩充电能模块以及具有电能模块扩充能力的处理功能扩充卡。因此使用者得以依据实际需求对处理模块提供更多相位的电能。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书。

Claims (13)

1.一种处理功能扩充卡，包含：

一基板；

一处理模块，位于所述基板的一第一面，所述处理模块具有一组第一电源连接线与一信号线；以及

一第一连接插槽，连接于所述基板，并电性连接所述第一电源连接线与所述信号线，所述第一连接插槽用以可插拔的连接一电能扩充板。

2.如权利要求1所述的处理功能扩充卡，其中所述处理模块还具有一组第二电源连接线，并且所述处理功能扩充卡还包含：

一内嵌电能模块，电性连接至所述第二电源连接线与所述信号线；以及

一电源连接端口，电性连接所述内嵌电能模块，用以可插拔地连接一电源供应装置以汲取电能提供给所述内嵌电能模块；

其中，所述第一连接插槽电性连接所述内嵌电能模块，并通过所述内嵌电能模块电性连接所述信号线。

3.如权利要求2所述的处理功能扩充卡，其中所述内嵌电能模块包含：

一N相电能控制单元，用以提供M个第一电能指令与(N-M)个第二电能指令，N为大于一的整数，M为小于等于N的正整数；以及

(N-M)个分相单元，均电性连接至该N相电能控制单元、该组第二电源连接线与该电源连接端口，用以依据该(N-M)个第二电能指令，提供至少(N-M)个第二输出电能给该处理模块。

4.如权利要求3所述的处理功能扩充卡，其中所述N相电能控制单元电性连接至所述信号线，用以依据所述信号线传来的一回馈信号，产生所述(N-M)个第二电能指令。

5.如权利要求3所述的处理功能扩充卡，其中所述第一连接插槽包含：

M条第一电能排线，电性连接至所述N相电能控制单元；以及

至少M条输出电能排线，电性连接至所述第一电源连接线；

其中所述N相电能控制单元还依据一切换信号，对所述M条第一电能排线提供所述M个第一电能指令。

6.如权利要求5所述的处理功能扩充卡，其中所述第一连接插槽还包含一电流信息排线，所述N相电能控制单元电性连接至所述电流信息排线，并依据来自所述电流信息排线的一电流平衡信息，产生所述该M个第一电能指令与所述该(N-M)个第二电能指令。

7.如权利要求1所述的处理功能扩充卡，还包含一第二连接插槽，其中所述第一连接插槽包含：

多条第一电能排线，电性连接至所述第二连接插槽；

一第一信号排线，电性连接至所述信号线；

多条第一输出电能排线，电性连接至所述第一电源连接线；以及

一信号桥接线；

其中所述第二连接插槽包含：

多条第二电能排线，电性连接至所述多条第一电能排线；

一第二信号排线，电性连接至所述信号桥接线；以及

多条第二输出电能排线，电性连接至所述处理模块。

8.一种电能扩充板，包含：

一连接头，用以可插拔地连接于一连接插槽；

一电源连接端口，用以可插拔地连接于一电源供应装置以汲取电能；以及

多个分相单元，每一所述分相单元用以依据一电能指令，提供至少一个输出电能，所述输出电能的相位彼此不同，每一所述分相单元包含：

一信号输入端，电性连接于所述连接头，用以接收一电能指令；

一电源输入端，电性连接所述电源连接端口，用以汲取电能；以及

至少一输出端，电性连接于所述连接头，用以输出所述输出电能。

9.如权利要求8所述的电能扩充板，还包含一控制单元，电性连接至所述多个分相单元与所述连接头，用以依据所述输出电能，产生一电流平衡信息。

10.如权利要求8所述的电能扩充板，还包含一多相电能控制单元，电性连接于所述连接头，每一所述分相单元的所述信号输入端连接至所述多相电能控制单元，所述多相电能控制单元用以对所述多个分相单元提供多个第一电能指令，以产生不同相位的电能。

11.如权利要求10所述的电能扩充板，其中当所述连接头连接于所述连接插槽时，所述多相电能控制单元还依据来自所述连接插槽的一回馈信号，产生所述多个第一电能指令。

12.如权利要求10所述的电能扩充板，其中当所述连接头连接于所述连接插槽时，所述多相电能控制单元还依据一切换信号，选择性地不输出电能至所述连接头。

13.如权利要求10所述的电能扩充板，其中所述多相电能控制单元还依据来自所述连接插槽的一电流平衡信息，产生所述多个第一电能指令或多个第二电能指令。