CN116095259A - 一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法及多级互联板卡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法及多级互联板卡，涉及数字信号传输技术领域，在第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B和对外输出接口C，对外输出接口B连接所述视频外连线且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路；所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，外输出接口C对外输出数字信号；所述第一级板卡与所述最后一级板卡通过多个电路板级联。本发明能够有效减少多级互联板卡内数字信号的衰减，且结构简单，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及数字信号传输技术领域，具体地说是一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法及多级互联板卡。
背景技术
随着电子技术的发展，数字视频信号的使用逐渐成为主流，在各种大大小小的电子显示设备上，以HDMI、DP等为代表的数字接口也逐渐取代了以VGA为代表的模拟接口。在一块电路板的完整链路中，数字视频信号的产生及传输过程首先由具有与图形有关的运算能力的SOC(如CPU、GPU等)产生原始的图形数据；原始的图形数据经信号走线传输到专用的视频转换芯片，经视频转换芯片处理后变成标准的数字视频信号；数字视频信号通过电路板上的走线连接到对外接口上。如附图4所示。此时对外接口插上对应的视频外连线，外连线的另一端接上显示设备，则数字视频信号就会沿着线缆最终到达显示设备上，在显示设备上以画面的形式呈现出来。
常规的电子设备，比如主流的笔记本、台式机、服务器、显卡等，其外形结构相对比较固定，内部电路板的大小也都形成了业界的统一标准，电路板上的芯片的布局位置及走线距离相对可控。以数字视频信号为例，一个电路板即可完全容纳具有图形运算能力的SOC、视屏转换芯片以及对外接口，且SOC与视屏转换芯片之间，视屏转换芯片与对外接口之间的距离都能够满足相关视频接口的规范要求，使得数字视屏信号从视频转换芯片传输到对外接口的过程中信号衰减的比较小，对信号质量几乎没有影响，从而能够充分保证最终的成像质量。但是在某些特殊的领域，比如交通、电力等行业，由于应用场景的特殊性，使得应用在这些场合的电子设备在外形结构上跟常规的电子设备差异较大，很多都是个性化定制，甚至功能接口都需要重新开发。因此这样的设备其内部的电路板的形状、布局方式相对比较复杂，经常需要多块板卡多级互联才能实现一条完整的信号链路。以数字视频信号为例，这样很容易造成信号走线过长，衰减过大，从而影响到最终的成像质量。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法及多级互联板卡，能够有效减少多级互联板卡内数字信号的衰减，且结构简单，易于推广使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，在第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B和对外输出接口C，对外输出接口B连接所述视频外连线且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路；
所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，外输出接口C对外输出数字信号；所述第一级板卡与所述最后一级板卡通过多个电路板级联。
本方法用于减少多级互联板卡内数字信号衰减，应用在特殊领域的个性化定制的电子设备，受限于设备的结构形式，其内部往往是多个板卡互连组成的，一般是将各种对外接口放置在最后一级板卡上，而具有图形运算能力的SOC和视屏转换芯片放置在第一级板卡上，信号通过中间几级板卡进行传输，这样很容易造成数字视屏信号走线过长。同时，板卡与板卡连接的地方，也容易造成阻抗不连续。走线过长，阻抗不连续，都将严重降低信号质量，从而影响最终的成像效果。为了改善这种弊端，核心就是尽量减少信号在电路板上走线的长度以及板卡互连的次数。数字视频信号在外连线上的可传输距离远远大于在电路板上的信号走线的距离，因此，在多级板卡互连的情况下，直接用外连线代替多级板卡之间的互联，就可以减少数字视频信号的衰减。
而为实现外连线代替多级板卡之间的互联，在板卡设计时，首先在带有具有图形运算能力的SOC和视屏转换芯片的第一级板卡上需要集成一个对外输出接口，通过这个对外接口实现第一级板卡跟外连线的对接。其次，最后一级板卡上也要集成一个对外接口，实现外连线的另一端跟最后一级板卡的互联。但是，最后一级板卡通过外连线将数字视频信号接收过来之后，还需要将该信号以对外接口的形式引出去。这样，最后一级板卡上就需要两个对外接口：一个用来接收通过外连线传递过来的数字视频信号，另一个负责将该数字信号传递到外部；如果两个对外接口单独放置，则两个对外接口之间又增加了走线距离，同时因为多增加了一个对外接口，就又多增加了一个信号衰减的点。为了减少多级互联出现的信号衰减的问题，在最后一级板卡上，将两个连接器对接成一个，两个连接器之间的引脚两两互联形成通路，一头用于接受来自外连线的信号，另一头用于将该信号对外引出。经此处理后，从第一级板卡到最后一级板卡之间的数字视频信号的传递，就可以通过普通的视频线来实现，这样就实现了用标准外连线进行信号的内部传递，有效的减少了数字视频信号在电路板上的走线长度以及板卡之间互联的级数，从而减少了多级互联板卡内数字视频信号衰减。
优选的，所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆。
优选的，所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
进一步的，所述视频外连线长度小于10米。
本发明还要求保护一种多级互联板卡，包括第一级板卡、多个级联电路板卡和最后一级板卡，所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，集成有对外输出数字信号外输出接口C；第一级板卡通过所述多个级联电路板卡与最后一级板卡相连形成级联电路；
所述第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B，对外输出接口B通过所述视频外连线连接对外输出接口A，且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路。
优选的，所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆。
优选的，所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
进一步的，所述视频外连线长度小于10米。
本发明还要求保护一种数字信号输出设备，该设备内通过多块板卡多级互联实现数字信号输出，所述多块板卡为上述的多级互联板卡，所述对外输出接口C为该设备的对外数字信号输出接口。
本发明的一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法及多级互联板卡与现有技术相比，具有以下有益效果：
该方法及多级互联板卡结构设计，通过标准外连线进行信号的内部传递，从而有效的减少了数字视频信号在电路板上的走线长度以及板卡之间互联的级数，进而减少了多级互联板卡内数字视频信号衰减，其结构简单，效果好，成本低，易于推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的提升多级互联板卡内数字信号质量的方法结构示图；
图2是本发明实施例提供的对外输出接口示图；
图3是本发明实施例提供的最后一级板卡上对外输出接口B与对外输出接口C的位置及连接示图；
图4是本发明背景技术中所述电路板的完整链路示图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，在第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B和对外输出接口C，对外输出接口B连接所述视频外连线且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路；
所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，外输出接口C对外输出数字信号；所述第一级板卡与所述最后一级板卡通过多个电路板级联。
所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
本实施例中所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆，如图2所示，为对外输出接口的示图。图3为最后一级板卡上集成的对外输出接口B和对外输出接口C的连接及位置示图。
所述视频外连线长度小于10米。常规的电子设备上，具有图形运算能力的SOC、视屏转换芯片以及对外接口通常都是布局在一个电路板上，这样的好处是走线长度小，同时没有过多的转接给信号带来衰减，从而保证了信号质量。而数字视频信号通过对外接口输出后，在外接10米左右(不同形式的对外接口长度略有差异)的视频外连线(以HDMI线缆为例)的情况下都可以保证成像质量。即在保证数字视频信号在电路板上的信号质量后，其对外输出的长度可在10米左右(不同形式的对外接口长度略有差异)。
应用在特殊领域的个性化定制的电子设备，受限于设备的结构形式，其内部往往是多个板卡互连组成的，一般是将各种对外接口放置在最后一级板卡上，而具有图形运算能力的SOC和视屏转换芯片放置在第一级板卡上，信号通过中间几级板卡进行传输，这样很容易造成数字视屏信号走线过长，参考图1所示。同时，板卡与板卡连接的地方，也容易造成阻抗不连续。走线过长，阻抗不连续，都将严重降低信号质量，从而影响最终的成像效果。为了改善这种弊端，核心就是尽量减少信号在电路板上走线的长度以及板卡互连的次数。数字视频信号在外连线上的可传输距离远远大于在电路板上的信号走线的距离，因此，在多级板卡互连的情况下，直接用外连线代替多级板卡之间的互联，就可以减少数字视频信号的衰减。
而为实现外连线代替多级板卡之间的互联，在板卡设计时，首先在带有具有图形运算能力的SOC和视屏转换芯片的第一级板卡上需要集成一个对外输出接口，通过这个对外接口实现第一级板卡跟外连线的对接。其次，最后一级板卡上也要集成一个对外接口，实现外连线的另一端跟最后一级板卡的互联。但是，最后一级板卡通过外连线将数字视频信号接收过来之后，还需要将该信号以对外接口的形式引出去。这样，最后一级板卡上就需要两个对外接口：一个用来接收通过外连线传递过来的数字视频信号，另一个负责将该数字信号传递到外部；如果两个对外接口单独放置，则两个对外接口之间又增加了走线距离，同时因为多增加了一个对外接口，就又多增加了一个信号衰减的点。为了减少多级互联出现的信号衰减的问题，在最后一级板卡上，将两个连接器对接成一个，两个连接器之间的引脚两两互联形成通路，如图3所示，一头用于接受来自外连线的信号，另一头用于将该信号对外引出。经此处理后，从第一级板卡到最后一级板卡之间的数字视频信号的传递，就可以通过普通的视频线来实现，这样就实现了用标准外连线进行信号的内部传递，有效的减少了数字视频信号在电路板上的走线长度以及板卡之间互联的级数，从而减少了多级互联板卡内数字视频信号衰减。
本发明实施例还提供一种多级互联板卡，包括第一级板卡、多个级联电路板卡和最后一级板卡，所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，集成有对外输出数字信号外输出接口C；第一级板卡通过所述多个级联电路板卡与最后一级板卡相连形成级联电路；
所述第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B，对外输出接口B通过所述视频外连线连接对外输出接口A，且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路。
所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆。所述视频外连线长度小于10米。
本发明实施例还提供一种数字信号输出设备，该设备内通过多块板卡多级互联实现数字信号输出，所述多块板卡为上述实施例中所述的多级互联板卡，所述对外输出接口C为该设备的对外数字信号输出接口。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (9)
1.一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，其特征在于，在第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B和对外输出接口C，对外输出接口B连接所述视频外连线且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路；
所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，外输出接口C对外输出数字信号；所述第一级板卡与所述最后一级板卡通过多个电路板级联。
2.根据权利要求1所述的一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，其特征在于，所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆。
3.根据权利要求1或2所述的一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，其特征在于，所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
4.根据权利要求3所述的一种提升多级互联板卡内数字信号质量的方法，其特征在于，所述视频外连线长度小于10米。
5.一种多级互联板卡，其特征在于，包括第一级板卡、多个级联电路板卡和最后一级板卡，所述第一级板卡上集成有具有图形预算能力的SOC以及视频转换芯片；所述最后一级板卡为数字信号输出端，集成有对外输出数字信号外输出接口C；第一级板卡通过所述多个级联电路板卡与最后一级板卡相连形成级联电路；
所述第一级板卡上集成对外输出接口A，所述对外输出接口A连接有视频外连线；最后一级板卡上集成对外输出接口B，对外输出接口B通过所述视频外连线连接对外输出接口A，且对外输出接口B与对外输出接口C之间引脚两两互联形成通路。
6.根据权利要求5所述的一种多级互联板卡，其特征在于，所述对外输出接口A和外输出接口B均为HDMI接口，所述视频外连线为HDMI线缆。
7.根据权利要求5或6所述的一种多级互联板卡，其特征在于，所述对外输出接口A位于第一级板卡上的第一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与第一级板卡的连接处位置；
所述对外输出接口B位于最后一级板卡上的最后一级板卡与级联电路板连接侧、且远离级联电路板卡与最后一级板卡的连接处位置；对外输出接口B接口与对外输出接口A接口相对；所述对外输出接口C与对外输出接口B相邻布置且其接口朝向与外输出接口B朝向相反。
8.根据权利要求7所述的一种多级互联板卡，其特征在于，所述视频外连线长度小于10米。
9.一种数字信号输出设备，其特征在于，该设备内通过多块板卡多级互联实现数字信号输出，所述多块板卡为权利要求5至8任一项所述的多级互联板卡，所述对外输出接口C为该设备的对外数字信号输出接口。
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