CN202889405U - PCIe接口的延长系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PCIe接口的延长系统，其包括主机、PCIe接口卡、光纤和远端设备，所述主机上设有可供所述PCIe接口卡插入的PCIe接口，所述PCIe接口卡包括第一光电转换模块；所述PCIe接口的延长系统还包括连接所述主机及所述远端设备用来传输所述主机发出的低电平的复位脉冲并使所述主机和所述远端设备建立连接的复位连接装置；所述远端设备还包括第二光电转换模块和FPGA模块，所述FPGA模块内部设有一个解析所述第二光电转换模块所收到的数据的PCIeIP硬核。本实用新型的PCIe接口卡中不设有FPGA模块，而只将FPGA模块设置在远端设备上，如此设置，降低了PCIe接口卡的成本。

Description

PCIe接口的延长系统

【技术领域】 

本实用新型涉及一种PCIe接口的延长系统，尤其涉及一种改良的PCIe接口的延长系统。

【背景技术】 

2002年，以Intel为主的20多家业界主导公司起草了下一代总线接口的技术规范，并命名为PCI Express，简称PCIe。该接口在2004年正式面世，逐渐取代了上一代的PCI接口。相对于PCI接口，PCIe总线采用了串行总线，进行点对点传输，单个数据通道的传输速度可以达到2.5Gbps。PCIe硬件接口的规格从1对收发通道连接到16对通道连接，有非常强的扩展性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。

随着PCIe接口在主板上的普及，其应用不仅仅限于插在主板上的高速接口卡（如显卡等），远端设备通过PCIe接口与主机互联，实现高速数据传输是PCIe接口发展的另一个方向。目前PCIe接口的延长方法主要有两种：一、通过电缆延长。由于电缆的阻抗难以保持一致，导致信号质量下降，这种方法传输距离有限，一般不超过10米。而且高速电缆的成本很高。二、通过PCIe接口卡延长。中国专利公告第CN 202374296 U号揭示了一种PCIe接口的延长系统，所述PCIe接口的延长系统包括主机、PCIe接口卡、网线和远端设备，所述PCIe接口卡上的芯片将PCIe接口转换为千兆以太网接口，通过网线与远端设备相连接。该方法所用到的接口卡需要将PCIe协议转化为其他协议，开发成本高，功耗大。 

因此，确有必要提供一种改进的PCIe接口的延长系统，以克服上述PCIe接口的延长系统存在的缺陷。 

【实用新型内容】 

本实用新型的目的是提供一种成本低、功耗小和功能易实现的PCIe接口的延长系统。

本实用新型的PCIe接口的延长系统是通过以下技术方案实现：一种PCIe接口的延长系统，其包括主机、PCIe接口卡、光纤和远端设备，所述主机上设有可供所述PCIe接口卡插入的PCIe接口，所述PCIe接口卡包括第一光电转换模块，所述第一光电转换模块将所述主机上电信号转换成光信号并通过光纤向远端设备传输或将接从所述远端设备收到的光信号转换成电信号并通过PCIe接口发送给主机；所述PCIe接口的延长系统还包括连接所述主机及所述远端设备用来传输所述主机发出的低电平的复位脉冲并使所述主机和所述远端设备建立连接的复位连接装置；所述远端设备还包括第二光电转换模块和FPGA模块，所述第二光电转换模块将所述主机发送过来的光信号转换成电信号或者将所述远端设备上的电信号转换成光信号并通过光纤向所述主机传输，所述FPGA模块内部设有一个解析所述第二光电转换模块所收到的数据的PCIe IP硬核。 

在优选的实施方式中，所述复位连接装置为同轴电缆。 

在优选的实施方式中，所述PCIe接口设有第一同轴连接器，所述远端设备设有第二同轴连接器，所述同轴电缆通过第一同轴连接器、第二同轴连接器将所述主机和所述远端设备连接起来。 

在优选的实施方式中，所述数据是符合PCIe协议的数据。 

在优选的实施方式中，所述PCIe IP硬核设有从收到的数据中提取时钟信号且进行数据解析的时钟恢复模块。 

在优选的实施方式中，所述PCIe接口上设有复位管脚，所述连接装置连接在所述复位管脚上。 

在优选的实施方式中，所述PCIe接口卡为PCIe 1X、PCIe 4X、PCIe 8X或PCIe 16X。 

在优选的实施方式中，所述光电转换模块为标准的小型可插拔光模块。 

在优选的实施方式中，所述光纤包括至少一对光纤。 

在优选的实施方式中，所述PCIe接口传输差分信号，所述差分信号是LVDS信号，所述PCIe接口的输出差分信号的电压摆幅范围是400mV-1200mV；所述光模块输出差分信号的电压摆幅范围是600mV-1600mV。 

与现有技术相比，本实用新型的PCIe接口卡中不设有FPGA模块，而只将FPGA模块设置在远端设备上，如此设置，降低了PCIe接口卡的成本。 

【附图说明】 

图1是本实用新型PCIe接口的延长系统的结构框图。

【具体实施方式】 

请参阅图1所示，本实用新型为一种PCIe 1X接口的延长系统，其包括主机、PCIe 1X接口卡、光纤、远端设备及复位连接装置。

所述光纤为一对光纤。所述主机上设有可供所述PCIe接口卡插入的PCIe接口。 

所述PCIe 1X接口卡包括第一光电转换模块和第一同轴连接器。所述第一光电转换模块将所述主机上电信号转换成光信号并通过光纤向远端设备传输或将接从所述远端设备收到的光信号转换成电信号并通过PCIe接口发送给主机；所述第一同轴连接器与PCIe接口的复位管脚相连接，所述第一同轴连接器将所述PCIe 1X接口卡与复位连接装置相连接；所述主机的主板上设有一个供所述PCIe 1X接口卡插入的PCIe 1X接口。 

所述远端设备包括第二同轴连接器、第二光电转换模块和FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程阵列）模块。所述第二光电转换模块将所述主机发送过来的光信号转换成电信号或者将所述远端设备上的电信号转换成光信号并通过光纤向所述主机传输；所述第二同轴连接器与所述复位连接装置相连接。所述FPGA模块内部设有一个解析所述第二光电转换模块收到的数据的PCIe IP硬核。所述第二光电转换模块所收到的数据是符合PCIe协议的数据。 

在本实施方式中，所述光电转换模块为标准的SFP（SMALL FORM PLUGGABLE，小型可插拔）光模块, 所述SFP光模块主要有3个特点：1.电平兼容；2.抖动小；3.传输速率快。所述复位连接装置为同轴电缆。 

所述FPGA模块包括PCIe IP硬核，所述PCIe IP硬核中的CDR（Clock Data Recovery，时钟恢复）模块可以从传输的数据中提取时钟信号，从而进行数据解析。该系统不需要将主板PCIe接口的差分时钟传输到远端设备上。 

在主机上电稳定后100ms，通过复位管脚向远端设备发出一个低电平的复位脉冲，远端设备收到该复位脉冲就开始与主机建立正常的通讯。当主机和远端设备进行数据传输时，所述PCIe 1X接口卡和远端设备上的光电转换模块将电信号转化为光信号，通过光纤传输。在远端设备上，FPGA通过例化PCIe IP core实现对PCIe协议的解析，本实施方式中所用的FPGA为Altera的EP4CGX22。 

本实施方式所使用的光电转换模块是标准的SFP光模块（Avago公司的AFBR-59R5LZ）。PCIe接口的差分信号是LVDS信号，输出差分信号的电压摆幅范围是400mV-1200mV，落在光模块输入电压范围（400mV-2400mV）之内，光模块输出差分信号的电压摆幅范围是600mV-1600mV，通过合适的端接，可以使其落在PCIe接口的输入电压范围（175mV-1200mV）之内。所以将PCIe接口的差分信号与光模块直接相连就可以实现光电转换，并通过光纤传输。复位信号是低速的电平信号，可以通过同轴电缆传输。接口卡上光模块所需的3.3V电源可以直接由主机通过PCIe接口提供。 

在其他实施方式中，所述PCIe接口也可以为PCIe 4X、PCIe 8X或PCIe 16X接口。当为PCIe 4X接口时，PCIe 4X接口卡上有4个光电转换模块，远端设备上有对应的4个光电转换模块，PCIe 4X接口卡和远端设备之间有4对光纤。当为PCIe 8X接口时，PCIe 8X接口卡上有8个光电转换模块，远端设备上有对应的8个光电转换模块，PCIe 8X接口卡和远端设备之间有8对光纤。当为PCIe 16X接口时，PCIe 16X接口卡上有16个光电转换模块，远端设备上有对应的16个光电转换模块，PCIe 16X接口卡和远端设备之间有16对光纤。 

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变化，均为本实用新型的权利要求所涵盖。 

Claims (10)

1.一种PCIe接口的延长系统，其包括主机、PCIe接口卡、光纤和远端设备，其特征在于：所述主机上设有可供所述PCIe接口卡插入的PCIe接口，所述PCIe接口卡包括第一光电转换模块，所述第一光电转换模块将所述主机上电信号转换成光信号并通过光纤向远端设备传输或将接从所述远端设备收到的光信号转换成电信号并通过PCIe接口发送给主机；所述PCIe接口的延长系统还包括连接所述主机及所述远端设备用来传输所述主机发出的低电平的复位脉冲并使所述主机和所述远端设备建立连接的复位连接装置；所述远端设备还包括第二光电转换模块和FPGA模块，所述第二光电转换模块将所述主机发送过来的光信号转换成电信号或者将所述远端设备上的电信号转换成光信号并通过光纤向所述主机传输，所述FPGA模块内部设有一个解析所述第二光电转换模块收到的数据的PCIe IP硬核。

2.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述复位连接装置为同轴电缆。

3.如权利要求2所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述PCIe接口设有第一同轴连接器，所述远端设备设有第二同轴连接器，所述同轴电缆通过第一同轴连接器、第二同轴连接器将所述主机和所述远端设备连接起来。

4.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述第二光电转换模块所收到的数据是符合PCIe协议的数据。

5.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述PCIe IP硬核设有从收到的数据中提取时钟信号且进行数据解析的时钟恢复模块。

6.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述PCIe接口上设有复位管脚，所述复位连接装置连接在所述复位管脚上。

7.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述PCIe接口卡为PCIe 1X、PCIe 4X、PCIe 8X或PCIe 16X。

8.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述光电转换模块为标准的小型可插拔光模块。

9.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述光纤包括至少一对光纤。

10.如权利要求1所述的PCIe接口的延长系统，其特征在于：所述PCIe接口传输差分信号，所述差分信号是LVDS信号，所述PCIe接口的输出差分信号的电压摆幅范围是400mV-1200mV；所述光模块输出差分信号的电压摆幅范围是600mV-1600mV。