CN210983388U - 一种可一路转多路pci-e和pci总线接口的板卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型介绍了一种可一路转多路PCI‑E和PCI总线接口的板卡，PCI‑E总线经PEX8732和PEX8112两种桥片转换为多个PCI‑E总线和PCI总线；PCI‑E总线从桥片1 PEX8732输入端口进入到桥片PEX8732的内部PCI总线接口，在机箱内被引出的一路PCI‑E总线输入到桥片1，桥片1的后级输出多路PCI‑E总线，选择桥片1输出的其中的一路PCI‑E总线输入到桥片2 PEX8112，桥片2的输出级输出多路PCI总线并连接到连接器上。本实用新型解决了CPU模块提供的PCI‑E信号接口数量有限和机箱空间有限，不能同时提供更多的外接功能的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及PCI-E总线接口技术领域，特别是一种可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡。
背景技术
PCI是一种由英特尔在1991年推出的用于定义局部总线的标准，此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。取代了早先的ISA总线与PCI-Express总线相比速度要慢。从数据宽度上PCI总线有32位和64位之分，从总线速度上有33MHz和66MHz两种目前流行的是32bit@33MHz，而64bit也在普及。
PCI-Express是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准，交由PCI-SIG（外围部件互联专业组）认证发布后才改名为“PCI-Express”，简称“PCI-E”，这个总线最新的接口为PCI-E3.0接口，其比特率为8GB/s约为上一代产品带宽的2倍，并且包含发射器和接收器均衡、PLL改善以及时钟数据恢复等一系列重要新功能，用于改善数据传输和数据保护性能，PCI-E也有多种规格，有PCI- Express 1X、 PCI- Express 4X、PCI- Express 8X、PCI- Express 16X 4种规格。PCI-E做为处理器系统的局部总线，主要目的是用来连接处理器系统中的外部设备。一般电脑和设备的芯片组会提供几组PCI-E信号接口，这些接口可以用来外接各种板卡和设备。
PCI- Express 16X信号是一个32对差分数据信号和一对时钟信号， PCI-Express 1X信号为2对差分信号加一对时钟信号，PCI- Express 16X信号虽然有多路的信号只能连接一个PCI-E设备，一般PCIE设备都不需要必须是32对的信号，只需要2对差分信号和一对时钟传输数据就行。因此为了不浪费资源将一个PCI-E 16X总线接口扩展为多个接口是增加了资源。
随着信息技术的快速发展，以及便携式电脑笔记本的需求越来越大，需要提供多种功能和多个设备的连接，于是有限的机箱空间和目前CPU模块提供的PCI-E和PCI总线接口插槽和总线接口路数已经不能满足需求，因此对与PCI-E和PCI插槽和接口扩展已经刻不容缓。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，解决CPU模块提供的PCI-E信号接口数量有限和机箱空间有限，不能同时提供更多的外接功能的缺陷。
为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，将机箱内的其中一路PCI-E总线引出，将这一路PCI-E总线经PEX8732和PEX8112两种桥片扩展为多个PCI-E总线和多个PCI总线；PEX8732桥片为桥片1，PEX8112桥片为桥片2；扩展出的总线以可插板卡的连接器形式实现；具体结构为：
在机箱内被引出的一路PCI-E总线输入到桥片1，桥片1的后级输出多路PCI-E总线，选择桥片1输出的其中的一路PCI-E总线输入到桥片2，桥片2的输出级输出多路PCI总线并连接到连接器上。
具体的，桥片1扩展的多个PCI-E总线中的另外的PCI-E总线连接多个PCI-E标准连接器。
具体的，输入到桥片1的1路PCI-E总线可以设置为PCI- Express 16X、PCI-Express 8X、PCI- Express 4X三种规格。
输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 16X模式时，输出可以为2路PCI-Express 8X，4路PCI- Express 4X，16路PCI- Express 1X。
输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 8X模式时，输出可以为2路PCI-Express 4X，8路PCI- Express 1X。
输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 4X模式时，输出可以为4路PCI-Express 1X。
具体的，输入到桥片1的1路PCI-E总线可以设置为PCI- Express 16X，PCI- E总线从桥片1输入端口PCI-E 16X进入到桥片PEX8732的内部PCI总线接口，信号经过全双工PCIE到 PCI 桥，16个时钟信号经时钟芯片进行扩展，扩展为16个PCI-E 1X的两对数据信号到输出端口；输出16个信号，其中单独1路PCI- E 1X信号做为桥片PEX8112的输入信号进入到桥片2内部PCI总线接口，实现 PCI-E总线转换为PCI总线的功能；桥片2扩展输出的多路PCI总线连接多个PCI标准连接器；输入为一路PCI-E 1X总线、输出为多路PCI总线PCI信号的数据和时钟信号由桥片内部转出；上述的桥片1扩展的16个PCI-E 1X中的另外15个信号连接15个PCI-E标准连接器。
所述的PCI-E总线，具体是指PCI- Express总线的简称。
桥片1支持PCI-E r3.0规范，兼容PCI-E r1.0a/1.1/2.0；单通道最大带宽8GT/s，支持基本模式和虚拟模式。这个芯片主要实现PCI- Express不同规格总线互相转换，即输入端口可以配置为PCI- Express 16X、PCI- Express 8X、PCI- Express 4X模式，输出端口配置为PCI- Express 4X、PCI- Express 1X模式。本实用新型配置模式为输入PCI-Express 16X模式，输出PCI- Express 1X模式。
桥片2主要实现 PCI- Express总线转换为PCI总线的功能，输入为一路PCI-Expresse 1X总线，输出为多路PCI总线。
本实用新型的原理为一路PCI-E总线通过连接器输入到桥片1，桥片后级输出多路PCI-E总线，选择其中的一路PCI-E总线输入到桥片2，桥片2的输出级输出多路PCI总线并连接到连接器上。
桥片1输出的PCI-E信号可以再次输入到另一片桥片1中，这样可以级联更多路的PCI-E信号接口。在本专利中选择了一种组合方式：输入为PCI- Express 16X模式，输出16路PCI- Express 1X。
桥片2本专利选择的是输入总线信号必须为PCI- Express 1X模式，输出的PCI总线设备最多32个，本专利中PCI总线规格为32bit@33MHz。
板卡上电源有DC12V、DC5V、DC3.3V、DC1.8V、DC0.9V。用电源芯片和外围电路实现。
本实用新型提供了一种单路PCI-E总线接口转换为多路总线接口的板卡，具体为转换为多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，解决了CPU模块提供的PCI-E信号接口数量有限和机箱空间有限，不能同时提供更多的外接功能的缺陷。
附图说明
图1是本专利的可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡结构图。
图2为桥片PEX8732原理图一。
图3 为桥片PEX8732原理图二。
图4 为桥片PEX8112原理图。
图5为本专利的电源原理图。
图中，1-高速信号电缆，2-微矩形连接器，3-桥片1 PEX8732，4-桥片2 PEX8112，5-电源芯片LTM4644，6-微矩形连接器插头，7-电源芯片LTC7149， 8是15个PCIE连接器，9是5个PCI连接器，10、印制板。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，包括高速信号电缆1、微矩形连接器2、桥片1 PEX8732、桥片2 PEX8112、电源芯片LTM4644、电源芯片LTC7149、5个PCI连接器5、15个PCIE连接器、印制板10。
本实用新型输入信号通过高速信号电缆1与微矩形连接器2连接输入到印制板9上，再到桥片PEX8732和桥片PEX8112，桥片转出的信号再通过标准的PCI-E连接器7和PCI连接器8输出到应用的PCI-E和PCI设备。
如图2所示桥片PEX8732的工作原理图，有两个工作模式，一个模式是由一个P2P即PCI 到PCI 桥信号从输入端口，到内部的PCI总线扩展为N个P2P到输出端口。
另一个模式是由2个P2P即PCI 到PCI 桥信号从输入端口，到内部的PCI总线扩展为两路N个P2P到输出端口。本专利选择的是第一种模式。
电源芯片5即LTC7149将供电电源为DC12V转换为DC-12V，电源芯片6即LTM4644电源芯片将电源DC12V转换输出DC 3.3V、DC5V 、DC1.8V、 DC0.9V。
如图3所示，桥片PEX8732的工作原理是：工作模式是由一个P2P（PCI 到PCI 桥）信号从输入端口到内部的PCI总线扩展为N个P2P到输出端口。
如图4所示，PCI-E 信号进入到桥片PEX8112的内部接口，信号经过全双工PCI E总线到 PCI 桥输出信号到PCI 接口，然后输出到PCI总线设备；配置寄存器里的值有硬件电路给数， 8KB的共用存储器存储所要经过的数据。
PEX8732的桥片到PEX8112的桥片信号传输方式和工作原理具体说明如下：
PCI- Express16X的32对数据信号从桥片PEX8732输入端口PCI- Express 16X进入到桥片1的内部PCI总线接口，信号经过全双工PCI Express到 PCI 桥，16个时钟信号经时钟芯片进行扩展，扩展为16个PCI- Express 1X的两对数据信号到输出端口；输出16个信号到PCI 接口，其中单独1路PCI- Express 1X信号做为桥片PEX8112的输入信号进入到桥片内部PCI总线接口，实现 PCI- Express总线转换为PCI总线的功能，输入为一路PCI-Expresse 1 x总线，输出为多路PCI总线，本实用新型输出为5路总线并连接在五个PCI连接器上，PCI信号的数据和时钟信号由桥片内部转出。
桥片PEX8732支持PCI-E r3.0规范，兼容PCI-E r1.0a/1.1/2.0；单通道最大带宽8GT/s，支持基本模式和虚拟模式。这个芯片主要实现PCI- Express不同规格总线互相转换，即输入端口可以配置为PCI- Express 16X、PCI- Express 8X、PCI- Express 4X模式，输出端口配置为PCI- Express 4X、PCI- Express 1X模式。本实用新型配置模式为输入PCI- Express 16X模式，输出PCI- Express 1X模式。
桥片PEX8732模式设置：PCI-E总线可以设置为PCI- Express 16X、PCI- Express8X、PCI- Express 4X三种规格。输出的多路总线可以设置为PCI- Express 8X、PCI-Express 4X、PCI- Express 1X模式。
其中输入到桥片PEX8732的1路总线输入为PCI- Express 16X模式时，输出可以为2路PCI- Express 8X，4路PCI- Express 4X，16路PCI- Express 1X。
输入为PCI- Express 8X模式时，输出可以为2路PCI- Express 4X，8路PCI-Express 1X。
输入为PCI- Express 4X模式时，输出可以为4路PCI- Express 1X。
另外需要特殊说明的是桥片PEX8732输出的PCI-E信号可以再次输入到另一片桥片PEX8732中，这样可以级联更多路的PCI-E信号接口。在本专利中选择了一种组合方式：输入为PCI- Express 16X模式，输出16路PCI- Express 1X。
桥片PEX8112输入总线信号必须为PCI- Express 1X模式，输出的PCI总线设备最多32个。
如图4所示，桥片PEX8732的模式配置电路设置为输入为PCI- Express 16X，输出为PCI- Express 1X，配置电路全部由硬件电路实现不需要再加其他控制芯片。PEX8732将PCI- Express 16X的32对数据信号输出为独立的16个PCI- Express 1X的两对数据信号，16个时钟信号由输入的时钟信号经时钟芯片进行扩展。其中1路PCI- Express 1X信号又做为桥片PEX8112的输入信号，桥片输出标准PCI信号，桥片PEX8112需要配置为PCI- Express转PCI模式。PCI信号的数据和时钟信号由桥片内部转出。
桥片PEX8732输出的其他15路信号和桥片PEX8112输出的一路PCI信号都连接到图1中的连接器X1~X15、XP1-XP5上，理论上，上一路PCI信号上可以连接32个PCI设备，本技术方案只扩展出5个。
如图5所示，板卡上电源有DC12V，DC-12V，DC5V，DC3.3V，DC1.8V，DC0.9V。供电电源为DC12V来自于外部电源，经过电源芯片LTC7913转换为DC-12V，DC 3.3V、DC5V 、DC1.8VDC0.9V都由电源芯片LTM4644转换输出，DC1.8V、 DC0.9V给桥片PEX8732供电，DC 3.3V、DC1.8V 给桥片PEX8112供电，其他电源给连接器供电。以上电源芯片均为大工耗电源芯片，电流每通道最近4A电流，最高支持16A电流。
通过上述一种单路PCI-E总线接口转换为多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，解决了CPU模块提供的PCI-E信号接口数量有限和机箱空间有限，不能同时提供更多的外接功能的缺陷。
Claims (8)
1.一种可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：将机箱内的其中一路PCI-E总线引出，将这一路PCI-E总线经PEX8732和PEX8112两种桥片扩展为多个PCI-E总线和多个PCI总线；PEX8732桥片为桥片1，PEX8112桥片为桥片2；扩展出的总线以可插板卡的连接器形式实现；具体结构为：
在机箱内被引出的一路PCI-E总线输入到桥片1，桥片1的后级输出多路PCI-E总线，选择桥片1输出的其中一路PCI-E总线输入到桥片2，桥片2的输出级输出多路PCI总线并连接到连接器上。
2.根据权利要求1所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：所述的桥片1扩展的多个PCI-E总线中的另外的PCI-E总线分别连接多个PCI-E标准连接器。
3.根据权利要求1所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：所述的输入到桥片1的1路PCI-E总线设置为PCI- Express 16X、PCI- Express 8X或者PCI- Express4X三种规格。
4.根据权利要求3所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 16X模式时，输出或者为2路PCI- Express 8X，或者为4路PCI- Express 4X，或者为16路PCI- Express 1X。
5.根据权利要求3所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 8X模式时，输出或者为2路PCI- Express 4X，或者为8路PCI- Express 1X。
6.根据权利要求3所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：输入到桥片1的1路PCI-E总线为PCI- Express 4X模式时，输出为4路PCI- Express 1X。
7.根据权利要求1所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：所述的输入到桥片1的1路PCI-E总线设置为PCI- Express 16X，PCI- E总线从桥片1输入端口PCI-E16X进入到桥片PEX8732的内部PCI总线接口，信号经过全双工PCI E到 PCI 桥，16个时钟信号经时钟芯片进行扩展，扩展为16个PCI-E 1X的两对数据信号到输出端口；输出16个信号，其中单独1路PCI- E 1X信号做为桥片PEX8112的输入信号进入到桥片2内部PCI总线接口，实现 PCI-E总线转换为PCI总线的功能；桥片2扩展输出的多路PCI总线连接多个PCI标准连接器；
桥片1扩展的16个PCI-E 1X中的另外15个信号连接15个PCI-E标准连接器。
8.根据权利要求1所述可一路转多路PCI-E和PCI总线接口的板卡，其特征是：所述的桥片1输出的PCI-E信号再次输入到另一片桥片1中，级联更多路的PCI-E信号接口。
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| CN201922356281.5U CN210983388U (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种可一路转多路pci-e和pci总线接口的板卡 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112579502A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-30 | 西安翔腾微电子科技有限公司 | 一种基于多路pci总线的接口转换电路 |
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