CN215932621U - 一种pcie转sata接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种PCIE转SATA接口电路，包括CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI‑FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块；所述的CPU为本接口电路系统的核心，所述的PCIE金手指通过PCIE卡槽与上游设备建立通信并提供电源，所述的四路SATA接口是CPU将PCIE转换成SATA的下游输出接口，所述的电源模块由所述的PCIE金手指和电源芯片组成，所述的SPI‑FLASH模块通过SPI接口与CPU相连。本实用新型的接口电路可满足不同类型的SATA设备需求，可直接满足PCIE数据转换至SATA数据的场合需求，在有4路SATA接口的情况下也无须额外增加SATA接口，节约投入成本，缩短了项目周期，在PCIE转SATA方面本电路系统具有较高的使用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据转换的应用技术领域，尤其是指一种PCIE转SATA接口电路。
背景技术
SATA是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘和光盘驱动器）之间的数据传输，具有速度快、热插拔和更强的纠错能力。PCIE具有带宽大、速度快、成本低等特点，因此越来越多的设备使用PCIE接口。然而市面上众多SATA接口设备无法通过接入PCIE卡槽进行上下游之间的通信，需要进行一系列的数据转换才能建立连接，这就导致通信效率低下和数据丢包，因此有必要将PCIE数据转换成SATA，通过SATA接口接入这些设备。将PCIE数据转换成SATA进行通信，可以很大程度上节省投入的时间和成本，避免因接口不对而无法通信的局面。为保证数据转换的可靠性和正确性，让两边的设备均能准确无误的进行数据传输，达到数据交换的目的，需要用一款仅需简单配置的CPU就能完成此功能，配置完成后只需上电就可直接运行，搭建了PCIE转SATA接口的数据转换平台，增加了通信效率，弥补了这一方面的不足，具有很大的意义。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中SATA接口设备无法通过接入PCIE卡槽进行上下游之间的通信，需要进行一系列的数据转换才能建立连接，这就导致通信效率低下和数据丢包的问题，从而提供一种PCIE转SATA接口电路。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种PCIE转SATA接口电路，包括CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块；所述的CPU为本接口电路系统的核心，所述的PCIE金手指通过PCIE卡槽与上游设备建立通信并提供电源，所述的四路SATA接口是CPU将PCIE转换成SATA的下游输出接口，所述的电源模块由所述的PCIE金手指和电源芯片组成，所述的SPI-FLASH模块通过SPI接口与CPU相连，所述的时钟模块与CPU的时钟输入输出引脚相连，所述的LED工作指示灯与CPU的GPIO引脚相连。
在本实用新型的一个实施例中，所述CPU采用的是88SE9215，上游的PCIE2.0端口支持2.5G/5Gbps速率，下游的4个SATA接口支持1.5G/3G/6Gbps传输率，同时CPU的工作电压为3.3V、1.8V和1.0V。
在本实用新型的一个实施例中，所述的PCIE金手指通过卡槽所接入的PCIE设备提供时钟和数据，通过金手指直接送至CPU；所述的四路SATA接口为标准接口，支持最高6Gbps的速率，每一路SATA接口相互独立。
在本实用新型的一个实施例中，所述的时钟输入模块采用25MHz无源晶振，搭配两个18pF电容和一个1M欧姆电阻起振。
在本实用新型的一个实施例中，所述的SPI-FLASH模块为W25X40BVSSIG，其容量为4M，支持多种工作模式及写保护功能。
在本实用新型的一个实施例中，所述的LED工作指示灯表示每一路SATA接口对应一个LED，其中的LED工作指示灯的颜色可随时显示该路SATA的工作状态。
在本实用新型的一个实施例中，所述的电源模块包括金手指和DC-DC电源芯片，其中PCIE金手指供电有12V和3.3V，CPU所需及其余元件的3.3V电源由金手指的3.3V提供，所述的DC-DC电源芯片型号为LTM4644，DC-DC电源芯片的输入电压为金手指的12V，输出四路且每路最高电流可达4A，因此分别转换为3路1.8V的模拟电压及1路1.0V的内核电压给入CPU。
在本实用新型的一个实施例中，所述的CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块均集成在一块电路板上。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：具有以下有益效果：
1）、可满足不同类型的SATA设备需求，可直接实现需要将PCIE数据转换至SATA数据时的场合需求，在有4路SATA接口的情况下也无须额外增加SATA接口，节约投入成本，缩短了项目周期，在PCIE转SATA方面本电路系统具有较高的使用率；
2）、CPU为系统核心，仅需简单配置就能完成数据传输功能，配置完成后只需上电就可直接运行，PCIE金手指插入卡槽后可访问下游SATA设备，搭建了PCIE到SATA接口平台，增加了通信效率，弥补了这一方面的不足。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为一种PCIE转SATA接口电路的原理构架图；
图2为CPU核心及其配置电路原理图；
图3为上游PCIE金手指和下游SATA接口原理图；
图4为时钟输入模块原理图；
图5为SPI-FLASH模块原理图；
图6为LED工作指示灯原理图；
图7为电源模块原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种PCIE转SATA接口电路，包括CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块；所述的CPU为本接口电路系统的核心，所述的PCIE金手指通过PCIE卡槽与上游设备建立通信并提供电源，所述的四路SATA接口是CPU将PCIE转换成SATA的下游输出接口，所述的电源模块由所述的PCIE金手指和电源芯片组成，所述的SPI-FLASH模块通过SPI接口与CPU相连，所述的时钟模块与CPU的时钟输入输出引脚相连，所述的LED工作指示灯与CPU的GPIO引脚相连。
如图2所示，CPU为该电路系统的核心，PCIE和SATA的各差分数据线均对应CPU的相关引脚，各个类型的电源（模拟、数字）也均有相应引脚。GPIO1-4为各个SATA接口指示灯引脚，可接LED显示。40和41脚为时钟管脚，可接25MHz无源晶振。61脚为复位输入引脚，接PCIE的复位引脚。42和22脚分别为ISET和TESTMODE，这两个引脚均为CPU的配置引脚，因此须接下拉6.04K和10K电阻，上游的PCIE金手指插入PCIE卡槽为给CPU提供数据及时钟；下游为四路标准SATA接口，可接硬盘等SATA接口的设备且每一路SATA接口相互独立；时钟模块采用无源晶振的方式给入CPU；SPI-FLASH模块主要完成对CPU核心的固件调试及上电后自动将SPI数据加载到内部的SRAM中，实现对CPU核心各个模块重要参数的设置；LED的闪烁可明确指示各个SATA接口的工作状态；电源模块满足整个电路系统的供电需求，将PCIE金手指插入卡槽，SATA接口接入相关SATA设备，通过对相关引脚的配置，完成上游和下游之间的数据转换，从而实现PCIE-SATA的“桥”。相关参数配好后，只需上电整个电路装置系统可直接运行，使用本电路系统，经软硬件的协同验证，保证设计的可靠性和正确性。
所述CPU采用的是88SE9215，上游的PCIE2.0端口支持2.5G/5Gbps速率，下游的4个SATA接口支持1.5G/3G/6Gbps传输率，同时CPU的工作电压为3.3V、1.8V和1.0V。
所述的PCIE金手指通过卡槽所接入的PCIE设备提供时钟和数据，通过金手指直接送至CPU；所述的四路SATA接口为标准接口，支持最高6Gbps的速率，每一路SATA接口相互独立，可同时进行访问和通信。
如图3所示，P1为金手指，接收端加封装为0402的0.1uF匹配电容以保证信号质量，JTAG和SMBus接口悬空，引脚B17连接A1实现金手指热插拔功能。
S1-S4是下游4路SATA接口，每一路SATA的接收和发送端须接入封装为0402的10nF电容以避免直流耦合。除接收和发送数据线外其余脚尽量接地，以提高静电保护及避免噪声干扰。
所述的时钟模块采用25MHz无源晶振，搭配两个18pF电容和一个1M欧姆电阻起振。
如图4所示，时钟采用25MHz无源晶振，其中的晶振为标准5*7mm封装。
所述的SPI-FLASH模块为W25X40BVSSIG，其容量为4M，支持多种工作模式及写保护功能，工作频率可达86MHz且功耗较低。
如图5所示的SPI-FLASH模块的原理图，根据CPU手册正确接入CPU，3脚的WP置1，表示可读可写。
所述的LED工作指示灯表示每一路SATA接口对应一个LED，其中的LED工作指示灯的颜色可随时显示该路SATA的工作状态。
如图6所示，将CPU的GPIO引脚接入LED并串联4.7K电阻，另一端接3.3V，通过GPIO引脚的电平可显示LED的亮灭。
如图7所示，所述的电源模块包括金手指和DC-DC电源芯片，为整个电路系统提供稳定的电源环境，其中PCIE金手指供电有12V和3.3V，CPU所需及其余元件的3.3V电源由金手指的3.3V提供，其最高可提供3A电流，满足电路系统对3.3V电源的需求，所述的DC-DC电源芯片采用的型号为LTM4644，输入电压为金手指的12V，输出四路且每路最高电流可达4A，因此分别转换为3路1.8V的模拟电压及1路1.0V的内核电压给入CPU。
进一步地，金手指的12V通过型号为LTM4644的DC-DC转换得到3路1.8V的模拟电压及1路1.0V的内核电压给入CPU，根据手册每一路的电源输出由FB脚的对地电阻控制（1.8V输出接30.1K电阻，1.0V输出接90.9K电阻）且必须接入47uF、10uF和2.2uF的陶瓷电容。3路1.8V的模拟电压经磁珠L1-L7隔离成VAA1、AVDD0、VAA2_0、VAA2_1、VAA2_2和VAA2_3，这样使CPU的每路电源互不干扰，为CPU的稳定工作提供良好的电源环境。
所述的CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块均集成在一块电路板上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：包括CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块；所述的CPU为本接口电路系统的核心，所述的PCIE金手指通过PCIE卡槽与上游设备建立通信并提供电源，所述的四路SATA接口是CPU将PCIE转换成SATA的下游输出接口，所述的电源模块由所述的PCIE金手指和电源芯片组成，所述的SPI-FLASH模块通过SPI接口与CPU相连，所述的时钟模块与CPU的时钟输入输出引脚相连，所述的LED工作指示灯与CPU的GPIO引脚相连。
2.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述CPU型号是88SE9215，上游的PCIE2.0端口支持2.5G/5Gbps速率，下游的4个SATA接口支持1.5G/3G/6Gbps传输率，同时CPU的工作电压为3.3V、1.8V和1.0V。
3.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的PCIE金手指通过卡槽所接入的PCIE设备提供时钟和数据，通过金手指直接送至CPU；所述的四路SATA接口为标准接口，支持最高6Gbps的速率，每一路SATA接口相互独立，可同时进行访问和通信。
4.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的时钟模块采用25MHz无源晶振，搭配两个18pF电容和一个1M欧姆电阻起振。
5.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的SPI-FLASH模块为W25X40BVSSIG，其容量为4M，支持多种工作模式及写保护功能。
6.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的LED工作指示灯表示每一路SATA接口对应一个LED，其中的LED工作指示灯的颜色可随时显示该路SATA的工作状态。
7.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的电源模块包括金手指和DC-DC电源芯片，其中PCIE金手指供电有12V和3.3V，CPU所需及其余元件的3.3V电源由金手指的3.3V提供，所述的DC-DC电源芯片型号为LTM4644，DC-DC电源芯片的输入电压为金手指的12V，输出四路且每路最高电流可达4A，因此分别转换为3路1.8V的模拟电压及1路1.0V的内核电压给入CPU。
8.根据权利要求1所述的一种PCIE转SATA接口电路，其特征在于：所述的CPU、PCIE金手指、四路SATA接口、时钟模块、SPI-FLASH模块、LED工作指示灯和电源模块均集成在一块电路板上。
Priority Applications (1)
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| CN202122527188.3U CN215932621U (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种pcie转sata接口电路 |
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| CN (1) | CN215932621U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115048327A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-13 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种pcie转sata的桥接芯片 |
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2021
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Cited By (2)
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| CN115048327B (zh) * | 2022-06-14 | 2024-03-22 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种pcie转sata的桥接芯片 |
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