CN221101384U - 基于DP接口的PCIe通信模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于DP接口的PCIe通信模块，第一PCIe接口的第一电源引脚通过开关电路与第一DP接口的第一数据引脚电性连接；第一PCIe接口的第二电源引脚与第一DP接口的第二数据引脚电性连接；开关电路的控制端与第一DP接口的第三数据引脚电性连接；第一PCIe接口的数据通信引脚与第一DP接口的非占用数据引脚电性连接；第一DP接口通过DP数据线与第二DP接口连接；第二DP接口的第一数据引脚、第二数据引脚分别与第二PCIe接口的第一电源引脚、第二电源引脚电性连接；第二DP接口的第二数据引脚和第三数据引脚之间电性连接；第二DP接口的非占用数据引脚与第二PCIe接口的数据通信引脚电性连接，以此实现了一种具有供电保护功能的基于DP接口的PCIe通信技术方案。

Description

基于DP接口的PCIe通信模块

技术领域

本实用新型涉及PCIe通信模块技术领域，尤其涉及一种基于DP接口的PCIe通信模块。

背景技术

当前，随着电子技术的不断发展，用于数据传输的数据接口也得到不断发展，各种数据传输接口种类繁多，在进行数据传输时可以根据实际需要选择相应的数据传输接口。在数据采集领域，常在数据采集卡上集成PCIe接口，通过高速数据线将数据采集卡采集的数据传输至电脑主机的PCIe接口，由电脑主机实现对采集的数据的集中管理。基于对数据传输速度要求的不断提高，目前已经有部分应用场景采用组合运用PCIe接口与DP接口的技术方案，该技术方案将一个PCIe接口转接一个DP接口，并通过DP数据线进行数据传输，并通过另一个DP接口转接另一个PCIe接口，以此借助DP数据线实现PCIe接口间数据传输速度的提高。然而，在正常的应用场景中，DP数据线一般用于主机与显示器之间的连接，组合运用PCIe接口与DP接口时，DP数据线的一端连接至主机端的PCIe接口转接的DP接口后，DP数据线的另一端很可能误连接至显示器，此时容易导致显示器受PCIe接口中12V电压的影响而损坏。

因此，需要提供一种具有供电保护功能的基于DP接口的PCIe通信技术方案。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于DP接口的PCIe通信模块，通过在第一PCIe接口和第一DP接口之间连接一个开关电路，只有DP数据线连接至第二DP接口时，开关电路才能正常将第一PCIe接口的第一电源引脚连通至第一DP接口，以此实现了一种具有供电保护功能的基于DP接口的PCIe通信技术方案。

本实用新型提供一种基于DP接口的PCIe通信模块，包括第一PCIe接口、开关电路、第一DP接口、第二DP接口、第二PCIe接口；

所述第一PCIe接口的第一电源引脚与所述开关电路的输入端电性连接；

所述开关电路的输出端与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接；

所述第一PCIe接口的第二电源引脚与所述第一DP接口的第二数据引脚电性连接；

所述开关电路的控制端与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接；

所述第一PCIe接口的数据通信引脚与所述第一DP接口的非占用数据引脚电性连接；

所述第一DP接口通过DP数据线与所述第二DP接口连接，以使两者之间对应引脚连通；

所述第二DP接口的第一数据引脚与所述第二PCIe接口的第一电源引脚电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚与所述第二PCIe接口的第二电源引脚电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚和第三数据引脚之间电性连接；

所述第二DP接口的非占用数据引脚与所述第二PCIe接口的数据通信引脚电性连接；

所述第一PCIe接口用于连接主机的PCIe接口；

所述第二PCIe接口用于连接PCIe版本的功能板卡。

进一步地，所述第一PCIe接口的第一电源引脚的工作电压高于其第二电源引脚的工作电压。

进一步地，所述第一PCIe接口的第一电源引脚为12V引脚，其第二电源引脚为3.3V引脚。

进一步地，所述第一PCIe接口的地线与所述第一DP接口的地线电性连接。

进一步地，所述第二PCIe接口的地线与所述第二DP接口的地线电性连接。

进一步地，所述第一PCIe接口、所述开关电路、所述第一DP接口设置于第一PCB板。

进一步地，所述第二DP接口和所述第二PCIe接口设置于第二PCB板。

进一步地，所述开关电路基于三极管构建。

进一步地，所述开关电路包括第一NPN三极管、第一电阻、第二电阻；

所述NPN三极管的集电极通过所述第一电阻与所述第一PCIe接口的第一电源引脚电性连接，其发射极与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接，其基极通过所述第二电阻与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接。

进一步地，所述开关电路包括PNP三极管、第二NPN三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻；

所述PNP三极管的发射极分别与所述第一PCIe接口的第一电源引脚和所述第三电阻的第一端电性连接，其集电极与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接，其基极与所述第三电阻的第二端电性连接并通过所述第四电阻与所述第二NPN三极管的集电极电性连接；

所述第二NPN三极管的发射极电性接地连接，其基极通过所述第五电阻与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接。

本实用新型提供的技术方案至少具有以下有益效果：

通过在第一PCIe接口和第一DP接口之间连接一个开关电路，只有DP数据线连接至第二DP接口时，开关电路才能正常将第一PCIe接口的第一电源引脚连通至第一DP接口，可以防止DP数据线的一端连接至第一DP接口后，DP数据线的另一端误连接至显示器导致显示器损坏情况的发生，有效提高了使用安全性，实现了供电保护功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于DP接口的PCIe通信模块的电路原理图；

图2为本实用新型提供的一种包括开关电路具体电路的基于DP接口的PCIe通信模块的电路原理图；

图3为本实用新型提供的包括开关电路的部分电路原理图；

图4为本实用新型提供的DP数据线误连接至显示器的电路原理图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

请参照图1，本实用新型提供一种基于DP接口的PCIe通信模块，包括第一PCIe接口、开关电路、第一DP接口、第二DP接口、第二PCIe接口；

所述第一PCIe接口的第一电源引脚V11与所述开关电路的输入端电性连接；

所述开关电路的输出端与所述第一DP接口的第一数据引脚D11’电性连接；

所述第一PCIe接口的第二电源引脚V12与所述第一DP接口的第二数据引脚D12’电性连接；

所述开关电路的控制端与所述第一DP接口的第三数据引脚D13’电性连接；

所述第一PCIe接口的数据通信引脚[Dp11、…、Dp1n]与所述第一DP接口的非占用数据引脚[Dd11、…、Dd1n]电性连接；

所述第一DP接口通过DP数据线与所述第二DP接口连接，以使两者之间对应引脚连通；

所述第二DP接口的第一数据引脚D21’与所述第二PCIe接口的第一电源引脚V21电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚D22’与所述第二PCIe接口的第二电源引脚V22电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚D22’和第三数据引脚D23’之间电性连接；

所述第二DP接口的非占用数据引脚[Dd21、…、Dd2n]与所述第二PCIe接口的数据通信引脚[Dp21、…、Dp2n]电性连接；

所述第一PCIe接口用于连接主机的PCIe接口；

所述第二PCIe接口用于连接PCIe版本的功能板卡。

本实施例中，第一PCIe接口和第二PCIe接口为适用PCIe协议的标准接口。第一PCIe接口需要与主机的PCIe接口适配，第二PCIe接口需要与PCIe版本的功能板卡的PCIe接口适配。比如：如果主机的PCIe接口为母头，则第一PCIe接口为公头；如果主机的PCIe接口为公头，则第一PCIe接口为母头；如果功能板卡的PCIe接口为母头，则第二PCIe接口为公头；如果功能板卡的PCIe接口为公头，则第二PCIe接口为母头。第一DP接口和第二DP接口为标准的DP接口，两者之间可以通过常规的DP数据线进行连接。第一DP接口的第一数据引脚D11’、第二数据引脚D12’、非占用数据引脚[Dd11、…、Dd1n]和第二DP接口的第一数据引脚D21’、第二数据引脚D22’、非占用数据引脚[Dd21、…、Dd2n]均优选DP接口中的差分信号引脚。开关电路实现开关功能，通过其控制端的电压控制其输入端和输出端之间的导通和截止状态。比如：如果开关电路的控制端接收到高电平信号(如3.3V电压)，则其输入端和输出端之间导通；如果开关电路的控制端接收到低电平信号(如0V电压)，则其输入端和输出端之间截止。在具体实施时，第一PCIe接口与主机的PCIe接口连接。主机可以理解为计算机。主机的PCIe接口为常规用于插接显卡、声卡、网卡、采集卡等的标准PCIe接口。主机的PCIe接口用于接收功能板卡提供的数据，由主机对该数据集中处理。这里的功能板卡可以是用于数据采集的板卡，如电流采集板卡、电压采集板卡等。功能板卡为集成了标准的PCIe接口的PCIe版本的功能板卡。图1中，n为正整数，用于表示PCIe通信模块实现数据传输所需的数据线的数量。第二DP接口的第二数据引脚D22’和第三数据引脚D23’之间可以通过在PCB板上直接印刷线路的方式使两者之间电性连接，也可以通过焊接导线实现两者之间电性连接。第一PCIe接口的数据通信引脚[Dp11、…、Dp1n]为用于数据传输的引脚，如与差分线号线对应连接的引脚等，具体可以根据数据传输需要进行选择。第一PCIe接口的第一电源引脚V11和第二电源引脚V12为提供电压的引脚，比如：第一电源引脚V11为12V电压引脚，第二电源引脚V12为3.3V电压引脚。在具体的实施过程中，当DP数据线正常连接第一DP接口和第二DP接口时，第一PCIe接口的第二电源引脚V12、第一DP接口的第二数据引脚D12’、第二DP接口的第二数据引脚D22’、第二PCIe接口的第二电源引脚V22之间连通，第一PCIe接口的第二电源引脚V12、第一DP接口的第二数据引脚D12’、第二DP接口的第二数据引脚D22’、第二DP接口的第三数据引脚D23’、第一DP接口的第三数据引脚D13’、开关电路的控制端之间连通；在第一PCIe接口的第二电源引脚V12提供高电平信号时，开关电路的输入端和输出端之间导通，此时，第一PCIe接口的第一电源引脚V11、第一DP接口的第一数据引脚D11’、第二DP接口的第一数据引脚D21’、所述第二PCIe接口的第一电源引脚V21之间连通，第一PCIe接口的第一电源引脚V11提供的电压可以提供给第二PCIe接口的第一电源引脚V21。如图4，当DP数据线一端连接第一DP接口，另一端连接显示器的DP接口时，由于显示器的DP接口中第二数据引脚D2’和第三数据引脚D3’之间未电性连接，开关电路的控制端无法获取高电平信号，第一PCIe接口的第一电源引脚V11提供的电压无法提供给显示器的DP接口的第一数据引脚D1’，以此可以防止因DP数据线误接至显示器的DP接口而导致显示器损坏结果的发生，可以对显示器起到保护作用。

进一步地，所述第一PCIe接口的第一电源引脚V11的工作电压高于其第二电源引脚V12的工作电压。

进一步地，所述第一PCIe接口的第一电源引脚V11为12V引脚，其第二电源引脚V12为3.3V引脚。

本实施例中，在第一PCIe接口正常连接主机的PCIe接口时，主体的PCIe接口正常提供电源，第一PCIe接口的第一电源引脚V11可以输出12V电压，第一PCIe接口的第二电源引脚V12可以输出3.3V电压。当DP数据线正常连接第一DP接口和第二DP接口时，第一PCIe接口的第二电源引脚V12输出的3.3V电压可以传输至开关电路的控制端，开关电路在其控制端受3.3V高电平电压信号驱动下，开关电路的输入端和输出端之间导通，此时，第一PCIe接口的第一电源引脚V11提供的12V电压可以提供给第二PCIe接口的第一电源引脚V21。

进一步地，所述第一PCIe接口的地线与所述第一DP接口的地线电性连接。

进一步地，所述第二PCIe接口的地线与所述第二DP接口的地线电性连接。

本实施例中，第一PCIe接口中的地线与第一DP接口的地线电性连接，第二PCIe接口的地线与第二DP接口的地线电性连接。需要说明的是，本实施例中，第一PCIe接口和第二PCIe接口均用于传输功能板卡提供的数据，并非用于视频传输，故第一PCIe接口并非必须将所有引脚都与第一DP接口连接，第二PCIe接口并非必须将所有引脚都与第二DP接口连接，第一PCIe接口与第一DP接口之间的连接、第二PCIe接口与第二DP接口之间的连接只需按照常规设计满足最低的数据传输需求即可。在一种具体的实施方式中，假设第一PCIe接口为X1的PCIe接口，第一PCIe接口的第一电源引脚V11为12V引脚，第二电源引脚V12为3.3V引脚，则第一PCIe接口的第一电源引脚V11可以与第一DP接口中的通道0中的一个引脚连接，第一PCIe接口的第二电源引脚V12可以与第一DP接口中的通道0中的另一个引脚连接，第一PCIe接口的发送数据差分引脚可以与第一DP接口中的通道1的引脚连接，第一PCIe接口的接收数据差分引脚可以与第一DP接口中的通道2的引脚连接。对于第一PCIe接口的其他引脚，可以根据实际需要选择第一DP接口中的相应引脚连接或者空置。第一PCIe接口的发送数据差分引脚和接收数据差分引脚均属于第一PCIe接口的数据通信引脚[Dp11、…、Dp1n]，第一DP接口中的通道1的引脚和通道2的引脚均属于第一DP接口的非占用数据引脚[Dd11、…、Dd1n]。在连接第二PCIe接口和第二DP接口时，连接关系参照第一PCIe接口和第一DP接口之间的连接关系。需要指出的是，本申请在具体实施时，对于实施例中未具体记载的地方，可以根据本领域常规的技术方案进行实施或者基于合乎逻辑的简单推理进行适应性调整后进行实施。

进一步地，所述第一PCIe接口、所述开关电路、所述第一DP接口设置于第一PCB板。

进一步地，所述第二DP接口和所述第二PCIe接口设置于第二PCB板。

本实施例中，将第一PCIe接口、开关电路、第一DP接口集成于第一PCB板，将第二DP接口和第二PCIe接口设置于第二PCB板，可以有效提高操作的便捷性，同时，也有助于防止各组件在连接过程中出现误连接的情况。

进一步地，所述开关电路基于三极管构建。

本实施例中，开关电路基于三极管的集电极与发射极之间的导通与截止特性实现，具体可以通过单个三极管或者多个三极管的组合实现。

进一步地，请参考图2和图4，所述开关电路包括第一NPN三极管QN1、第一电阻R1、第二电阻R2；

所述第一NPN三极管QN1的集电极通过所述第一电阻R1与所述第一PCIe接口的第一电源引脚V11电性连接，其发射极与所述第一DP接口的第一数据引脚D11’电性连接，其基极通过所述第二电阻R2与所述第一DP接口的第三数据D13’引脚电性连接。

本实施例中，第一NPN三极管QN1为常规的NPN型三极管。第一电阻R1和第二电阻R2为常规型号的电阻，具体阻值可以根据实际需要进行选择。在一种具体的实施方式中，第一PCIe接口的第一电源引脚V11提供12V电压，其第二电源引脚V12提供3.3V电压。如图2所示，在DP数据线将第一DP接口和第二DP接口连接时，第一PCIe接口的第二电源引脚V12、第一DP接口的第二数据引脚D12’、第二DP接口的第二数据引脚D22’、第二DP接口的第三数据引脚D23’、第一DP接口的第三数据引脚D13’之间构成通路，第一PCIe接口的第二电源引脚V12可以为第一NPN三极管QN1的基极提供3.3V高电平信号，第一NPN三极管QN1的集电极和发射极之间导通，由此，第一PCIe接口的第一电源引脚V11、第一DP接口的第一数据引脚D11’、第二DP接口的第一数据引脚D21’、所述第二PCIe接口的第一电源引脚V21之间连通，第一PCIe接口的第一电源引脚V11可以为第二PCIe接口的第一电源引脚V21提供12V电压。如图4所示，第一DP接口通过DP数据线误连接至显示器的DP接口时，第一NPN三极管QN1的集电极和发射极之间处于截止状态，显示器的DP接口的第一数据引脚D1’无法获取到12V电压，将不会对显示器造成损坏。

进一步地，请参考图3，所述开关电路包括PNP三极管QP、第二NPN三极管QN2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5；

所述PNP三极管QP的发射极分别与所述第一PCIe接口的第一电源引脚V11和所述第三电阻R3的第一端电性连接，其集电极与所述第一DP接口的第一数据引脚D11’电性连接，其基极与所述第三电阻R3的第二端电性连接并通过所述第四电阻R4与所述第二NPN三极管QN2的集电极电性连接；

所述第二NPN三极管QN2的发射极电性接地连接，其基极通过所述第五电阻R5与所述第一DP接口的第三数据引脚D13’电性连接。

本实施例中，PNP三极管QP为常规的PNP型三极管，第二NPN三极管QN2为常规的NPN型三极管。第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5为常规型号的电阻，具体阻值可以根据实际需要进行选择。在具体实施时，第一PCIe接口的第一电源引脚V11提供12V电压，其第二电源引脚V12提供3.3V电压，第三电阻R3和第五电阻R5可以取10K的电阻，第四电阻R4可以取1K的电阻。第二NPN三极管QN2的基极接收到3.3V高电平信号时，其集电极和发射极之间导通，第三电阻R3和第四电阻R4之间连接点的电压拉低即PNP三极管QP的基极电压拉低，PNP三极管QP的集电极和发射极之间导通，第一PCIe接口的第一电源引脚V11可以为第二PCIe接口的第一电源引脚V21提供12V电压。

上述实施例不应以任何方式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于DP接口的PCIe通信模块，其特征在于，包括第一PCIe接口、开关电路、第一DP接口、第二DP接口、第二PCIe接口；

所述第一PCIe接口的第一电源引脚与所述开关电路的输入端电性连接；

所述开关电路的输出端与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接；

所述第一PCIe接口的第二电源引脚与所述第一DP接口的第二数据引脚电性连接；

所述开关电路的控制端与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接；

所述第一PCIe接口的数据通信引脚与所述第一DP接口的非占用数据引脚电性连接；

所述第一DP接口通过DP数据线与所述第二DP接口连接，以使两者之间对应引脚连通；

所述第二DP接口的第一数据引脚与所述第二PCIe接口的第一电源引脚电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚与所述第二PCIe接口的第二电源引脚电性连接；

所述第二DP接口的第二数据引脚和第三数据引脚之间电性连接；

所述第二DP接口的非占用数据引脚与所述第二PCIe接口的数据通信引脚电性连接；

所述第一PCIe接口用于连接主机的PCIe接口；

所述第二PCIe接口用于连接PCIe版本的功能板卡。

2.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第一PCIe接口的第一电源引脚的工作电压高于其第二电源引脚的工作电压。

3.根据权利要求2所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第一PCIe接口的第一电源引脚为12V引脚，其第二电源引脚为3.3V引脚。

4.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第一PCIe接口的地线与所述第一DP接口的地线电性连接。

5.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第二PCIe接口的地线与所述第二DP接口的地线电性连接。

6.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第一PCIe接口、所述开关电路、所述第一DP接口设置于第一PCB板。

7.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述第二DP接口和所述第二PCIe接口设置于第二PCB板。

8.根据权利要求1所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述开关电路基于三极管构建。

9.根据权利要求8所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述开关电路包括第一NPN三极管、第一电阻、第二电阻；

所述第一NPN三极管的集电极通过所述第一电阻与所述第一PCIe接口的第一电源引脚电性连接，其发射极与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接，其基极通过所述第二电阻与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接。

10.根据权利要求8所述的PCIe通信模块，其特征在于，所述开关电路包括PNP三极管、第二NPN三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻；

所述PNP三极管的发射极分别与所述第一PCIe接口的第一电源引脚和所述第三电阻的第一端电性连接，其集电极与所述第一DP接口的第一数据引脚电性连接，其基极与所述第三电阻的第二端电性连接并通过所述第四电阻与所述第二NPN三极管的集电极电性连接；

所述第二NPN三极管的发射极电性接地连接，其基极通过所述第五电阻与所述第一DP接口的第三数据引脚电性连接。