TW201321988A - 介面裝置及其串接系統與串接方法 - Google Patents

Abstract

一種介面裝置及其串接系統與串接方法，此串接系統包括主機、第一類介面裝置及第二類介面裝置。主機是由第一控制器透過第一介面埠提供第一通道及第二通道的資料傳輸。第一類介面裝置串接於主機，使得第一通道的資料經由第二介面埠傳輸至第二控制器再由第二控制器傳輸至第三介面埠，第二通道的資料經由第二介面埠直接傳輸至第三介面埠。第二類介面裝置串接於第一類介面裝置，使得第二通道的資料經由第四介面埠傳輸至第三控制器再由第三控制器傳輸至第五介面埠，第一通道的資料經由第四介面埠直接傳輸至第五介面埠。

Description

介面裝置及其串接系統與串接方法

本發明是有關於一種介面裝置及其串接方法，且特別是有關於一種採用雷電介面的介面裝置及其串接系統與串接方法。

隨著科技的進步，電腦的功能趨於多樣化，各式各樣的周邊設備也不斷推陳出新。為了能夠方便使用者提升電腦效能或是擴充電腦功能，電腦的主機板上一般會配置加速圖形埠(Accelerated Graphics Port，AGP)、週邊元件內連接(Peripheral Component Interconnect，PCI)、快捷PCI(PCI Express，PCI-E)等匯流排插槽，以供使用者插入顯示卡、音效卡、網路卡等擴充卡。此外，電腦主機上也會配置火線(Firewire)、通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)等擴充介面，以供使用者連接硬碟、印表機等外部裝置。

最近，美國英特爾(Intel)公司推出了全新的雷電(Thunderbolt)介面，其係整合PCI-E和顯示埠(DisplayPort)兩項技術，而可在同一條纜線中同時傳送資料及影像串流。圖1是依照本發明一實施例所繪示之雷電介面的資料傳輸示意圖。請參照圖1，雷電傳輸技術是在同一條纜線12中提供兩個通道122、124作為PCI-E和顯示埠，以分別傳輸資料及影像串流。藉由配置在纜線12兩端之雷電控制器14、16的控制，每個通道在兩個方向上的傳輸都可達到每秒10十億位元(GigaBit，Gb)的傳輸量，使得電腦與周邊設備之間可來回高速傳輸資料。雷電傳輸技術提供的頻寬還可供多台高速裝置以菊花鏈(Daisy-chain)的方式串接，而毋須使用集線器或交換器。

舉例來說，圖2是習知雷電介面的菊花鏈串接架構。請參照圖2，為了實現菊花鏈(Daisy-chain)的串接方式，作為主控端的主機22需要配置一個雷電介面埠222及一個支援雙通道傳輸的雷電控制器224，其後續串接的雷電介面裝置24、26、28則都需要配置兩個以上的雷電介面埠242、244、262、264、282、284。其中，由於每個雷電介面均具有兩個通道，因此這些雷電介面裝置24、26、28內還需要配置一個支援4個通道的雷電控制器246、266、286，無形之間也增加了裝置的生產成本。

然而，目前雷電介面的兩個通道僅個別用以傳送資料及影像串流，不支援通道集成(channel aggregation)，從而使得傳輸效能受到限制。當使用者串接的雷電裝置中不包含顯示相關裝置時，用以傳輸影像串流的通道將被閒置，連帶使得高成本配置的雷電介面埠及雷電控制器只能提供一半的傳輸效能，形成資源浪費。此外，菊花鏈的串接架構也不具備容錯(fault tolerance)功能，一旦有某個雷電裝置發生異常或故障時，串接在後的雷電裝置也隨即失去連結而無法工作，嚴重時甚至會造成資料遺失的結果。

有鑑於此，本發明提出一種介面裝置及其串接系統與方法，可有效提升介面的傳輸效能並支援容錯功能。

本發明提出一種介面裝置串接系統，其包括主機、第一類介面裝置及第二類介面裝置。主機具有第一控制器及第一介面埠，其中第一控制器透過第一介面埠提供第一通道及第二通道的資料傳輸。第一類介面裝置具有第二控制器、第二介面埠及第三介面埠，其中第二介面埠串接第一介面埠，第三介面埠串接第二介面埠，第二控制器串接第二介面埠及第三介面埠，使得第一通道的資料經由第二介面埠傳輸至第二控制器再由第二控制器傳輸至第三介面埠，第二通道的資料經由第二介面埠直接傳輸至第三介面埠。第二類介面裝置具有第三控制器、第四介面埠及第五介面埠，其中第四介面埠串接第三介面埠，第五介面埠串接第四介面埠，第三控制器串接第四介面埠及第五介面埠，使得第二通道的資料經由第四介面埠傳輸至第三控制器再由第三控制器傳輸至第五介面埠，第一通道的資料經由第四介面埠直接傳輸至第五介面埠。

在本發明之一實施例中，上述之介面裝置串接系統更包括多個第一類介面裝置，分別串接於第二類介面裝置之後，以處理經由第一通道傳輸的資料。

在本發明之一實施例中，上述之介面裝置串接系統更包括多個第二類介面裝置，分別串接於第一類介面裝置之後，以處理經由第二通道傳輸的資料。

在本發明之一實施例中，上述之第一類介面裝置與第二類介面裝置分別作為磁碟陣列(RAID)中的兩個磁碟。

本發明提出一種介面裝置串接方法。首先，提供主機，此主機具有第一控制器及第一介面埠。接著，將第一類介面裝置串接於主機，使得第一通道的資料經由第一類介面裝置的第二介面埠傳輸至第二控制器再由第二控制器傳輸至第三介面埠，第二通道的資料經由第二介面埠直接傳輸至第三介面埠。然後，將第二類介面裝置串接於第一類介面裝置，使得第二通道的資料經由第二類介面裝置的第四介面埠傳輸至第三控制器再由第三控制器傳輸至第五介面埠，第一通道的資料經由第四介面埠直接傳輸至第五介面埠。

在本發明之一實施例中，上述之方法更包括串接另一個第一類介面裝置於第二類介面裝置之後，以處理經由第一通道傳輸的資料。

在本發明之一實施例中，上述之方法更包括串接另一個第二類介面裝置於上述另一個第一類介面裝置之後，以處理經由第二通道傳輸的資料。

在本發明之一實施例中，上述之方法更包括透過第一通道及第二通道傳輸一備份資料至第一類介面裝置及第二類介面裝置，以將此備份資料儲存於第一類介面裝置及第二類介面裝置。

在本發明之一實施例中，上述之第一控制器、第二控制器及第三控制器為支援雙通道資料傳輸的雷電控制器。

在本發明之一實施例中，上述之第一類介面裝置與第二類介面裝置包括採用雷電介面傳輸資料的圖形處理裝置、顯示裝置、儲存裝置或燒錄裝置。

本發明提出一種介面裝置，其包括第一介面埠、控制器及第二介面埠。其中，第一介面埠係串接主機或另一個介面裝置，用以接收透過第一通道與第二通道傳輸的資料。控制器係連接第一介面埠，用以接收第一通道的資料，並輸出處理後的第一通道的資料。第二介面埠係連接第一介面埠及控制器，用以由第一介面埠接收第二通道的資料，並由第一控制器接收處理後的第一通道的資料。

在本發明之一實施例中，上述之第一通道與第二通道分別為雷電介面的兩個資料傳輸通道之一。

在本發明之一實施例中，上述之控制器為支援雙通道資料傳輸的雷電控制器。

基於上述，本發明之介面裝置及其串接系統與方法係更改介面裝置中介面埠與控制器的連接關係，將雷電介面的兩個資料傳輸通道錯開，使得串接在主機之後的兩個介面裝置可分別處理不同通道的資料。藉此，可有效提升介面的傳輸效能，並支援資料容錯功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明係利用雷電介面的高傳輸頻寬以及菊花鏈串接特性，將雷電介面的兩個資料傳輸通道均用來傳輸資料，並將介面裝置設計為僅針對其中一個通道的資料進行處理，並將另一個通道的資料越過(bypass)該介面裝置而提供給串接在後的另一個介面裝置來處理。藉此，不僅可有效利用兩個通道的傳輸效能，也可使系統具備容錯功能。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之雷電介面的資料傳輸示意圖。請參照圖3，本實施例是在同一條纜線32中提供兩個通道322、324，藉由配置在纜線32兩端之雷電控制器34、36的控制，使得這兩個通道322、324均可用來傳輸資料，包括快捷週邊元件內連接(PCI-E)介面和/或顯示埠(DisplayPort)的資料。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的方塊圖。請參照圖4，本實施例的介面裝置串接系統40包括主機42、第一類介面裝置44及第二類介面裝置46，其功能分述如下：主機42例如是桌上型電腦、筆記型電腦、工作站等終端裝置，其中包括處理器及各種輸入輸出介面，而可連接周邊設備，並處理使用者執行的程式。主機42中還包括記憶體或硬碟等儲存設備，而可儲存處理器所執行的程式或其他資料。需說明的是，主機42還具有第一控制器422及第一介面埠424，而可由第一控制器422透過第一介面埠424提供第一通道及第二通道的資料傳輸。其中，第一控制器422例如是支援雷電介面之雙通道資料傳輸的雷電控制器，其可透過第一介面埠424提供雙通道的資料傳輸功能。

第一類介面裝置44例如是採用雷電介面傳輸資料的圖形處理裝置(包含圖形處理單元(GPU))、顯示裝置、儲存裝置、燒錄裝置或其他周邊裝置，其具有第二控制器442、第二介面埠444及第三介面埠446。其中，第二介面埠444串接於第一介面埠424，第三介面埠446串接於第二介面埠444，第二控制器442則串接於第二介面埠444及第三介面埠446，使得主機42輸出的第一通道的資料可經由第二介面埠444傳輸至第二控制器442再由第二控制器442傳輸至第三介面埠446。而主機42輸出的第二通道的資料則可經由第二介面埠444直接傳輸至第三介面埠446。

第二類介面裝置46同樣可以是採用雷電介面傳輸資料的圖形處理裝置(包含圖形處理單元(GPU))、顯示裝置、儲存裝置、燒錄裝置或其他周邊裝置，其具有第三控制器462、第四介面埠464及第五介面埠466。其中，第四介面埠464串接於第三介面埠446，第五介面埠466串接於第四介面埠464，第三控制器462則串接於第四介面埠464及第五介面埠466，使得第一類介面裝置44輸出的第二通道的資料可經由第四介面埠464傳輸至第三控制器462再由第三控制器462傳輸至第五介面埠466。

藉由上述之介面裝置串接系統的架構，配置在主機42、第一類介面裝置44及第一類介面裝置46中的雷電控制器均只需支援雙通道資料傳輸，無需支援到4通道資料傳輸，從而降低了介面裝置的生產成本。

此外，由於第二通道的資料是直接由第一類介面裝置44的第二介面埠444直接傳輸給第三介面埠446，因此即使第一類介面裝置44發生異常或故障，第二通道的資料仍可直接越過第一類介面裝置44，而傳輸給串接在第一類介面裝置44之後的第二類介面裝置46。同理，由於第一通道的資料是直接由第二類介面裝置46的第四介面埠464直接傳輸給第五介面埠466，因此即使第二類介面裝置46發生異常或故障，第一通道的資料仍可直接越過第二類介面裝置46，而傳輸給串接在第二類介面裝置46之後的另一個第一類介面裝置(未繪示)。藉上述架構，本實施例的介面裝置串接系統40可進一步實現資料的容錯功能。

舉例來說，上述的第一類介面裝置44及第二類介面裝置46可分別作為磁碟陣列(RAID)中的兩個磁碟，例如是分別作為RAID 0及RAID 1。其中，若將主機42所提供的第一通道及第二通道的資料傳輸路徑拆開來看，可得到如圖5所繪示的系統架構。其中，主機42係透過第一通道及第二通道分別傳輸備份資料至第一類介面裝置44及第二類介面裝置46，而可將備份資料分別儲存於第一類介面裝置44及第二類介面裝置46。藉此，即便第一類介面裝置44及第二類介面裝置46中的任何一個裝置發生異常或故障，另一個裝置仍保有備份資料，從而達到資料容錯功能。

需說明的是，上述的系統架構還可支援多個第一類介面裝置與第二類介面裝置的串接，其串接方法即是將第一類介面裝置串接於主機或第二介面裝置之後，以及將第二類介面裝置串接於第一介面裝置之後。藉由雷電介面的菊花鏈串接特性，串接在主機之後的介面裝置可分享雷電介面雙通道的傳輸頻寬，進而提供主機所需的功能。

舉例來說，圖6是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的方塊圖。請參照圖6，本實施例的介面裝置串接系統60包括主機61、第一類介面裝置62、64、66，以及第二類介面裝置63、65、67。由圖中可知，經由本實施例的系統架構，主機61所提供的第一通道的資料只會送入第一類介面裝置62、64、66的控制器，而由第一類介面裝置62、64、66進行處理；另一方面，主機61所提供的第二通道的資料只會送入第二類介面裝置63、65、67的控制器，而由第二類介面裝置63、65、67進行處理。

值得一提的是，若將主機61提供的第一通道及第二通道的資料傳輸路徑拆開來看，可得到如圖7所繪示的系統架構。其中，就雷電介面的規格而言，每個通道在兩個方向上的傳輸都可達到每秒10十億位元(GigaBit，Gb)的傳輸量，而此通道的頻寬是由路徑上的所有介面裝置共用。據此，本發明還進一步根據各個介面裝置的頻寬需求，選擇將頻寬需求較高的介面裝置(例如圖形處理裝置)與頻寬需求較低的介面裝置(例如光碟機)搭配，一同配置在相同通道的資料傳輸路徑上；而將其他頻寬需求較低的介面裝置配置在另一個通道的資料傳輸路徑上，藉此達到傳輸效能的最佳化。

舉例來說，圖8是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的資料傳輸路徑示意圖。請參照圖8，本實施例的介面裝置串接系統80包括主機81、外接座(dock)82、硬碟83、硬碟84、圖形處理裝置85及光碟機86。其中，主機81係透過雷電介面提供第一通道及第二通道的資料傳輸功能，而外接座82、硬碟83、硬碟84即配置在第一通道的資料傳輸路徑上，而分享第一通道的傳輸頻寬；另一方面，圖形處理裝置85及光碟機86則配置在第二通道的資料傳輸路徑上，而分享第二通道的傳輸頻寬。其中，由於光碟機86的使用率較低，且頻寬需求較低，因此第二通道的傳輸頻寬幾乎都可提供給圖形處理裝置85使用，從而達到傳輸效能的最佳化。

綜上所述，本發明的介面裝置及其串接系統與方法採用將雷電介面的兩個資料傳輸通道錯開的設計，使得介面裝置的控制器僅需處理兩個通道的資料傳輸，從而降低了介面裝置的生產成本。此外，採用上述設計還使得串接在主機之後的介面裝置可分別處理不同通道的資料，且不會受到介面裝置故障的影響，因此可有效利用介面的傳輸效能，並支援資料容錯功能。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

12、32．．．纜線

122、124、322、324．．．通道

14、16、246、266、286、34、36．．．雷電控制器

22、42、61、81．．．主機

24、26、28．．．雷電介面裝置

242、244、262、264、282、284．．．雷電介面埠

40、60、80．．．介面裝置串接系統

44、62、64、66．．．第一類介面裝置

46、63、65、67．．．第二類介面裝置

422．．．第一控制器

424．．．第一介面埠

442．．．第二控制器

444．．．第二介面埠

446．．．第三介面埠

462．．．第三控制器

464．．．第四介面埠

466．．．第五介面埠

82．．．外接座

83、84．．．硬碟

85．．．圖形處理裝置

86．．．光碟機

圖1是依照本發明一實施例所繪示之雷電介面的資料傳輸示意圖。

圖2是習知雷電介面的菊花鏈串接架構。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之雷電介面的資料傳輸示意圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的方塊圖。

圖5是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的資料傳輸路徑示意圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的方塊圖。

圖7是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的資料傳輸路徑示意圖。

圖8是依照本發明一實施例所繪示之介面裝置串接系統的資料傳輸路徑示意圖。

40．．．介面裝置串接系統

42．．．主機

44．．．第一類介面裝置

46．．．第二類介面裝置

422．．．第一控制器

424．．．第一介面埠

442．．．第二控制器

444．．．第二介面埠

446．．．第三介面埠

462．．．第三控制器

464．．．第四介面埠

466．．．第五介面埠

Claims (14)

1. 一種介面裝置串接系統，包括：一主機，具有一第一控制器及一第一介面埠，該第一控制器透過該第一介面埠提供一第一通道及一第二通道的資料傳輸；一第一類介面裝置，具有一第二控制器、一第二介面埠及一第三介面埠，其中該第二介面埠串接該第一介面埠，該第三介面埠串接該第二介面埠，使得該第一通道的資料經由該第二介面埠傳輸至該第二控制器再由該第二控制器傳輸至該第三介面埠，該第二通道的資料經由該第二介面埠直接傳輸至該第三介面埠；以及一第二類介面裝置，具有一第三控制器、一第四介面埠及一第五介面埠，其中該第四介面埠串接該第三介面埠，該第五介面埠串接該第四介面埠，使得該第二通道的資料經由該第四介面埠傳輸至該第三控制器再由該第三控制器傳輸至該第五介面埠，該第一通道的資料經由該第四介面埠直接傳輸至該第五介面埠。
2. 如申請專利範圍第1項所述之介面裝置串接系統，更包括：多個第一類介面裝置，分別串接於該第二類介面裝置之後，以處理經由該第一通道傳輸的資料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之介面裝置串接系統，更包括：多個第二類介面裝置，分別串接於該第一類介面裝置之後，以處理經由該第二通道傳輸的資料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之介面裝置串接系統，其中該第一控制器、該第二控制器及該第三控制器為支援雙通道資料傳輸的雷電控制器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之介面裝置串接系統，其中該第一類介面裝置與該第二類介面裝置包括採用雷電介面傳輸資料的圖形處理裝置、顯示裝置、儲存裝置或燒錄裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之介面裝置串接系統，其中該第一類介面裝置與該第二類介面裝置分別作為一磁碟陣列中的兩個磁碟。
7. 一種介面裝置串接方法，包括：提供一主機，該主機具有一第一控制器及一第一介面埠；串接一第一類介面裝置於該主機，使得該第一通道的資料經由該第一類介面裝置的一第二介面埠傳輸至一第二控制器再由該第二控制器傳輸至一第三介面埠，該第二通道的資料經由該第二介面埠直接傳輸至該第三介面埠；以及串接一第二類介面裝置於該第一類介面裝置，使得該第二通道的資料經由該第二類介面裝置的一第四介面埠傳輸至一第三控制器再由該第三控制器傳輸至一第五介面埠，該第一通道的資料經由該第四介面埠直接傳輸至該第五介面埠。
8. 如申請專利範圍第7項所述之介面裝置串接方法，更包括：串接另一第一類介面裝置於該第二類介面裝置之後，以處理經由該第一通道傳輸的資料。
9. 如申請專利範圍第8項所述之介面裝置串接方法，更包括：串接另一第二類介面裝置於該另一第一類介面裝置之後，以處理經由該第二通道傳輸的資料。
10. 如申請專利範圍第7項所述之介面裝置串接方法，更包括：透過該第一通道及該第二通道傳輸一備份資料至該第一類介面裝置及該第二類介面裝置；以及儲存該備份資料於該第一類介面裝置及該第二類介面裝置。
11. 如申請專利範圍第7項所述之介面裝置串接方法，其中該第一控制器、該第二控制器及該第三控制器為支援雙通道資料傳輸的雷電控制器。
12. 如申請專利範圍第7項所述之介面裝置串接方法，其中該第一類介面裝置與該第二類介面裝置包括採用雷電介面傳輸資料的圖形處理裝置、顯示裝置、儲存裝置或燒錄裝置。
13. 一種介面裝置，包括：一第一介面埠，串接一主機或另一介面裝置，接收透過一第一通道與一第二通道傳輸的資料；一控制器，連接該第一介面埠，接收該第一通道的資料，並輸出處理後的該第一通道的資料；以及一第二介面埠，連接該第一介面埠及該控制器，由該第一介面埠接收該第二通道的資料，並由該第一控制器接收處理後的該第一通道的資料。
14. 如申請專利範圍第13項所述之介面裝置，其中該第一通道與該第二通道分別為雷電介面的兩個資料傳輸通道之一。