TW201809959A - 轉接卡以及支援具有兩個介面之裝置之方法 - Google Patents

Abstract

一種轉接卡，具有支援複數資料埠之一第一類型之一第一介面、支援資料埠之至少一部份之一第二類型之一第二介面、以及第二類型之一第三介面。裝置亦可包括一切換模組，切換模組係耦接至第一介面之一控制埠，用以根據控制埠之一訊號選擇性地將資料埠耦接至第二介面以及第三介面之至少一者。

Description

轉接卡以及支援具有兩個介面之裝置之方法

本發明係有關於一轉接卡，特別係有關於一種用以轉換一個或者多個M.2(之前被稱為NGFF)元件使其可與U.2連接器(之前被稱為SFF-8639)作用之轉接卡。

U.2元件(例如非揮發性記憶體(Non-Volatile Memory Express,NVMe)PCIe固態硬碟)係提供高效能但對市場而言為較新之技術，因此具有較高之成本。M.2(之前被稱為NGFF)元件具有更小的外型，並可明顯地降低成本。M.2可支援具有較低功耗、成本之PCIe介面並維持較高之效能。

本發明一實施例係提供一種轉接卡，包括：一第一介面，為一第一類型，支援複數資料埠；一第二介面，為一第二類型，支援至少一部份之資料埠；一第三介面，為上述第二類型；以及一切換模組，耦接至第一介面之一控制埠，用以根據控制埠之一訊號選擇性地將資料埠耦接至第二介面以及第三介面之至少一者。

本發明另一實施例提供一種支援具有兩個介面之裝置之方法，其中上述兩個介面包括一第一介面以及一第二介面，步驟包括：透過一切換模組接收一控制訊號以選擇性地將第一介面之複數資料埠耦接至第二介面以及一第三介面之至少一者；透過切換模組根據控制訊號選取一第一佈線模式或者一第二佈線模式；其中，當為第一佈線模式時，切換模組係將第一介面之資料埠之訊號傳輸至第二介面以及第三介面之一者；以及其中，當為第二佈線模式時，切換模組係將第一介面之資料埠之訊號之一部份傳輸至第二介面，並將資料埠之訊號之其餘部份傳輸至第三介面。

100‧‧‧轉接卡

102‧‧‧第一介面

104‧‧‧第二介面

108‧‧‧資料埠

110‧‧‧控制埠

112‧‧‧安裝部份

114‧‧‧元件

114a‧‧‧元件

114b‧‧‧元件

106‧‧‧切換模組

106a‧‧‧切換模組_1

106b‧‧‧切換模組_2

116‧‧‧資料埠

200‧‧‧U.2連接器

700‧‧‧方法

702~710‧‧‧步驟流程

有關本發明之技術將配合附圖描述於以下具體實施中，其中：第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有第一介面類型以及第二介面類型之轉接卡之等角視圖。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有第一介面類型以及第二介面類型之轉接卡之前正視圖。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有第一介面類型以及第二介面類型之轉接卡之示意圖。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之轉接卡系統之示意圖。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之操作於第一佈線模式之系統之示意圖。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之操作於第二佈線模式之系統之示意圖。

第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之轉接卡交換方法之流程圖。

必須理解的是，為了簡單以及清楚說明，於適當之情況下，標號係於不同之圖式中重複使用以指示對應或者類似之元件。除此之外，大量之細節將被描述以透徹理解本發明所述之實施例。然而，本領域技術人員將可理解於沒有這些特定細節之情況下亦可實施本發明所述之實施例。於其它實施例中，將不詳述方法、程序以及元件以避免模糊欲描述之相關特徵。圖式並不一定是按比例繪製且某些部件之比例可能被放大，以更佳地示出細節以及特徵。該描述並非用以限制本發明所述之實施例之範圍。

以下將提出本發明所述之一些定義。

術語「耦接」被定義為連接，無論是直接連接或者透過中間元件間接連接，且不一定限於物理連接。術語「實質上」被定義為基本上符合特定尺寸、形狀或者實質上修飾之其它詞彙，使得該元件不必是精確的元件。舉例來說，實質上為圓柱形表示該物件係類似於圓柱體，但可具有一個或者多個偏離真正的圓柱體之偏差。術語「包括」表示「主要包括，但並不是必然唯一地包括」，應理解為位於所述之集合、群組、系列等中開放式的包含或者組成。

本發明係描述具有支援複數資料埠之第一類型之第一介面、支援複數資料埠之至少一部份之第二類型之第二介面、以及第二類型之第三介面之裝置。切換模組係耦接至第一介面之一控制埠，並用以根據控制埠之訊號選擇性地將複數資料埠耦接至第二介面以及第三介面之至少一者。切換模組選擇性地將複數資料埠連接至第二介面之一者或者將複數資料埠部份分別連接介於兩個第二介面之間。

儘管本發明係提出有關可將一個或者多個M.2固態硬碟與U.2連接器耦接之轉接卡，但於本發明之範圍內可使用其它連接器、元件、和/或切換模組以實施本發明之技術。

第1~3圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有第一介面102、第二介面104、以及切換模組106之轉接卡100。第一介面102可具有用以於第一介面102以及第二介面104之間傳輸資料之複數資料埠108。第一介面102可具有一控制埠110，控制埠110用以根據控制埠110之訊號選擇性地將複數資料埠108耦接至第二介面104之至少一者。

第一介面102以及第二介面104可為兩種不同之類型，第一介面為一第一類型以及第二介面為一第二類型。於至少一實施例中，第一介面102之類型為配置於U.2連接器中以執行安裝之NVM SSD介面，以及第二介面104之類型為M.2介面。

轉接卡100可具有兩個安裝部份(receiving portion)112，分別對應至兩個第二介面104。安裝部份112可用以安裝元件114(如第3圖所示)，例如至少包括M.2標準中所規定之M.2 PCIe固態硬碟(M.2 PCIe SSD)2242、2260、以及2280 三種長度類型之M.2 PCIe固態硬碟。轉接卡100可用以選擇性地於兩個安裝部份112之任一者或者於兩個安裝部份112中安裝元件114。如第3圖所示，第一介面102可被設置於電子裝置(未顯示)上之U.2連接器200所對接。第一介面102可與U.2連接器200電性耦接，使得兩個第二介面104可透過第一介面102發送資料至電子裝置以及自電子裝置接收資料。

複數資料埠108可為任意數量之資料埠，例如兩個、四個、六個或者任意其他數量。於所示之實施例中，轉接卡100具有耦接第一介面102與第二介面104之四個資料埠。切換模組106可將複數資料埠108配置介於第一介面102以及第二介面104之間。使用者可根據使用者之需求、已安裝之元件、以及所要求之性能控制切換模組106以最佳地配置複數資料埠108。

轉接卡100可具有透過第二介面104安裝之一元件114，使得複數資料埠108可分配至元件114。轉接卡100可包括兩個元件114以及切換模組106，切換模組106用以將複數資料埠108分配至透過第二介面104所安裝之兩個元件114。

於至少一實施例中，轉接卡100可安裝兩個元件，以及使用者可將複數資料埠108分配介於兩個安裝之元件114，以使用兩個安裝之元件114之其中一者、或者其組合。

轉接卡100可支援於第二介面104中所安裝之元件114之熱插拔。熱插拔可在不移除轉接卡100之電源之情況下將元件自第二介面104移除、插入或者取代。於至少一實施例中，轉接卡100係安裝於一電子裝置中，以及熱插拔可在不關閉電 子裝置之電源之情況下將一個或者多個元件114自轉接卡100插入或者移除。

熱插拔可透過使用現有之接腳配置以及第一介面102實現。於所示之實施例中，由於第一介面102為U.2連接器，因此可執行P12V、P3V3_STBY，並可提供金屬氧化物半導體場效電晶體以實施電源熱插拔之隔離。

轉接卡100亦可應用於電子抹除式可程式化唯讀記憶體(EEPROM)，並可於採用M.2標準規格時執行硬體監測(例如溫度偵測、電壓讀取)。電子抹除式可程式化唯讀記憶體可包括FRU，FRU可允許技術人員維護以及修復系統。

第4~6圖係顯示轉接卡100以及複數資料埠108之系統示意圖。系統示意圖係顯示將第一介面102與第二介面104耦接之複數資料埠之配置。第一介面102以及第二介面104係透過切換模組106耦接。切換模組106可允許使用者選擇轉接卡100之管理系統。於至少一實施例中，轉接卡100可支援PCIe 1x4配置以及PCIe 2x2配置，並允許使用者選擇管理系統以控制切換模組。

切換模組106可為具有複數積體電路之多工器，積體電路係具有多工功能以及傳輸設計，用以避免傳輸延遲以及可成功轉換PCIe 1x4配置以及PCIe 2x2配置。切換模組106可為晶片、現場可程式化閘陣列(FPGA)、或者任意其它控制器。切換模組106可為任意支援PCIe高速訊號之PCIe切換器。

切換模組106可允許轉接卡100於PCIe 1x4配置中操作元件114，PCIe 1x4配置係允許一個元件114使用所有的資 料埠108。切換模組106亦可支援PCIe 2x2配置，PCIe 2x2配置係將一部份之資料埠108配置給第二介面104之一者，並將剩餘之資料埠108配置給其它第二介面104。PCIe 2x2配置可使得系統達到雙通道之最大效益、提高系統之性能、以及增加系統結構之使用彈性，並同時降低設計之成本以及整體之複雜度。

切換模組106係耦接至第一介面102之控制埠110，用以根據控制訊號將複數資料埠108選擇性地耦接至第二介面104之至少一者。當控制訊號為低位準時，系統為PCIe 2x2配置；當控制訊號為高位準時，系統為PCIe 1x4配置。如第4圖所示，控制埠110(SEL)係與切換模組_2耦接。然而，於另一實施例中，控制埠110可與切換模組_1、切換模組_2、或者上述兩者之組合耦接。

切換模組106可將第一介面102與兩個第二介面104耦接。於所示之實施例中，第一介面102係顯示為NVMe SSD連接器，以及第二介面104係顯示為M.2連接器，上述每一者係承接一M.2 PCIe SSD元件。切換模組106具有兩個切換模組(切換模組_1 106a以及切換模組_2 106b)，以支援PCIe 1x4配置以及PCIe 2x2配置。第一介面102具有複數資料埠108，如第4圖中所示之[0,1]以及[0,1]/[2,3]，並透過切換模組與第二介面104耦接。第二介面104之每一者可具有對應之複數資料埠116，如第4圖中所示之[0,1]以及[2,3]。

如第5圖所示，切換模組106係進入第一佈線模式(routing mode)，並接收對應於在PCIe 1x4配置中操作系統之控制訊號。切換模組_1 106a係連接B1以及A1，而切換模組_2 106b則連接B2以及A2。切換模組_2係轉換為將第一介面102之連接器[2：3]與元件114[2：3]連接以允許PCIe 1x4配置執行系統測試。

如第6圖所示，切換模組106係進入第二佈線模式，並接收對應於在PCIe 2x2配置中操作系統之控制訊號。於PCIe 2x2配置中，並未配置切換模組_1 106a之C1，而A1係連接至B1，以及切換模組_2 106b之A2係連接至C2。切換模組_1 106a將B1與元件114a連接(如M.2 PCIe SSD_1[0：1]所示)，以及切換模組_2 106b係將C2與元件114b連接(如M.2 PCIe SSD_2[0：1]所示)。元件114a、114b之每一者係承接一部份之資料埠108。

於所示之實施例中，複數資料埠108係為四個[0,1]以及[2,3]，以及一部份之資料埠為兩個[0：1]。元件114之每一者係承接兩組可用之四個資料埠。而於實施例中係顯示切換模組_1係與第一介面102之資料埠[0,1]耦接，以及切換模組_2係與資料埠[2,3]耦接，轉接卡100亦可於切換模組_1以及切換模組_2相反之情況下實現。

第7圖係顯示根據本發明一示範實施例所述之流程圖。在此所述之示範方法700僅為示範實施例，可透過其它之方式實施本發明之方法700。以下所述之方法700可透過例如第1~6圖中所示之配置實施，以及示範方法700係引用上述圖式中之各個元件。第7圖中所示之每一個方塊係表示實施示範方法700之一個或者多個過程、方法或者子程序。除此之外，方塊中所示之順序僅作為說明之目的，以及方塊之順序可根據本 發明之內容改變。在不脫離本發明之精神以及範圍內，可增加額外之方塊或者使用更少之方塊。示範方法700係起始於方塊702。

於方塊702，裝置具有支援複數資料埠之第一類型之第一介面、支援至少一部份之資料埠之第二類型之第二介面以及第三介面、以及切換模組，切換模組用以接收控制訊號以選擇性地將第一介面之複數資料埠與第二介面以及第三介面之至少一者耦接。

於方塊704，切換模組根據控制訊號選擇第一佈線模式或者第二佈線模式。

於方塊706，於第一佈線模式中，切換模組係於第一介面傳輸複數資料埠之訊號至第二介面以及第三介面之一者。

於方塊708，於第二佈線模式中，切換模組係傳輸複數資料埠之至少一部份之訊號至第二介面，並傳輸複數資料埠之剩餘部份之訊號至第三介面。

於步驟710，切換模組可監測裝置之操作溫度、電壓、以及操作統計。

儘管以上已揭露本發明較佳之實施例，但其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神以及範圍內，當可作些許之更動以及潤飾，因此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。

100‧‧‧轉接卡

102‧‧‧第一介面

104‧‧‧第二介面

108‧‧‧資料埠

110‧‧‧控制埠

112‧‧‧安裝部份

Claims (10)

1. 一種轉接卡，包括：一第一類型之一第一介面，支援複數資料埠；一第二類型之一第二介面，支援至少一部份之上述資料埠；上述第二類型之一第三介面；以及一切換模組，耦接至上述第一介面之一控制埠，用以根據上述控制埠之一訊號選擇性地將上述資料埠耦接至上述第二介面以及上述第三介面之至少一者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉接卡，其中上述訊號用以指示上述切換模組為一第一佈線模式或者一第二佈線模式，上述第一佈線模式包括將上述第一介面之上述資料埠傳輸至第二介面，以及其中上述第二佈線模式包括將上述資料埠之一部份傳輸至上述第二介面，並將上述資料埠之其餘部份傳輸至上述第三介面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之轉接卡，其中上述第一介面包括一U.2介面，以及其中上述第二介面以及上述第三介面之每一者包括一M.2介面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之轉接卡，其中上述第二介面以及上述第三介面之每一者係與一元件耦接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之轉接卡，其中上述元件為一PCIe固態硬碟。
6. 如申請專利範圍第4項所述之轉接卡，其中上述元件為一熱插拔元件，上述第二介面以及上述第三介面之每一者允許於操作期間移除上述元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之轉接卡，更包括一硬體監測器，用以偵測裝置溫度以及電壓使用情況。
8. 一種支援具有兩個介面之裝置之方法，其中上述兩個介面包括一第一介面以及一第二介面，步驟包括：透過一切換模組接收一控制訊號以選擇性地將上述第一介面之複數資料埠耦接至上述第二介面以及一第三介面之至少一者；透過上述切換模組根據上述控制訊號選取一第一佈線模式或者一第二佈線模式；其中，當為上述第一佈線模式時，上述切換模組係將上述第一介面之上述資料埠之訊號傳輸至上述第二介面以及上述第三介面之一者；以及其中，當為上述第二佈線模式時，上述切換模組係將上述第一介面之上述資料埠之上述訊號之一部份傳輸至上述第二介面，並將上述資料埠之上述訊號之其餘部份傳輸至上述第三介面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之支援具有兩個介面之裝置之方法，更包括：透過上述切換模組監測裝置操作溫度、電壓、以及操作統計。
10. 如申請專利範圍第8項所述之支援具有兩個介面之裝置之方法，其中：上述資料埠包括四資料埠，以及其中上述資料埠之上述部份包括該四資料埠之二資料埠；以及 上述第一介面包括一U.2介面，以及其中上述第二介面以及上述第三介面之每一者包括一M.2介面。