TWI313816B - Computer system to train a receiver, method of clocking a receiver and a transmitter, apparatus to determine boundaries of data, and apparatus to communicate with computer system devices - Google Patents

Description

1313816 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係關於電腦系統設計領域。尤其是，本發明仏 5關於一種根埠，其檢測一附帶裝置是否以一週邊構件互= 快速(PCI Express)頻率或一不同的無線延伸頻率操作。 【先前技術;J 發明背景 週邊構件互連(PCI)是一種用以連接週邊構件至電腦之 10電腦匯流排設計標準。一週邊構件互連匯流排一般引導在 一中央處理單it(CPU)、於主機板上之各種其他晶片、以及 被塞進入週邊構件互連匯流排溝槽連接器之插卡之間的信 號但疋，5亥週邊構件互連匯流排，是無關於在電腦系統 中被執行之CPU晶片。因此，該週邊構件互連匯流排是適 15用於許多不同種類之電腦或其他高技術硬體之使用。早先 的週邊構件互連標準版本包含ρα_2.Μσρα_χ。 週邊構件互連快速(PCI Express)結構是週邊構件互連 PCI結構之第三代。週邊構件互連快速結構比其前代提供較 南的輪入/輸出（I/O)頻寬。傳統PCI特質，例如，其之使用 2〇拉式和軟體界面，被保持。但是，該先前併接之匯流排製 作已經被一種鏈路_至_鏈路串接界面所取代。進一步地，一 種分擔處理協定被製作而具有被優先處理且最佳地被傳送 至它們目標之具特質的封包。 1313816

C ^^明内J 本發明揭露一種電腦系統，其包含··一處理器；以及 一耦合至該處理器之晶片組，該晶片組支援以第一頻率與 一週邊構件互連快速縣絲置之軌，其巾如果該晶片 5組無法以該第一頻率與裝置通訊的話，則該晶片組以第二 頻率與該裝置通訊。 圖式簡單說明 第1圖是一電腦系統實施例，其支援週邊構件互連快速 順應式裝置以及麵邊構件互連(非·週邊構件互連快速)順 10 應式裝置兩者。 、 第2圖是自動檢測非-週邊構件互連快速順應式無線延 伸裝置之實施例的流程圖。 第3圖疋用以檢測週邊構件互連快速順應式裝置和非_ 週邊構件互連快速順應式裝置實施例之方塊圖。 15 【"5^ 方：55γ 】

毕父1土貝％例之詳細說明 於下面的詳細說明中，許多特定細節被設定以便提供 對本發明的完全了解。但是，熟習本技術者應明白 明=被實施Μ必這些特定細節。於其他實财，衫 地被說明。 方法、步驟、構相及電路不詳細 成 求 主之 =構件互連快連結構—般是由多數個結構層所構 例如—㈣層產_邊構件互連快速讀姊寫入要 4合至該軟體層之處理層’其使用一種封包為 20 1313816 分擔處理協定而輸送該軟體產生要求至ι/ο裝置。被耦合至 該處理層之一鏈路層增加序列數碼以及一週期冗位檢查 (CRC)數瑪至該等封包以產生一高度可靠的資料轉移機 構。最後，被耦合至該鏈路層之一實體構件層輸送該等封 5 包至另一週邊構件互連快速裝置。 該週邊構件互連快速l‘0a規格支援2.5G赫茲(GHz)之步貝 率。這頻率可被稱為Genl頻率。該Genl頻率是相似於無線 2·4 GHz之頻譜。結果，該Genl頻率可能因無線通訊而導致 無線電頻率(RF)干擾。 10 為降低一無線端點之RF干擾，於週邊構件互連快迷接 埠中之機構可減低該資料轉移率。作為一範例，該資料轉 移率被降低至833百萬赫茲（MHz)，或1/3 Genl頻率。在桿 題為“藉由使用適應資料率調整之頻譜成型以供用於週邊 構件快速互連之RF干擾減緩，，，序號為1〇/629 967的待決專 15利申請案中，更詳細地說明為降低資料轉移率之機構。該 833 MHz轉移速率同時也是習知的無線延伸頻率。 μ 利用週邊構件互連快速j · 〇 a規格之定義，僅與以無線延 伸頻率操作之一袭置通訊的電腦系統不是週邊構件互連快 速順應式。為保持週邊構件互連快速之順應性，能夠與 2〇週邊構件互連快速順應式裳置通訊之電腦系統同時也可斑 週邊構件互連快速順應式裝置通訊。 /、 第1圖展示-種週邊構件互連快速順應式電腦系統，盆 :夠”在Genl頻率麵作之裝置和在該無線延伸頻率操作之 I置兩者通訊。第1圖之電腦系統100包含-處理器11〇、— 1313816 晶片組120、以及一記憶體150。電腦系統1〇〇，其相關於處 理器110、晶片組120以及記憶體15〇，被耦合至裝置16〇。 但是，一電腦系統可包含裝置16〇。 於一實施例中，裝置160是任一的週邊構件互連快迷順 5應式或非-週邊構件互連快速順應式裝置。耦合裝置16〇至 曰曰片組120可包含貫體耦合裝置160至晶片組120或無線地 耗合裝置160至晶片組12〇。作為一範例，晶片組120具有— #送器以發送資料至裝置刚以及—接收器以自被耗合之 裝置160接收資料。裝置160，如所展示地，其進一步地包 10含接埠170，其將於下面更詳細地討論。 晶片組120被耦合至處理器11〇、記憶體15〇以及裝置 160。晶片組120被展示如一單一區塊；但是，晶片組12〇不 ^:此限制。實際上，晶片組12〇通常包含多數個控制器集線 器或積體電路。作為-特定範例，晶片組12(3包含被搞合至 15處理器110和記憶體150之一記憶體控㈣器集線器（MCH)， • 以及—互連控制器集線器(ICH)，同時也被稱為-輸入/輸出 . 祕器(I〇H)，其經由匯流排(例如，週邊構件互連快速)被 _合至該MCH和I/Q裝置。制—般的記賴匯流排協定， 晶片組120在處理器110和記憶體15〇之間傳送資料。 2〇 ㈣被展示於晶片組120中有週邊構件互連快速切換 器130。於-實施例中，週邊構件互連快速切換器13〇調整 由-呈現於晶片組12〇中之發送器被發送之資料的頻率。此 外’該週邊構件互連快速切換器⑽可調整其接收器之時脈 頻率。例如，該切換器130調整該接收器時脈而自Genl頻率 1313816 調整為無線延伸頻率。 於一實施例中’根埠140，同時也被展示於晶片組12〇 中’嘗試以Genl頻率建立與一被連接之裝置的通訊。如果 在N次嘗試之後，該通訊不成功，則根埠14〇自動檢測以一 5無線延伸頻率操作之被連接裝置。該根埠140和週邊構件互 連快速切換器130可以是實體層之部份或呈現於週邊構件 互連快速匯流排/協定中之任何其他層。 第2圖展示用於自動檢測以一無線延伸頻率操作之被 連接裝置的演算法流程圖。於一實施例中，該演算法利用 1〇根埠140被執行。如上面之說明，根埠140被展示於晶片組 120中；但是，根埠14〇不受此限制，因根埠14〇同時也可呈 現於一週邊匯流排匯流排之階級連接中之分別控制器集線 器、積體電路、開關、或電橋。

於操作210中，根埠140嘗試以第一頻率而“訓練，，—被 連接之端點裝置。於一第一實施例中，資料以第一頻率被 毛C另範例中，除了以弟一頻率發送資料之外，該根 淳接收器同時也以第—頻率被加時脈。—特定範例中，該 第一頻率是Genl頻率。訓練可包含各個裝置的實體層之一 “位元鎖定，，以及-‘‘K對齊鎖定，，。但是訓練是不受此限制。 例如，訓練同時也可包含交換訓練序列。位元鎖定係關於 該接收器藉由辨識位元轉換邊緣而適當地鎖定一位元流之 内心定位元之能力。罐齊鎖定係關於該接m仪在位元 樣型之内的符號邊界之能力。 如果根埠M0能夠於操作220中在枝嘗試之内訓練端 1313816 點裝置，則該端點裝置是週邊構件互連快速順應式並且該 鏈接協商被終止於操作270中。則嘗試次數，X，可以是具 有一硬體原定之軟體可程控數值。更進一步地，X可以是大 於1或等於1之整數。 5 但是，如果根琿140不能夠在X次嘗試之内訓練該端點 裝置，則接收器在操作230中以第二頻率被時脈化。該接收 器接著以第二頻率嘗試K對齊。於一特定範例中，根璋140 繼續以第一頻率輸送/發送資料。該接收器可在操作240中 以第二頻率嘗試Y次K-對齊。該嘗試數量，Y，可以是具有 10 一硬體原定之軟體可程控數值，以及等於或大於1之整數。 嘗試數目X和Y兩者也可以是硬體或軟體之預定的嘗試數 目，以及硬體和軟體任何組合之嘗試數目。 然而，如果該接收器無法於操作240中以第二頻率進行 K-對齊，則該根埠140返回至操作210並且再次嘗試以第一 15 頻率訓練該端點裝置。 另一方面，如果接收器以第二頻率成功地進行K-對 齊，則該發送器被調整而於操作250中以第二頻率發送資 料。根埠140接著於操作260中嘗試在Z次嘗試之内以第二頻 率訓練該端點裝置。因此，該接收器嘗試位元-鎖定，亦即， 20 適當地鎖定，在一位元-串流内之特定位元，並且嘗試K-對 齊鎖定以判定在一位元樣型之内的符號邊界。如上面所 述，X和Y，Z同時也可以是被製作於硬體、軟體、或軔體 中之一預定或可程控整數。 然而，如果接收器無法於操作260中以第二頻率在Z次 10 1313816 嘗試之端點裝置，則該根41操作別並 且再次嘗試以第一頻率訓練該端點裝置。此外，如果該接 收器成功地以第二頻率在z次嘗試之内訓練該端點震置峋 該鏈接協商於操作270被終止。 5 第3®展Μ於檢顏邊構件互連快速順應式和非-週 邊構件互連快速順應式裝置之一農置的實施例方塊圖。第3 圖包含-無線延伸狀態機器3〇5、_接收電路界面31〇、一 接收實體界面320、一時脈除頻器33〇、一多工器幻5、一鏈 接訓練及狀態機器34〇、一發送電路界面35〇、—發送實體 Η)層360、-鎖相迴路365、—時脈除頻器37〇、以及一多工器 375 〇 ° 接收電路界面310被龄至接收實體層32G、時脈除頻 器330、以及多工器335。時脈除頻器330被搞合至多工器 335。接收實體層32〇_合至鏈接訓練和狀態機器34〇。鍵 15接訓練和狀態機器34〇以及多工器335被搞合至無線延伸狀 態機器3〇5。鎖相迴路365被輕合至時脈除頻器勝時脈除 頻器37〇_合至多工器375。多工器合至鍵接訓練 及狀態機器340。 於-實施财’接收電路界面31()自—無線延伸端點而 接收-信號。於另-實施例中，接收電路界面灿自—週邊 構件互連快速結構端點輯收1號。接收電路界面31〇可 包含一1/0缓衝器。輸入至接枚電路界面3K)之信號可包含 -時脈和-資料信號。於_實施例中，時脈信號自該資料 信號被抽取出。接收電路界面31G可自該信號抽取出時脈並 20 1313816 且發送該時脈至時脈除頻器330和多工器335。接收電路界 面310發送資料至接收實體層32〇以供處理。該資料依序地 自6亥接收貫體層320被傳送至鍵接訓練和狀態機器340並且 至該鏈接層。 5

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自利用该端點裝置被接收之信號所抽取的時脈可具有 一Genl頻率。作為一特定範例，時脈除頻器33〇將該時脈除 二。因此，至該多工器335之輸入可以是一Genl頻率以及一 無線延伸頻率。該無線延伸狀態機器3〇5傳送一信號至該多 工器335以選擇該Genl頻率或該無線延伸頻率是否自該多 工器335被輸出。於一實施例中，如果該無線延伸狀態機器 305判定-週邊構件互連快速裝置被_合至接收電路界面 310以及發送電路界面35G的話，則該無線延伸狀態機器3〇5 選擇該Genl頻率。但是，如果該無線延伸狀態機器3〇5判定 一無線延伸裝置被耦合至該接收電路界面31〇和該發送電 路界面35G的話，則該無線延伸頻率可以·該無線延伸狀 態機器305被選擇。 20 除選擇該接收器時脈之外，於—實施例中，該無線延 伸狀態機H3_時也選擇發送器時脈。明顯地，另一狀態 機器可選擇該發送科脈。無線延伸狀g機㈣5提供一選 擇信號至多工器375。多工器375接收—第—時脈和一第二 時脈作為輸人。具有-Genl頻率之—時脈可藉由鎖相迴路 施被產生。具有-Genl頻率之時脈被提供至多工器仍之 第輸人至夕工器375之第二輪入利用時脈除頻器37〇之 輸出被提供。結果，於-特定實施例中，至多工器335之兩 12 1313816 個輸入是Gen 1頻率和無線延伸頻率，該Gen 1頻率利用— PLL被產生且該無線延伸頻率是依據該Genl頻率被產生， 亦即，該Genl頻率被除以3。 於另一實施例中，該無線延伸狀態機器305啟始地選擇 5 用於該接收器和該發送器時派之該Genl頻率。但是，該無 線延伸頻率或其他頻率可以被選擇作為用於該接收器和發 送器之原定值，以及分別地選擇該接收器和發送器時脈。 接收實體層3 20接收具有一 gen 1頻率之一時脈。接收實體層 320同時也自接收電路界面310接收資料。該資料以被選擇 10之頻率速率被傳送至鏈接訓練以及狀態機器340。 同樣地’發送實體層3 60接收具有一 Gen 1頻率之時脈。 資料自該鏈接層被發送至該實體層，該鏈接層可包含狀態 機器340。此外，資料以Genl頻率被發送至該端點裝置。作 為一範例，被發送至該端點裝置之資料利用鏈路層被產 15生。發送電路界面350可包含一I/O緩衝器以發送該資料至 該端點裝置。 在自該端點裝置接收資料之後，接收實體層32〇和鏈接 訓練和狀態機器340嘗試以Gen 1頻率訓練該端點裝置。訓練 利用鏈接訓練和狀態機器34〇被啟動。如果該接收實體層 20 320以及鏈接訓練和狀態機器34〇成功地以&ηΐ頻率訓練該 端點裝置，則該鏈接訓練和狀態機器34〇提供—信號至該無 線延伸狀態機器305而允許該無線延伸狀態機器^ 了 ^該 端點裝置是週邊構件互連快速順應式裝置。結果，無線延 伸狀悲機器305將繼續選擇具有仏以頻率之時脈於多工器 13 1313816 335和375 。 但疋，如果接收實體層320以及鏈接訓練和狀態機器 340無法以Genl速率訓練該端點裝置’無線延伸狀態機器 305可以選擇用於多工器335之無線延伸時脈輸入。接收實 5體層320以及鏈接訓練和狀態機器340可以接著嘗試該資料 之K-對齊。例如’接收實體層32〇可利用尋找一 c〇m符號而 判定在該位元樣型之内的符號邊界。該c〇M符號可以是在 一位το序列内之一唯一的κ_碼文字。如果接收實體層32〇 以及鏈接訓練和狀態機器340成功地κ-對齊該資料，則該鏈 10接訓練和狀態機器340可選擇用於多工器375之無線延伸時 脈並且嘗試以該無線延伸速率訓練該端點裝置。 於前面的說明中，本發明已參考特定實施範例被說 明。但是，明顯地，本發明可有.各種修改和變化而不脫離 本發明之申請專利範圍中較廣泛的精神和範疇。因此，該 15等說明和圖形被認為只是展示而不是限制。 【圖式簡單說明2 第1圖是一電腦系統實施例，其支援週邊構件互連快速 順應式裝置以及非週邊構件互連(非_週邊構件互連快速)順 應式裝置兩者。 帛2圖是自動制非·㈣構件互連快速順應式無線延 伸裝置之實施例的流程圖。 弟3圖是用以檢測週邊構件互連快速順應式裝置和非_ 週邊構件互連快速順應式裝置實施例之方塊圖。 14 1313816 【主要元件符號說明】 100…電腦系統 110...處理器 120…晶片組 130…週邊構件互連快速切換器 140…根埠 150···記憶體 160…裝置 170"·接淳 305···無線延伸狀態機器 310…接收電路界面 320…接收實體界面 330…時脈除頻器 335···多工器 340…鏈接訓練及狀態機器 350···發送電路界面 360…發送實體層 365…鎖相迴路 370…時脈除頻器 375…多工器 15

Claims (1)

1313816 作年 >月^日修正本 — 第94146175號申請案申請專利範圍修正本 98.02.20. 十、申請專利範圍： 1. 一種可訓練接收器之電腦系統，其包含： 一微處理器； 一控制器，其被耦合至該微處理器；以及 一裝置，其無線地被耦合至該控制器以在一無線頻 率發送資料；

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該控制器具有接於一發送器和一接收器之一根 埠，其中該接收器係將嘗試在一預設頻率訓練該裝置， 並且其中響應於該接收器無法在該預設頻率訓練該裝 置達一第一數目的次數，則該根埠引導該接收器去嘗試 於該無線頻率下訓練該裝置，在該接收器嘗試於該無線 頻率訓練該裝置之期間，該發送器保持在該預設頻率， 直至該裝置在該無線頻率成功地獲訓練為止。 2. 如申請專利範圍第1項之電腦系統，其中該控制器進一 步地包含： 一鎖相迴路，其以該預設頻率產生一第一時脈信 號； 一時脈除頻器，其將該第一時脈信號除以一整數而 以該無線頻率產生一第二時脈信號； 20 無線延伸邏輯組件，其響應於無法於該預設頻率訓 練該裝置達一第一數目次數，提供一第一信號；以及 多工器邏輯組件，其獨立地為該接收器與該發送器 在處於該預設頻率之該第一時脈信號和處於該無線時 脈頻率之該第二時脈信號之間選擇，其中該第一時脈信 16 1313816 號原定地被選擇，並且該第二時脈信號響應於由該無線 延伸邏輯組件所提供之該第一信號而獲選擇。 3. 如申請專利範圍第1項之電腦系統，其中該無線頻率是 該預設頻率之1/3。 4. 如申請專利範圍第1項之電腦系統，其中響應於由該接 收器在該無線頻率成功訓練該裝置，則該發送器被引導 至在該無線頻率操作。

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20 5. —種將接收器和發送器時脈化之方法，其包含下列步 驟： 以第一頻率自一接埠中之一發送器發送資料； 以該第一頻率將於該接埠中之一接收器時脈化； 取樣由該接收器於該第一頻率接收之一進入信號； 判定該第一頻率是否為供取樣該進入信號的正確 頻率； 響應於判定該第一頻率並非供取樣該進入信號的 該正確頻率，在一第二頻率時脈化該接收器，以取樣由 該接收器於該第二頻率所接收之該進入信號；以及 判定該第二頻率是否為供取樣該進入信號的該正 確頻率； 在判定該第二頻率是否為供取樣該進入信號的該 正確頻率期間内，維持該發送器於該第一頻率。 6.如申請專利範圍第5項之方法，其中判定該第一頻率是 否為供取樣該進入信號的該正確頻率之步驟，包含判定 在該第一頻率之該取樣是否係鎖定特定位元，以及辨識 17 1313816 該進入信號内的符號邊界。 7·如申μ專利範圍第6項之方法，其中辨識在該進入信號 内的符號邊界之步驟包含辨識在該進入信號中一唯一 的符號。 8.如申睛專利範圍第5項之方法，其中判定該第一頻率是 否為供取樣該進入信號的該正確頻率之步驟，進一步包 含若在該第-頻率之該取樣係鎖定特定位元和辨識該 進入信號⑽符號邊界，麟定—預定數目的次數，其 中該預定數目的次數係大於一。 1〇 9.如巾請專利範圍第8項之方法，其進—步地包含： 響應於判定該第二頻率為供取樣該進入信號的該 正確頻率，在該第二頻率時脈化該發送器。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其進—步地包含： 15 於$第三料時脈傾料H之後，在該第二頻率 執行一訓練序列。 如申叫專利圍第5項之方法，其中該第―頻率是該第 二頻率的整數倍。 •種判定資料之邊界的設備，其包含： 6接收器邏輯組件，當於-第-頻率操作時，嘗試-預疋數目的次數來判定從一端點裝置所接收的資料之 邊T -亥預定數目的次數係大於一，其中當於該第一頻 率操作時，響應於沒有判定從該端點裝置所接收之資料 的邊界達該預定數目的讀，則該接收S賴組件嘗試 去判定從該端點裝置在一第二頻率所接收的資料之邊 18 1313816 界；以及 發送器邏輯組件’用以於該第—頻率發送資料給該 賴裝置，其中當該接收n邏輯組件在該第二頻率操作 時’響應於該接收魏輯組件判定從該端點裝置接收之 5 資料之邊界’該發送賴輯組件即於該第二頻率發送資 料給該端點資料。 , 13_如中a專利範圍第12項之設備’其中當在-第一頻率操 料，魏n·組件嘗試-財數目的次數來判定從 端點裝置減之㈣之邊界，係包含該減器邏輯組 10 彳f試去適當地鎖定從該端縣置所接收之資料内的 特定位元，以辨識一訓練符號之邊界。 14.如申請專利範圍第13項之設備，進—步包含鍵結訓練邏 輯組件’用以判定該接收器邏輯組件是否適#地鎖定從 該端點裝置所接收之資料⑽特定位元，以辨識一訓練 15 符號之邊界。 鲁 15_如申睛專利範圍第12項之設備，進一步包含時脈化邏輯 組提供處鮮之時脈與處於該 第—頻率之一第二時脈，以及選擇邏輯組件，用以在該 第頻率操作時，響應於該接收器邏輯組件並未判定從 20 該端點裝置所接收的資料之邊界達該預定數目的次 數心供a亥第一時脈給該接收器邏輯組件，且當該接收 器邏輯組件於該第二頻率操作時，響應於該接收器邏輯 組件判定從該端點裝置所接收的資料之邊界，提供該第 二時脈給該發送器邏輯組件。 19 I313816 16·~種與電腦系統裝置通訊之設備，其包含： 在一埠中的接收器邏輯組件，其在一第一頻率以— 預定數目的次數嘗試去辨識一進入信號之樣型邊界丨 在該埠中的發送器邏輯組件，用以在該第一頻率發 10 耦接至該接收器邏輯組件與該發送器邏輯組件之 時脈邏輯組件，該時脈邏輯組件係對該發送器邏輯組件 卞持4第-頻率’以及提供—第二頻率給該接收器邏輯 組件’以響應於該接收器邏輯組件並未在該第_頻率辨 識出樣型邊界達該預定數目的次數。 15 ，申=專利㈣第16項之設備，其中響應於該時脈邏輯 、轉提供該第二解給該接收H賴組件，該接收器邏 馳件即嘗試在該第二頻率以—第二數目的次數辨識 ^1 _' 1以及其中響應於該接收器邏輯組件在該第二 ，率成功地_出樣型邊界，該時脈邏輯組件即提供該 頻率給該發送器邏輯組件。 ，羅22範圍第17項之設備，其中該發送器與接收器 輯件係與層疊式堆疊協定邏輯組件之實體層邏輯 20 „ 關聯’δ亥層疊式堆疊協定邏輯組件包括該實體層 、輯、且件鏈結層邏輯組件、和異動層邏輯組件。 20