TWI409997B - 電腦系統中主機板上的信號切換連接器組件 - Google Patents

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Description

電腦系統中主機板上的信號切換連接器組件
本案係為一種信號切換連接器組件，尤指一種主機板上的信號切換連接器組件。
通用序列匯流排(Universal Series Bus，以下簡稱USB)是一種串列埠匯流排標準，也是一種輸入輸出(input/output，IO)介面技術規範，被廣泛應用於個人電腦和移動裝置等資訊通訊產品。
USB最大的特點是支援熱插拔(hot plug)和即插即用(plug-and-play)。當USB裝置插入於電腦系統時，主機板即自動載入USB裝置所需的驅動程式，因此在使用上遠比週邊裝置元件互連(Peripheral Component Interconnect，PCI)等其它匯流排方便。
現今之電腦系統均包含有多個USB埠(USB port)。請參照第1A圖，其所繪示為習用電腦系統10其機殼12之正面外觀示意圖。一般來說，電腦系統10其機殼12之正面除了包含有電源開關102與光碟機104外，另包含有多個USB埠。如第1A圖所示，電腦系統10其機殼12之正面包含有二個USB埠106，108。
請參照第1B圖，其所繪示為習用電腦系統10其機殼12之背面外觀示意圖。一般來說，電腦系統10其機殼12之背面包含有電源插座114與各種輸入輸出埠(IO port)，例如網路埠116，耳機埠118，麥克風埠120，滑鼠埠122與鍵盤埠124、兩個USB埠126與128。
請參照第2圖，其所繪示為設置於習用電腦系統10中之主機板示意圖。主機板20包含有中央處理器(CPU)202、北橋晶片(NB)204、南橋晶片(SB)206、兩個USB埠連接器210、二個USB埠126、128。其中，南橋晶片206可提供4組USB信號，而二組USB信號直接傳遞至二個USB埠126、128，而另二組USB信號則可經由兩個USB埠連接器210傳遞至主機板20以外的其他USB埠。
如第1B圖所示，位於機殼12之背面之USB埠126與128固定於主機板20之邊緣處；亦即，第2圖所示位於主機板20之邊緣處之USB埠126與128經由第1B圖所示位於電腦系統10其機殼12之背面之孔洞(未繪示)固定於機殼12之背面處。再者，兩個USB埠連接器210可連接至兩個USB埠，因此如第2圖所示，兩個USB埠連接器210可經由USB傳輸線(cable，未示出)連接至第1A圖所示位於機殼12之正面之USB埠106與108，而兩個USB埠連接器210可經由主機板佈線(layout traces)232連接至南橋晶片206。再者，USB埠126與128可經由主機板佈線236連接至南橋晶片206。
請參照第3圖，其所繪示為習用電腦系統中機殼內的主機板示意圖。如第3圖所示，位於機殼12之正面之USB埠106與108可經由USB傳輸線250連接至兩個USB埠連接器210。再者，位於主機板20邊緣處之USB埠126與128直接固定於電腦系統10其機殼12之背面。
如第3圖所示，插入於USB埠106或108之USB裝置(例如USB隨身碟，未示出)可經由USB傳輸線250，兩個USB埠連接器210與主機板佈線232達成與南橋晶片206間資料之傳輸。插入於USB埠126或128之USB裝置(未繪示)可經由主機板佈線236達成與南橋晶片206間資料之傳輸。
由於USB資料傳輸速度不斷改進。USB 1.1的最大傳輸速度為12Mbps(百萬位元/秒)；USB 2.0的最大傳輸速度為480Mbps。近期推出的USB 3.0更提升到4.8Gbps(十億位元/秒)以上。然而，由於USB 3.0尚未完全普及且價格相對較高，因此主機板上南橋晶片206提供的USB 3.0埠數目有限(例如僅提供二個USB 3.0埠)。因此，有可能造成電腦機殼上所配置之USB埠數目遠大於主機板上所配置之USB 3.0埠數目。
以第3圖來說明，假設南橋晶片206僅提供2個USB 3.0埠，因此，如果利用主機板佈線236將2個USB 3.0埠直接設計於機殼12背面，則主機板製造商不需要在主機板20上設計主機板佈線232、兩個USB埠連接器210、以及USB傳輸線250。但是，機殼12正面的USB埠將無法提供任何USB裝置來傳輸資料。亦即，如果使用者需要使用USB 3.0埠時，則必須將USB裝置連接至機殼背面，如此將造成使用者的不方便。
因此，本發明的目的在於提供一種電腦系統中主機板的信號切換連接器組件，其可根據使用者之需求，而將南橋晶片所送出之訊號傳送至位於機殻背面之USB埠或傳送至位於機殻正面之USB埠。
本案提出一種信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，電性連接至一主機板的一晶片；一第二金屬部件，電性連接至主機板的一第一輸出入埠；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當第一插入部件插入第一金屬部件與第二金屬部件之間時，第一導電元件將第一金屬部件與第二金屬部件電性連接，使晶片電性連接至第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至一信號線，且信號線連接至主機板外一第二輸出入埠，當第二插入部件插入第一金屬部件與第二金屬部件之間時，第二導電元件將第一金屬部件與信號線電性連接，使得晶片電性連接至該第二輸出入埠。
本案更提出一種主機板，包括：一晶片，產生一晶片信號；一第一線段，第一端連接至該晶片；一第一輸出入埠；一第二線段，第一端連接至該第一輸出入埠；以及一信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，連接至該第一線段的第二端；一第二金屬部件，連接至該第二線段的第二端；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當該第一插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第一導電元件將該第一金屬部件與該第二金屬部件電性連接，使該晶片信號傳遞至該第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至一信號線，且該信號線連接至該主機板外的一第二輸出入埠，當該第二插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第二導電元件將該第一金屬部件與該信號線電性連接，使得該晶片信號傳遞至該第二輸出入埠。
本案更提出一種電腦系統，包括：一外部輸出入埠；一信號線，一端連接至該外部輸出入埠；以及一主機板，包括：一晶片，產生一晶片信號；一第一線段的第一端連接至該晶片；一第一輸出入埠固定於該主機板上；一第二線段的第一端連接至該第一輸出入埠；一信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，連接至該第一線段的第二端；一第二金屬部件，連接至該第二線段的第二端；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當該第一插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第一導電元件將該第一金屬部件與該第二金屬部件電性連接，使該晶片信號傳遞至該第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至該信號線，且該信號線連接至該外部輸出入埠，當該第二插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第二導電元件將該第一金屬部件與該信號線電性連接，使得該晶片信號傳遞至該外部輸出入埠。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明主要利用一個信號切換連接器組件，設計於主機板上，其可選擇性地將南橋晶片的USB 3.0埠連接至電腦機殼之背面之USB 3.0埠；或者將南橋晶片的USB 3.0埠連接至電腦機殼之正面之USB 3.0埠。
請參照第4圖，其所繪示為本發明之信號切換連接器組件550設置於主機板520上之示意圖。電腦系統500其機殼512之正面除了包含有電源開關502與光碟機504外，另包含有多個USB 3.0埠506、508。而電腦系統500的主機板520上包含有南橋晶片516，信號切換連接器組件550與USB 3.0埠526、528，其中USB 3.0埠526、528設置於主機板520邊緣處且固定於主機板520所屬電腦機殼512之背面。
根據本發明的實施例，信號切換連接器組件550設置於主機板520，其中信號切換連接器組件550可經由使用者的手動切換，將南橋晶片516的USB 3.0信號端連接至電腦機殼之背面之USB 3.0埠526、528；或者將南橋晶片516的USB 3.0信號端連接至電腦機殼之正面之USB 3.0埠506、508。
換句話說，當使用者選擇將南橋晶片516的USB 3.0信號端連接至電腦機殼之背面之USB 3.0埠526、528時，南橋晶片516的USB 3.0信號端經由第一主機板佈線532連接至信號切換連接器組件550，並且信號切換連接器組件550經由第二主機板佈線534連接至USB 3.0埠526、528中的信號端。反之，當使用者選擇將南橋晶片516的USB 3.0信號端接至電腦機殼之正面之USB 3.0埠506、508時，南橋晶片516的USB 3.0信號端經由第一主機板佈線532連接至信號切換連接器組件550，並且信號切換連接器組件550經由USB信號線555連接至USB 3.0埠506、508的信號端。
根據本發明的實施例，信號切換連接器組件550係利用表面貼裝技術(Surface Mounted Technology，SMT)連接至主機板520上。並且，信號切換連接器組件550可操作於直通模式(bypass mode)與切換模式(switch mode)，其中信號切換連接器組件550工作模式之切換可由使用者手動控制。再者，當信號切換連接器組件550操作於直通模式時，由南橋晶片516所送出之訊號可經由信號切換連接器組件550而傳遞至USB 3.0埠526、528。當信號切換連接器組件550操作於切換模式時，由南橋晶片516所送出之訊號可經由信號切換連接器組件550而被傳遞至另一方向，例如位於電腦機殼正面之USB 3.0埠506、508。
請參照第5A圖，其所繪示為本發明信號切換連接器組件550設置於主機板520上且操作於直通模式下之示意圖。為了方便解釋，以下僅以USB 3.0埠中的單一信號為例來作說明。而多條信號也可以利用相同的方式來進行信號線的切換。
信號切換連接器組件550包含第一L型金屬部件551與第二L型金屬部件552、與一第一插入部件553。其中，第一L型金屬部件551與第二L型金屬部件552例如可利用表面貼裝技術(Surface Mounted Technology，SMT)焊接於主機板520上或者其他任何技術只要與主機板520結合的方式。再者，第一金屬線段(trace)532-1連接於南橋晶片516與第一L型金屬部件551之間；第二金屬線段534-1連接第二L型金屬部件552與USB 3.0埠526之間。而第一插入部件553包括一第一絕緣本體556與一第一導電元件557。當第一插入部件553插入於第一L型金屬部件551與第二L型金屬部件552之間時，第一導電元件557可以達成第一L型金屬部件551與第二L型金屬部件552的電性連接，使得南橋晶片516與機殼背面USB 3.0埠526達成電性連接，亦即信號切換連接器組件550操作於直通模式。
請參照第5B圖，其所繪示為本發明信號切換連接器組件550設置於主機板520上且操作於切換模式下之示意圖。信號切換連接器組件550更包含一第二插入部件554。第二插入部件554包括一第二絕緣本體558與一第二導電元件559，且第二導電元件559一端連接一USB信號線555-1，而USB信號線555-1連接至機殼正面的USB 3.0埠(未繪示)。因此，當第二插入部件554插入於第一L型金屬部件551與第二L型金屬部件552之間時，第二導電元件559可以達成第一L型金屬部件551與USB信號線555-1的電性連接，使得南橋晶片516與機殼正面的USB 3.0埠(未繪示)達成電性連接，亦即信號切換連接器組件550操作於切換模式。
綜上所述，當使用者欲使用位於電腦機殼背面之USB 3.0埠526、528時，使用者可使信號切換連接器組件550操作於直通模式，使得由南橋晶片516所送出之訊號可經由信號切換連接器組件550送至位於電腦機殼背面之USB 3.0埠526、528。當使用者欲使用位於電腦機殼正面之USB 3.0埠時，使用者可使信號切換連接器組件550操作於切換模式，使得由南橋晶片516所送出之訊號可經由信號切換連接器組件550送至位於電腦機殼正面之USB 3.0埠(未繪示)。如此一來，當主機板520上USB 3.0連接器之數目遠小於電腦機殼上之USB 3.0埠時，使用者可藉由本發明之信號切換連接器組件550在不同工作模式下之切換，彈性地使用設置於電腦機殼正面之USB 3.0埠或設置於電腦機殼背面之USB 3.0埠。
再者，本發明雖以USB 3.0埠為例，但不以此為限，本發明之信號切換連接器組件550亦可應用於具相對較低資料傳輸速度之USB 2.0與USB 1.1上。另外其他資料傳送裝置包括高速、低速的輸入輸出埠都可應用本發明。
再者，在本發明信號切換連接器組件550中的第一插入部件553與第二插入部件554係可整合成為單一的插入部件，而此插入部件中包括二個不相連接的導電元件，其中一個導電元件可使得信號切換連接器組件操作於直通模式，而另一個導電元件可使得信號切換連接器組件操作於切換模式。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然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和範圍內，當可作各種更動與潤飾，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。
 本案圖式中所包含之各元件列示如下：
10．．．電腦系統
12．．．機殼
102．．．電源開關
104．．．光碟機
106、108、126、128．．．USB埠
114．．．電源插座
116．．．網路埠
118．．．耳機埠
120．．．麥克風埠
122．．．滑鼠埠
124．．．鍵盤埠
20．．．主機板
202．．．中央處理器
204．．．北橋晶片
206．．．南橋晶片
210．．．兩個USB埠連接器
232、236．．．主機板佈線
250．．．USB傳輸線
500．．．電腦系統
512．．．機殼
502．．．電源開關
504．．．光碟機
506、508、526、528．．．USB埠
516．．．南橋晶片
520．．．主機板
532．．．第一主機板佈線
532-1．．．第一金屬線段
534．．．第二主機板佈線
534-1．．．第二金屬線段
550．．．信號切換連接器組件
551．．．第一L型金屬部件
552．．．第二L型金屬部件
553．．．第一插入部件
554．．．第二插入部件
555．．．USB信號線
555-1．．．USB信號線
556．．．第一絕緣本體
557．．．第一導電元件
558．．．第二絕緣本體
559．．．第二導電元件
本案得藉由下列圖式及說明，俾得一更深入之了解：
第1A圖所繪示為習用電腦系統其機殼之正面外觀示意圖。
第1B圖所繪示為習用電腦系統其機殼之背面外觀示意圖。
第2圖所繪示為設置於習用電腦系統中之主機板示意圖。
第3圖所繪示為習用電腦系統中機殼內的主機板示意圖。
第4圖所繪示為本發明之信號切換連接器組件設置於主機板上之示意圖。
第5A圖所繪示為本發明信號切換連接器組件設置於主機板上且操作於直通模式下之示意圖。
第5B圖所繪示為本發明信號切換連接器組件設置於主機板上且操作於切換模式下之示意圖。
500．．．電腦系統
502．．．電源開關
504．．．光碟機
506、508、526、528．．．USB埠
512．．．機殼
516．．．南橋晶片
520．．．主機板
532．．．第一主機板佈線
534．．．第二主機板佈線
550．．．信號切換連接器組件
555．．．USB信號線

Claims (11)

  1. 一種信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，電性連接至一主機板的一晶片；一第二金屬部件，電性連接至該主機板的一第一輸出入埠；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當該第一插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第一導電元件將該第一金屬部件與該第二金屬部件電性連接，使該晶片電性連接至該第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至一信號線，且該信號線連接至該主機板外一第二輸出入埠，當該第二插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第二導電元件將該第一金屬部件與該信號線電性連接，使得該晶片電性連接至該第二輸出入埠。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之信號切換連接器組件，更包括一第一線段位於該主機板上，連接該第一金屬部件與該晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之信號切換連接器組件，更包括一第二線段位於該主機板上，連接該第二金屬部件與該第一輸出入埠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之信號切換連接器組件，其中，該第一輸出入埠與該第二輸出入埠係為USB埠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之信號切換連接器組件，其中，該第一金屬部件與該第二金屬部件係利用一表面貼裝技術固定於該主機板。
  6. 一種主機板，包括：一晶片，產生一晶片信號；一第一線段，第一端連接至該晶片；一第一輸出入埠；一第二線段，第一端連接至該第一輸出入埠；以及一信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，連接至該第一線段的第二端；一第二金屬部件，連接至該第二線段的第二端；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當該第一插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第一導電元件將該第一金屬部件與該第二金屬部件電性連接，使該晶片信號傳遞至該第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至一信號線，且該信號線連接至該主機板外的一第二輸出入埠，當該第二插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第二導電元件將該第一金屬部件與該信號線電性連接，使得該晶片信號傳遞至該第二輸出入埠。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之主機板，其中，該第一輸出入埠與該第二輸出入埠係為USB埠。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之主機板，其中，該第一金屬部件與該第二金屬部件係利用一表面貼裝技術固定於該主機板。
  9. 一種電腦系統，包括：一外部輸出入埠；一信號線，一端連接至該外部輸出入埠；以及一主機板，包括：一晶片，產生一晶片信號；一第一線段的第一端連接至該晶片；一第一輸出入埠固定於該主機板上；一第二線段的第一端連接至該第一輸出入埠；一信號切換連接器組件，包括：一第一金屬部件，連接至該第一線段的第二端；一第二金屬部件，連接至該第二線段的第二端；一第一插入部件，包括一第一導電元件，當該第一插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第一導電元件將該第一金屬部件與該第二金屬部件電性連接，使該晶片信號傳遞至該第一輸出入埠；以及一第二插入部件，包括一第二導電元件連接至該信號線，且該信號線連接至該外部輸出入埠，當該第二插入部件插入該第一金屬部件與該第二金屬部件之間時，該第二導電元件將該第一金屬部件與該信號線電性連接，使得該晶片信號傳遞至該外部輸出入埠。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電腦系統，其中，該第一輸出入埠與該外部輸出入埠係為USB埠。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電腦系統，其中，該第一金屬部件與該第二金屬部件係利用一表面貼裝技術固定於該主機板。
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