TWI417733B - 快速週邊元件互連訊號傳輸結構及其方法 - Google Patents
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Description
本發明有關於一種快速週邊元件互連訊號傳輸結構及其方法，特別是指一種傳輸快速週邊元件互連(PCI Express)訊號的結構及其方法，以供測試具有快速週邊元件互連(PCI Express)的電路板。
隨著電腦系統中各元件的資料處理能力的提昇，快速週邊元件互連(Peripheral Component Interconnection Express,PCI Express)已經被發展出來以提供高速的資料傳輸。快速週邊元件互連(PCI Express)為新一代的週邊元件互連(PCI)，可向下相容於週邊元件互連(PCI)並大幅提升資料輸出率。
為著確認具有快速週邊元件互連(PCI Express)裝置的主機板能正常運作，通常都需要經過訊號品質測試，通常是利用排線或積體電路轉接板連接於主機板上的快速週邊元件互連(PCI Express)裝置以輸入測試訊號並接收回傳訊號，排線通常也提供延伸訊號的功能。
在量測的過程時，需要考慮眾多因素，如訊號干擾、衰減或製具(test fixtures)的種類...等，才能避免量測上的失真。由實務經驗得知，不同的測試製具，特別是訊號傳輸排線會產生不同情況的眼狀圖，進而影響到測試的判斷。同樣的產品，可能因使用不同的測試工具，而導致測試結果上的差異。因此用以傳輸訊號的排線在測試的過程中扮演非常重要的角色。
此外，快速週邊元件互連(PCI Express)屬於高速訊
號，第一代快速週邊元件互連(PCI Express)技術可提供每一方向每一資料通道每秒2.5GB的原始頻寬。傳輸過程很容易因排線的延長而造成訊號干擾或損耗，更導致測試工作不穩定。上述諸多原因導致習知快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號延伸排線價格非常昂貴。
因此在傳輸PCI Express訊號的測試中，如何提供一種價廉、品質穩定的訊號傳輸及延長方法，是該相關業者面臨的一大課題。
緣是，本發明人有感上述問題之可改善，乃潛心研究並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題之本發明。
本發明所要解決的技術問題，在於提供一種快速週邊元件互連訊號傳輸的結構，可以良好地且經濟地延伸快速週邊元件互連(PCI Express)訊號。
此外，本發明所要解決的技術問題，更在於提供一種快速週邊元件互連訊號傳輸的方法，可以良好地且經濟地延伸快速週邊元件互連(PCI Express)訊號。
為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種快速週邊元件互連訊號傳輸結構，其包括有一轉換裝置及一高清晰度多媒體介面纜線。該轉換裝置具有一插接部以插接於一快速週邊元件互連插槽、一高清晰度多媒體介面連接器、及一訊號轉接電路以相對應地連接該快速週邊元件互連插槽的訊號腳位至該高清晰度多媒體介面連接器的訊號腳位；該高清晰度多媒體介面纜線的一端具有一高清晰度多媒體介面的對接連接器以連接於該轉
換裝置的該高清晰度多媒體介面連接器。
本發明具有以下有益效果：本發明可以將快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號良好地傳輸並延伸。此外，本發明藉由現有可獲得的高清晰度多媒體介面纜線可有效降低整體成本。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參考第一圖，為本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構的平面圖。本發明包括提供至少一轉換裝置10，及一高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線20。
該轉換裝置10具有一插接部12以插接於一電路板80的快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82、一高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16、及一訊號轉接電路14。本發明藉由提供該訊號轉接電路14以相對應地連接該快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82的訊號腳位至該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16的訊號腳位。
本發明中該轉換裝置10較佳乃是一介面卡。在本實施例中該轉換裝置10為一介面卡的外型，其具有一電路板11及一外接板體13，該外接板體13方便該轉換裝置10固定於待測的電腦機殼(未圖示)上。其中該訊號轉接電路14可以是形成於該電路板11上。
該高清晰度多媒體介面纜線20，在本發明中乃是利用可獲得的高清晰度多媒體介面纜線(HDMI cable)，其兩端各具有一高清晰度多媒體介面(HDMI)的對接連接器22、24以連接於該轉換裝置10的該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16。由於該高清晰度多媒體介面纜線20已經是發展成熟的產品而容易取得的，其價格遠低於目前快速週邊元件互連(PCI Express)纜線。藉此本發明可有效降低整體成本。
高清晰度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)是近年來為應運高速、高品質之數位資料傳輸，並滿足同時傳輸影音資料及減小介面體積等需求，而發展出來的一種連接介面。是由數位視訊介面(Digital Visual Interface,DVI)發展而來，與數位視訊介面相較，高清晰度多媒體介面的接頭更加小型化，並且只需要一根電纜，就支援多聲道音頻的功能。
在眾多不同現有傳輸線中，依高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線所規定的規格，關於訊號(Signal)的特性阻抗(Impendence)為100歐姆加減10歐姆(100Ω±10Ω)，符合快速週邊元件互連(PCI Express)的規格，因此本發明利用此一相符合的特性進行不同介面的轉換，確實發現可以達到所需要的訊號延伸並且仍保持訊號品質的功效。
本發明中該高清晰度多媒體介面纜線20的另一端高清晰度多媒體介面(HDMI)的對接連接器24可以是連接於具有高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器92的測試裝置90以收送訊號，即可達到本發明傳輸並延伸快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號的目的。
本發明中該轉換裝置10的該高清晰度多媒體介面連接器16並不限制於公接頭或母接頭。目前高清晰度多媒體介面纜線(HDMI cable)通常具有兩個A型公接頭(Male to Male Type A HDMI Cable)，因此該轉換裝置10的該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16較佳為母接頭，亦即插槽型。此外，高清晰度多媒體介面(HDMI)腳位可分為A型的19個腳位(Type A)，以及另一種支援更高解像度的B型的29個腳位(Type B)。本發明並不限於那一種類，具有兩個A型公接頭之高清晰度多媒體介面纜線已足以使用。
請參考第二圖，為本發明中訊號轉接電路的示意圖。由於快速週邊元件互連(PCI Express)的腳位(pins)數目不同於高清晰度多媒體介面(HDMI)的腳位數目。以下詳述本發明藉由該訊號轉接電路14如何相對應地連接該快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82的腳位轉換連接至該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16的腳位。
關於快速週邊元件互連(PCI Express)雖然目前已發展出不同的版本，但是其腳位通常劃分為下列的群組(Groups)，包括電源群組(Power Group)、快速週邊元件互連群組(PCI Express Group)、通用性串列匯流排群組(Universal Serial Bus(USB) Group)、輔助訊號群組(Auxiliary Signals Group)、聯絡特定訊號群組(Communications Specific Signals Group)、及用戶識別模組訊號群組(User Identity Module(UIM) Signals Group)。
關於高清晰度多媒體介面(HDMI)的A型腳位大致包括有TMDS資料0至5組(TMDS Data0至Data5，各包括正、負及遮蔽腳位)、TMDS時鐘組(TMDS Clock，包括正、負及遮蔽腳位)、一對保留(Reserved)腳位、電源、熱插偵測以及接地腳位…等。上述TMDS全文為Transition Minimized Differential Signaling，最小化轉移差動訊號，為一種電子協定，其可將像素資料編號，並透過串列連接傳遞。TMDS Data0可再簡寫為T_D0。
在本實施例中乃是將快速週邊元件互連(PCI Express)腳位的PCI Express訊號群組相對應連接於高清晰度多媒體介面(HDMI)的TMDS資料0至2組。更具體的說，快速週邊元件互連(PCI Express)共有三對訊號腳位，分別為第一對，零通道接收腳位組(Pair 1,PERp0 and PERn0)；第二對，零通道傳送腳位組(Pair 2,PETp0 and PETn0)；以及第三對，參考時鐘腳位組(Pair 3,REFCLK+and REFCLK-)。上述PER及PET的PE指PCI Express的縮寫，R指Receiver(接收)，T指Transmitter(傳送)，p指正(+)，n指負(-)，0表示Lane0(零通道)。本實施例採用高清晰度多媒體介面(HDMI)的腳位中的前三對資料組，但不取遮蔽(shield)腳位，分別為第三對，T_D0+and T_D0-；第二對，T_D1+and T_D1-；第一對，T_D2+and T_D2-。藉此完成本發明中兩種介面的轉換。然而本發明也可以轉接至高清晰度多媒體介面(HDMI)的其他對的腳位。
請參考第二圖，簡要的說，該訊號轉接電路14可分為三對的轉接電路141、142、143，第三對的轉接電路143將該快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82的參考時鐘腳位組連接於該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16的第零資料腳位組(T_D0+and
T_D0-)；第二對的轉接電路142將該快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82的零通道傳送腳位組連接於該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16的第一資料腳位組(T_D1+and T_D1-)；第一對的轉接電路141將該快速週邊元件互連(PCI Express)插槽82的零通道接收腳位組連接於該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器16的第二資料腳位組(T_D2+and T_D2-)。
請參考第三圖，為本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構的另一實施例。本實施例中，本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構進一步包括另一轉換裝置30。該轉換裝置30包括一電路板31、一插接部32以插接於一快速週邊元件互連(PCI Express)插槽(未圖示)、一訊號轉接電路34、以及一高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器36。該訊號轉接電路34相對應地轉接該高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器36的訊號腳位至該插接部32所需的腳位，亦即轉成快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號腳位。
關於快速週邊元件互連(PCI Express)介面的測試，眼狀圖(Eye Diagram)的分析判斷非常重要，需要觀察眼狀圖的量測結果以確定訊號傳輸的穩定性。透過正確的眼狀圖分析，才能發現訊號的品質問題、傳輸的穩定性，或是否與協定的規格相符。
測試的過程通常藉由觀察示波器產生的眼狀圖(eye diagram)以了解是否正常運作，在示波器螢光幕上觀察到的是一個由多個隨機符號波形共同形成的像是眼睛的穩定圖形。符合通過條件的眼狀圖不能相接於四周的波形，通
常是一菱形，含X軸的單位間隔(Unit intervals,ps)以及Y軸的差分訊號(differential signal,mV)，任一處相接則測試結果將判定為失敗(Fail)。認證眼狀圖測試(Compliance Eye Test)要求輸入信號的差動振幅必須小至120mV，而時間則必須接近0.4UI。
請參考第四圖及第五圖，分別為本發明量測執行最差非轉換訊號眼與最差轉換訊號眼的眼狀圖。本發明利用高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線可良好地傳輸快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號。經過量測，本發明可延伸至少1.5公尺以上，並且可以通過快速週邊元件互連(PCI Express)兩種眼狀圖測試。如第四圖所示的，本發明通過最差非轉換訊號眼(Worst Non Transition Signal Eye)的眼狀圖，其允許測試人員觀看去增強位元(de-emphasized bits)，亦即未轉換的資料位元的眼狀圖。如第五圖所示的，本發明通過最差轉換訊號眼(Worst Transition Signal Eye)的眼狀圖，其允許測試人員觀看在差分訊號中跟隨著轉換的位元(the bits following a transition in the differential signal)的眼狀圖。
是以，透過本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構及其方法，具有如下述之特點及功能：
一、本發明利用高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線可以將快速週邊元件互連(PCI Express)的訊號良好地傳輸，經測試延伸至少1.5公尺以上。
二、利用本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構，可以直接使用高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線，降低整體成本。
惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
10‧‧‧轉換裝置
11‧‧‧電路板
13‧‧‧外接板體
12‧‧‧插接部
14‧‧‧訊號轉接電路
141、142、143‧‧‧轉接電路
16‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器
20‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線
22、24‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)對接連接器
30‧‧‧轉換裝置
31‧‧‧電路板
32‧‧‧插接部
34‧‧‧訊號轉接電路
36‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器
80‧‧‧電路板
90‧‧‧測試裝置
82‧‧‧快速週邊元件互連(PCI Express)插槽
92‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器
第一圖為本發明之快速週邊元件互連訊號傳輸結構的平面圖；第二圖為本發明中訊號轉接電路的示意圖；第三圖為本發明另一實施例的快速週邊元件互連訊號傳輸結構的平面圖；第四圖為本發明量測執行最差非轉換訊號眼的眼狀圖；及第五圖為本發明量測執行最差轉換訊號眼的眼狀圖。
10‧‧‧轉換裝置
11‧‧‧電路板
13‧‧‧外接板體
12‧‧‧插接部
14‧‧‧訊號轉接電路
141、142、143‧‧‧轉接電路
16‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器
20‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)纜線
22、24‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)對接連接器
80‧‧‧電路板
82‧‧‧快速週邊元件互連(PCI Express)插槽
90‧‧‧測試裝置
92‧‧‧高清晰度多媒體介面(HDMI)連接器
Claims (4)
- 一種快速週邊元件互連訊號傳輸結構，包括：一轉換裝置，其具有一插接部以插接於一快速週邊元件互連插槽、一高清晰度多媒體介面連接器、及一訊號轉接電路以相對應地連接該快速週邊元件互連插槽的訊號腳位至該高清晰度多媒體介面連接器的訊號腳位；及一高清晰度多媒體介面纜線，其一端具有一高清晰度多媒體介面的對接連接器以連接於該轉換裝置的該高清晰度多媒體介面連接器；其中該快速週邊元件互連插槽的參考時鐘腳位組連接於該高清晰度多媒體介面連接器的第零資料腳位組；其中該快速週邊元件互連插槽的零通道傳送腳位組連接於該高清晰度多媒體介面連接器的第一資料腳位組；其中該快速週邊元件互連插槽的零通道接收腳位組連接於該高清晰度多媒體介面連接器的第二資料腳位組。
- 如申請專利範圍第1項所述之快速週邊元件互連訊號傳輸結構，其中該轉換裝置形成於一介面卡上。
- 如申請專利範圍第1項所述之快速週邊元件互連訊號傳輸結構，進一步包括另一轉換裝置，其中該高清晰度多媒體介面纜線另一端包括一高清晰度多媒體介面的對接連接器。
- 一種快速週邊元件互連訊號傳輸方法，包括以下步驟：提供一轉換裝置，其具有一插接部以插接於一快速週邊元件互連插槽、及一高清晰度多媒體介面連接器；提供一訊號轉接電路以相對應地轉接該快速週邊元 件互連插槽的訊號腳位至該高清晰度多媒體介面連接器的訊號腳位；及提供一高清晰度多媒體介面纜線，其兩端各具有一對接連接器以連接於該轉換裝置的該高清晰度多媒體介面連接器；其中包括連接該快速週邊元件互連插槽的參考時鐘腳位組於該高清晰度多媒體介面連接器的第零資料腳位組；其中包括連接該快速週邊元件互連插槽的零通道傳送腳位組連接於該高清晰度多媒體介面連接器的第一資料腳位組；其中包括連接該快速週邊元件互連插槽的零通道接收腳位組連接於該高清晰度多媒體介面連接器的第二資料腳位組。
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|---|---|---|---|
| TW99118350A TWI417733B (zh) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | 快速週邊元件互連訊號傳輸結構及其方法 |
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| TW201145028A TW201145028A (en) | 2011-12-16 |
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| TW (1) | TWI417733B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI596484B (zh) * | 2016-12-22 | 2017-08-21 | 財團法人工業技術研究院 | 應用快速周邊組件互聯介面的環狀網路系統及其設定方法 |
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| TW200801949A (en) * | 2006-06-22 | 2008-01-01 | Elitegroup Computer Sys Co Ltd | Graphic card |
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2010
- 2010-06-07 TW TW99118350A patent/TWI417733B/zh active
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