TWI546678B - 可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統 - Google Patents

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可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統
本發明係關於伺服器系統之技術領域，尤指一種可有效避免PCIe模組卡組裝、設定錯誤的一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統。
英特爾公司主導的3GIO(Third Generation I/O Architecture)，結合多家公司組成PCI-SIG(PCI Special Interest Group)，並提出快捷外設互聯標準(PCI Express，PCI-E/PCIe)架構以取代先前技術。
PCIe沿用PCI的組態(configuration)空間以及基本資料傳輸法則，但有別於PCI的多點下傳(multi-drop)平行匯流排技術，PCIe引進交換式(switch)點對點(peerto-peer)序列傳輸技術，透過名為通道(lane)的差動訊號組(differential signal pairs)以傳送訊號。PCIe允許每個設備建立獨立之資料傳輸通道，不用再向整個系統請求帶寬，從而可以提高資料之傳輸速率。PCIe採用串行連接方式能大大減少電纜間之信號干擾和電磁干擾，且相對於並行連接方式，其傳輸線纜之排線數也有所減少，更能節省空間。
一組通道包括傳送端(transmitter)與接收端(receiver)，其傳輸頻寬在單工模式下為250MB/s。一組通道的規格稱為PCIe x1，而PCIe可藉由增加通道數量來增加頻寬，例如x1、x2、x4、x8、x16、x32等規格，且各種PCIe之介面長短不同，PCIe x1最短，其餘依次變長。以PCIe x16具備16組通道而言，其在單工運作時有4GB/s的頻寬，將近是AGP 8X之2.1GB/s頻寬的兩倍。此外，PCIe尚可運行全雙工模式，亦即原先僅單向傳輸的傳送端與接收端可採雙向傳輸，因此在全雙工的PCIe x16規格中，其傳輸頻寬可達8GB/s。
符合PCIe之規格的介面卡及插槽可具有雙向兼容性，亦即可往上或向下相容。具體而言，八個通道的介面卡可相容於八個通道的插槽，四個通道的介面卡亦可相容於八個通道的插槽，而八個通道的介面卡亦可相容於四個通道的插槽。當插槽與介面卡的通道數不同時，實際傳輸的通道數量以較低者為標準。
由於PCIe介面之資料傳送速率高，質量穩定，該種介面被越來越多的用戶採用。然而，不同用戶其所使用的PCIe介面類型往往不盡相同。因此，電腦或伺服器製造商往往需要在同一款主板上設計多種可能之I/O匯流介面的插槽，但是工業電腦(IPC)中並沒有很大的線路(主機)板面積，使得I/O匯流介面的插槽數量受到嚴格限制；而若是為了符合使用者各種不同須求，開發數種版本不同組合變化的主機板，顯然不符合實用性及經濟性。
承上述，電腦廠商為了使PCIe介面能夠便於快速轉換，因而發展出一種模組切換開關或者轉換插槽，使得不同的PCIe介面卡得以對應PCIe介面的插槽。然而，此種方法仍需要人力主動調整轉換，才能滿足介面卡的變換，在實用性及經濟性上仍具有一定的缺點。
鑑於上述原由，可以得知目前所習用的PCIe的傳輸通道介面的轉換方式係仍具有許多缺點與不足；有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統。
本發明之主要目的，在於提供一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中主要係透過一快捷外設互聯標準(PCI Express)插槽的一特定空引腳(尚未定義之保留腳位)連接至一通用型輸入引腳，使得當一快捷外設互聯標準介面卡連接至該快捷外設互聯標準插槽時，該快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳輸入一邏輯訊號至該通用型輸入引腳，該通用型輸入引腳係使得一控制模組控制一基本輸入輸出系統晶片能覺察到而執行一切換快捷外設互聯標準介面程式，進而使得該快捷外設互聯標準插槽符合一第一快捷外設互聯標準介面或一第二快捷外設互聯標準介面。
為了達成上述本發明之主要目的，本案之發明人係提供一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，係包括： 一控制模組，係具有一通用型輸入引腳，該控制模組係電性連接於設置於該主機之內的至少二快捷外設互聯標準插槽，其中，該快捷外設互聯標準插槽係具有複數個引腳及一特定空引腳，且該特定空引腳係電性連接於該通用型輸入引腳；以及 一基本輸入輸出系統晶片，係包含有一切換快捷外設互聯標準介面程式；      其中，該特定空引腳係為該快捷外設互聯標準插槽所具有的任一空引腳；      其中，當規格符合一第一快捷外設互聯標準介面之一第一快捷外設互聯標準介面卡被連接至任一個該快捷外設互聯標準插槽之後，該第一快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳而使得該通用型輸入引腳輸入一第一邏輯訊號至該基本輸入輸出系統晶片，進而使得該基本輸入輸出系統晶片執行該切換快捷外設互聯標準介面程式，以將該快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第一快捷外設互聯標準介面；          其中，當規格為一第二快捷外設互聯標準介面之一第二快捷外設互聯標準介面卡被連接至該至少二快捷外設互聯標準插槽之後，該第二快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳而使得該通用型輸入引腳輸入一第二邏輯訊號至該基本輸入輸出系統晶片，進而使得該基本輸入輸出系統晶片執行該切換快捷外設互聯標準介面程式，以將該至少二快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第二快捷外設互聯標準介面。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
請參閱圖1A，係本發明之一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統的第一架構示意圖，如圖1A所示，本發明之可自動轉換傳輸介面之匯流通道之系統係設置於一主機之內，並包括有：一控制模組10以及包含有一切換快捷外設互聯標準介面程式121的一基本輸入輸出系統晶片12，其中，該控制模組10係電性連接於設置於該主機之內的至少一第一快捷外設互聯標準插槽11a以及至少一第二快捷外設互聯標準插槽11b，並具有一通用型輸入引腳101。並且，該第一快捷外設互聯標準插槽11a與該第二快捷外設互聯標準插槽11b皆具有複數個引腳以及一特定空引腳111，且該特定空引腳111係為尚未定義之保留腳位並電性連接於該通用型輸入引腳101。
承上述之說明，於本發明中，當一快捷外設互聯標準介面卡14連接至該第一快捷外設互聯標準插槽11a與/或該第二快捷外設互聯標準插槽11b時，該快捷外設互聯標準介面卡14會透過該特定空引腳111而使得該通用型輸入引腳101輸入一邏輯訊號至該基本輸入輸出系統晶片12，進而使得該基本輸入輸出系統晶片12執行該切換快捷外設互聯標準介面程式121；接著，該切換快捷外設互聯標準介面程式121會將根據該邏輯訊號而將該第一快捷外設互聯標準插槽11a與/或該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號初始化為一第一快捷外設互聯標準介面訊號或一第二快捷外設互聯標準介面訊號。
於本發明中，所述邏輯訊號可為一高準位訊號或一低準位訊號，並藉此訊號輸入至該控制模組10，使得該第一快捷外設互聯標準插槽11a與/或該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號被初始化為一第一快捷外設互聯標準介面訊號或一第二快捷外設互聯標準介面訊號，例如:規格為x8的快捷外設互聯標準介面訊號或規格為x16的快捷外設互聯標準介面訊號。例如，當該邏輯訊號為一高準位訊號時，該第一快捷外設互聯標準插槽11a之匯流排訊號與該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號分別地被初始化為規格為x8的快捷外設互聯標準介面訊號。相反地，當該邏輯訊號為一低準位訊號時，該第一快捷外設互聯標準插槽11a與該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號被初始化並合併為單一個x16的快捷外設互聯標準介面訊號。
如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之可自動轉換傳輸介面的系統的架構，接著，係說明本發明可行實施例之具體說明。請同時參閱圖1A與圖2，其中圖2係顯示本發明之快捷外設互聯標準介面x8插槽實施例的線路圖。如圖2所示，一般的快捷外設互聯標準介面插槽的左端設有B1~B49共49條引腳，右端則設有A1~A49共49條引腳，其中各引腳之定義及連接信號在業界已有明確規定，在此不贅述。於本實施例中係將A8選定為圖1A所示之該特定空引腳111，並將其連接至一連接端C1(即，前述的該通用型輸入引腳101)。本發明所述之特定空引腳111即為前述說明所指的任一尚未定義之引腳；亦即，工程師可以可根據產品需求等因素而可隨意地挑選一尚未定義之引腳進行韌體設定並使其連接於通用型輸入引腳101。實際上，本發明所述之特定空引腳111與PCIe標準腳位之間並無衝突(差異)。
繼續說明本發明之可行實施例，如圖1A所示，當兩張規格為x8的快捷外設互聯標準介面卡14分別被連接至規格為x8的第一快捷外設互聯標準插槽11a與第二快捷外設互聯標準插槽11b之時，該二張規格為x8的快捷外設互聯標準介面卡14會透過該特定空引腳111而使得該通用型輸入引腳101輸入一高準位訊號至該基本輸入輸出系統晶片12，進而使得該基本輸入輸出系統晶片12執行該切換快捷外設互聯標準介面程式121，以將該第一快捷外設互聯標準插槽11a之匯流排訊號與該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號分別地被初始化為規格為x8的快捷外設互聯標準介面訊號，進而使得該二張規格為x8的快捷外設互聯標準介面卡14可以正常運作於該規格為x8的第一快捷外設互聯標準插槽11a與第二快捷外設互聯標準插槽11b上。
另外，請繼續參閱圖1B，為本發明之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統的第二架構示意圖。如圖1B所示，當伺服器系統需要使用一張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a之時，可以先將一張特定規格之兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16連接至規格為x8的第一快捷外設互聯標準插槽11a與規格為x8的第二快捷外設互聯標準插槽11b；此時，該張規格為兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16會透過該特定空引腳111輸入一低準位訊號至該基本輸入輸出系統晶片12，進而使得該基本輸入輸出系統晶片12執行該切換快捷外設互聯標準介面程式121，以將該第一快捷外設互聯標準插槽11a與該第二快捷外設互聯標準插槽11b之匯流排訊號被初始化並合併為單一個x16的快捷外設互聯標準介面訊號，進而使得連接有這一張特定規格為兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16的第一快捷外設互聯標準插槽11a以及第二快捷外設互聯標準插槽11b可以被系統認定為規格為x16的快捷外設互聯標準插槽。
如此一來，如圖1A所示，當用戶原先係使用一張規格為x8的快捷外設互聯標準介面卡14連接至主機板2上的規格為x8的第一快捷外設互聯標準插槽11a或第二快捷外設互聯標準插槽11b；另外，如圖1B所示，若需更換為連接一張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a的時候，僅需先將一張特定規格之兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16直接連接至主機板2上的第一快捷外設互聯標準插槽11a與第二快捷外設互聯標準插槽11b，接著再將該規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a連接至該張特定規格之兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16；如此，當伺服器重新開機以後，伺服器便會自動完成對應的匯流排訊號的初始化，使得該張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a可以正常的運行於主機板2上，不需再透過用戶自身手動調整或經由韌體端調整，係具有實用性及經濟性的優點。
請參考圖3所顯示的轉接卡的實際視圖，並搭配參考圖1B。值得說明的是，當一張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a透過特定規格之兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡16而被安裝至主機之內的規格為x8的第一快捷外設互聯標準插槽11a與第二快捷外設互聯標準插槽11b的時候，該張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a其訊號經由第一快捷外設互聯標準插槽11a及第二快捷外設互聯標準插槽11b(2個PCIe x8)而連接到系統；此時，為了讓該張規格為x16的快捷外設互聯標準介面卡14a能夠以最快的速度進行資料傳輸，本發明機制透過該特定空引腳111而使得該通用型輸入引腳101輸入一低準位訊號至該基本輸入輸出系統晶片12，使得該第一快捷外設互聯標準插槽11a及第二快捷外設互聯標準插槽11b的訊號規格能自動由(PCIe x8 + PCIe x8)合併為PCIe x16，進而使系統之快捷外設互聯標準介面能自動合併為以PCIe x16的訊號規格進行資料傳輸，藉此自動合併之發明機制避免降速度。
如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，並且，經由上述，吾人可以得知本發明係具有下列之優點：
(1)本發明之可自動轉換傳輸介面的系統係透過一快捷外設互聯標準插槽(PCIeslot)的一特定空引腳連接至一通用型輸入引腳，使得當一快捷外設互聯標準介面卡連接至該快捷外設互聯標準插槽時，該快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳而使得該通用型輸入引腳輸入一邏輯訊號至一基本輸入輸出系統晶片能覺察到，而使得該基本輸入輸出系統晶片執行一切換快捷外設互聯標準介面程式，其中，該切換快捷外設互聯標準介面程式更藉由設置於該主機內的一主處理器，而使得該快捷外設互聯標準插槽符合一第一快捷外設互聯標準介面(x8或x16)或一第二快捷外設互聯標準介面(x8或x16)。
(2)承上述第1點，舉例而言，當用戶原先係使用快捷外設互聯標準x8介面連接至一快捷外設互聯標準x8插槽，若需更換為連接一張規格為2 x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡，僅需直接插入連接該快捷外設互聯標準x8插槽即可，不需再透過用戶自己手動調整對韌體端之設定調整，以減少人為錯誤及減少人力成本，且具有實用性及經濟性的進步。
必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
＜本發明＞
10‧‧‧控制模組
101‧‧‧通用型輸入引腳
11a‧‧‧第一快捷外設互聯標準插槽
11b‧‧‧第二快捷外設互聯標準插槽
111‧‧‧特定空引腳
12‧‧‧基本輸入輸出系統晶片
121‧‧‧切換快捷外設互聯標準介面程式
13‧‧‧主處理器
14‧‧‧快捷外設互聯標準介面卡
2‧‧‧主機板
14a‧‧‧快捷外設互聯標準介面卡
16‧‧‧快捷外設互聯標準介面卡
C1‧‧‧連接端
B1~B49‧‧‧引腳
A1~A49‧‧‧引腳
＜習知＞ 無
圖1A係顯示本發明之一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統的第一架構示意圖； 圖1B係顯示本發明之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統的第二架構示意圖； 圖2係顯示本發明之快捷外設互聯標準介面x8插槽實施例的線路圖；  圖3係示意性的顯示特定規格之兩個x8轉x16的快捷外設互聯標準介面卡的實際視圖。
10‧‧‧控制模組
101‧‧‧通用型輸入引腳
11a‧‧‧第一快捷外設互聯標準插槽
11b‧‧‧第二快捷外設互聯標準插槽
111‧‧‧特定空引腳
12‧‧‧基本輸入輸出系統晶片
121‧‧‧切換快捷外設互聯標準介面程式
13‧‧‧主處理器
14‧‧‧快捷外設互聯標準介面卡
2‧‧‧主機板

Claims (8)

  1. 一種可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，係設置於一主機之內，並包括: 一控制模組，係具有一通用型輸入引腳，該控制模組係電性連接於設置於該主機之內的至少二快捷外設互聯標準插槽，其中，該快捷外設互聯標準插槽係具有複數個引腳及一特定空引腳，且該特定空引腳係電性連接於該通用型輸入引腳；以及 一基本輸入輸出系統晶片，係包含有一切換快捷外設互聯標準介面程式；      其中，該特定空引腳係為該快捷外設互聯標準插槽所具有的任一空引腳；       其中，當規格符合一第一快捷外設互聯標準介面之一第一快捷外設互聯標準介面卡被連接至任一個該快捷外設互聯標準插槽之後，該第一快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳而使得該通用型輸入引腳輸入一第一邏輯訊號至該基本輸入輸出系統晶片，進而使得該基本輸入輸出系統晶片執行該切換快捷外設互聯標準介面程式，以將該快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第一快捷外設互聯標準介面；          其中，當規格為一第二快捷外設互聯標準介面之一第二快捷外設互聯標準介面卡被連接至該至少二快捷外設互聯標準插槽之後，該第二快捷外設互聯標準介面卡會透過該特定空引腳而使得該通用型輸入引腳輸入一第二邏輯訊號至該基本輸入輸出系統晶片，進而使得該基本輸入輸出系統晶片執行該切換快捷外設互聯標準介面程式，以將該至少二快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第二快捷外設互聯標準介面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，該第一邏輯訊號係可為高準位訊號或低準位訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，該第二邏輯訊號係可為低準位訊號或高準位訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，該第一快捷外設互聯標準介面係為一快捷外設互聯標準x8介面；並且，該第二快捷外設互聯標準介面係為一快捷外設互聯標準x16介面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，該第二快捷外設互聯標準介面卡係藉由一轉接卡而連接至該至少二快捷外設互聯標準插槽。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，該轉接卡為一張兩個x8介面轉一個x16介面的轉接卡。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，當該第一邏輯訊號為高準位訊號時，該快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第一快捷外設互聯標準介面；並且，當該第二邏輯訊號為低準位訊號時，該至少二快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第二快捷外設互聯標準介面。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之可自動設定快捷外設互聯標準模組之匯流通道之系統，其中，當該第一邏輯訊號為低準位訊號時，該快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第一快捷外設互聯標準介面；並且，當該第二邏輯訊號為高準位訊號時，該至少二快捷外設互聯標準插槽之匯流排訊號初始化並符合該第二快捷外設互聯標準介面。
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