TWI763101B

TWI763101B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI763101B
Application number: TW109137354A
Authority: TW
Inventors: 張瑋芳; 陳禹君; 蔡珮甄; 閻中暉
Original assignee: 緯穎科技服務股份有限公司
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202217509A; CN114421197A; US11334517B1; US20220129405A1

Abstract

一種電子裝置。電子裝置包括基板、第一閂鎖機構及擴充卡。基板上設置有控制器。第一閂鎖機構設置於基板上，第一閂鎖機構電性連接於控制器。擴充卡插設於第一閂鎖機構並設置於基板的上方，擴充卡透過第一閂鎖機構電性連接於控制器。控制器依據擴充卡所提供的連接訊號來判斷第一閂鎖機構的連接狀態。

Description

電子裝置

本發明是有關於一種裝置，且特別是有關於一種電子裝置。

現有的電子裝置中，當擴充卡插設於電子裝置中，且透過M.2傳輸規格連接於電子裝置時，由於M.2傳輸規格硬體的限制，電子裝置並無法判斷擴充卡的連接狀態。如此一來，電子裝置就無法支援部分功能。

本發明提供一種電子裝置，其可判斷擴充卡是否插設於電子裝置中的連接狀態。

本發明的包括基板、第一閂鎖機構及擴充卡。基板上設置有控制器。第一閂鎖機構設置於基板上，第一閂鎖機構電性連接於控制器。擴充卡插設於第一閂鎖機構並設置於基板的上方，擴充卡透過第一閂鎖機構電性連接於控制器。控制器依據擴充卡所提供的連接訊號來判斷第一閂鎖機構的連接狀態。

基於上述，擴充卡可透過第一閂鎖機構來提供連接訊號至控制器，使控制器可據此判斷擴充卡的連接狀態。因此，電子裝置的功能可被有效地改善。

1、2、3、4:電子裝置

10:基板

11、211~21n、311~31n、411~41n:閂鎖機構

12:擴充卡

43:擴充連接器

110:柱狀結構

120:內凹部

121:金屬接觸部

200、300、400:控制器

D_PIN、PIN1~PINn:接腳

Rpu:上拉電阻

Rs1~Rsn:下拉電阻

Vpu:上拉電壓

圖1為本發明實施例一電子裝置的示意圖。

圖2A為本發明實施例一電子裝置的方塊示意圖。

圖2B為本發明實施例一電子裝置的方塊示意圖。

圖2C為本發明實施例一電子裝置的方塊示意圖。

圖1為本發明實施例一電子裝置1的示意圖。電子裝置1包含基板10、閂鎖機構11、擴充卡12。雖然圖1中未繪示，但基板10上設置有控制器及電性跡線(Trace)，控制器電性連接於電性跡線，控制器可透過電性跡線來偵測訊號。閂鎖機構11設置於基板10上，且閂鎖機構11電性連接基板上的電性跡線。如此一來，控制器與閂鎖機構11之間可透過基板10的電性跡線而互相電性連接。擴充卡12插設於閂鎖機構11並設置於基板10的上方，擴充卡12透過閂鎖機構11電性連接於控制器。如此一來，擴充卡12可於插設在閂鎖機構11上時，透過閂鎖機構11提供連接訊號至控制器，而控制器依據擴充卡12所提供的連接訊號可判斷閂鎖機構11的連接狀態，也就是控制器可依據連接訊號來判斷閂鎖機構11上是否擴充卡12被正確地插設著。在一些實施例中，控制器可依據連接訊號來支援擴充卡12的熱插拔(Hot Plugging)功能。

詳細而言，基板10可為印刷電路板(Printing Circuit Board，PCB)，且其具有單層或多層結構。基板10可用來設置電子元件於其上，並經過配置來提供圖形化的電性跡線，使設置於基板10上的電子元件可進行預設的功能或操作。

設置於基板10上的控制器可為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元(Micro Control Unit，MCU)、微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)、算數邏輯單元(Arithmetic Logic Unit，ALU)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其他類似元件或上述元件的組合。或者，控制器可以是透過硬體描述語言(Hardware Description Language,HDL)或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device,CPLD) 或是特殊應用積體電路(Application-specific Integrated Circuit,ASIC)的方式來實現的硬體電路。

閂鎖機構11可為基板連接器，且其上可具有閂鎖固定的機構。閂鎖機構11可透過各種方式來設置於基板10上。閂鎖機構11與基板10上的電性跡線相接觸，進而電性連接於控制器。舉例而言，閂鎖機構11可透過直接附接(Direct-Attach)連接器、直接焊接(Direct Soldering)連接器等其他或適合的連接方式來連接於基板10。

擴充卡12插設於閂鎖機構11上。詳細而言，閂鎖機構11可具有圓柱形的柱狀結構110，用來固定擴充卡12。擴充卡12在插設於閂鎖機構11的一端可具圓弧形內凹部120，對應於閂鎖機構11的柱狀結構110。閂鎖機構11及擴充卡12兩者可透過相對應的結構關係，使擴充卡12插設於閂鎖機構11上時，內凹部120可被柱狀結構110所固定，使擴充卡12設置於基板10的上方。進一步，擴充卡12的圓弧形內凹部在其周緣處可被設置有金屬接觸部121，使得擴充卡12被插設在閂鎖機構11上時，金屬接觸部121可與閂鎖機構11相接觸並電性連接。雖然圖1中未繪示，但閂鎖機構11的內部也具有導線結構，電性連接於基板10上的電性跡線。如此一來，擴充卡12可透過金屬接觸部121來提供連接訊號，控制器可透過閂鎖機構11的設置接收到擴充卡12所提供的連接訊號。

另一方面，擴充卡12的在圓弧形內凹部的另一側可設置有連接埠或金手指，擴充卡12可利用連接埠或金手指來與基板10上的控制器或電子元件進行訊號傳輸並取得參考電壓(例如為接地電壓)。在一實施例中，擴充卡12可透過M.2規格來進行訊號傳輸。擴充卡12可將透過連接埠或金手指所取得的其中一個參考電壓(例如為接地電壓)提供至擴充卡12內凹部周緣處的電性跡線，以將參考電壓(例如為接地電壓)作為連接訊號。如此一來，當擴充卡12插設於基板10上方時，透過擴充卡12、閂鎖機構11及基板10的電性連接，控制器可接收到擴充卡12所提供的連接訊號。據此，控制器可判斷閂鎖機構11上插設有擴充卡12。當控制器未接收到連接訊號時，控制器可據此判斷閂鎖機構11上未插設有擴充卡12，或閂鎖機構11上的擴充卡12未被正確地插設。因此，控制器可透過是否接收到擴充卡12所提供的參考電壓(例如為接地電壓)來判斷閂鎖機構11上的連接狀態，進而得知閂鎖機構11上是否有擴充卡12被插設著。在一實施例中，擴充卡12所提供的連接訊號，是控制器透過另一側的連接埠所提供給擴充卡12的接地電壓。因此，當擴充卡12正確地插設再閂鎖機構11上時，控制器可透過閂鎖機構11、擴充卡12及擴充卡12的連接埠所形成的迴路來接收到接地電壓。相反地，當擴充卡12正確地插設再閂鎖機構11上時，控制器可透過閂鎖機構11、擴充卡12及擴充卡12的連接埠無法形成迴路，且無法接收到接地電壓。因此，控制器可據此來判斷閂鎖機構11上的連接狀態。

舉例而言，擴充卡12可例如為一外接儲存裝置或一固態硬碟(Solid-State Disk，SSD)。擴充卡12可在符合一M.2擴充卡規範的情況下進行訊號傳輸。電子裝置1可透過擴充卡12、閂鎖機構11及控制器之間的電性連接關係來實現一存在接腳(Present Pin)的功能。在一實施例中，當電子裝置1判斷故障發生而無法存取擴充卡12時，控制器可依據連接訊號判斷存取失敗是由於硬體損害的原因，或者控制器可依據連接訊號判斷存取失敗是由於擴充卡12未正確地插設於閂鎖機構11上的原因，因而可有效地排除故障。在另一實施例中，由於電子裝置1可依據連接訊號來判斷閂鎖機構11上的擴充卡12的連接狀態，電子裝置1可據此判斷擴充卡12的連接狀態，因而可支援擴充卡12的熱插拔(Hot Plugging)功能。在又一實施例中，電子裝置1中的控制器可依據連接訊號來判斷擴充卡12的連接狀態之後，據此對擴充卡12執行上電程序(Power Sequence)。

因此，電子裝置1中的控制器可透過閂鎖機構11電性連接於擴充卡12，控制器可依據是否接收到擴充卡12所提供的連接訊號來判斷閂鎖機構11的連接狀態。如此一來，針對電子裝置1中符合M.2擴充卡規範的擴充板12，電子裝置1支援或提供擴充板12的熱插拔功能。如此一來，電子裝置1可在不需要額外硬體設置的情況下，利用現有的硬體設備來提供電子裝至判斷擴充卡12的連接狀態，在提升電子裝置1功能的同時，同時節省電子裝置1的製造成本。

圖2A為本發明實施例一電子裝置2的方塊示意圖。電子裝置2中具有基板20、控制器200、上拉電阻Rpu、下拉電阻Rs1~Rsn及閂鎖機構211~21n，其中，控制器200、上拉電阻Rpu、下拉電阻Rs1~Rsn及閂鎖機構211~21n是設置在基板20上。在此實施例中，電子裝置2的控制器200可以單一個接腳D_PIN同時連接於閂鎖機構211~21n，並透過接腳D_PIN來接收連接訊號，藉此來判斷每個閂鎖機構211~21n上是否插設有擴充卡。

詳細而言，在電子裝置2中，下拉電阻Rs1~Rsn的一端耦接於控制器200的接腳D_PIN，且下拉電阻Rs1~Rsn的另一端耦接於相對應的閂鎖機構211~21n。另外，控制器200的接腳D_PIN還耦接於上拉電阻Rpu的一端，且上拉電阻Rpu的另一端接收上拉電壓Vpu。

在一實施例中，電子裝置2中所設置的閂鎖機構及下拉電阻的數量n可為三個，上拉電阻Rpu及下拉電阻Rs1~Rs3的電阻值可分別為1.24千歐姆(KΩ)、5.11千歐姆(KΩ)、10千歐姆(KΩ)、18.7千歐姆(KΩ)。如此一來，透過上拉電阻Rpu及下拉電阻Rs1~Rs3的電阻值配置，擴充卡插設在不同的閂鎖機構211~213上時，擴充卡所提供的參考電壓可對接腳D_PIN所接收到的電壓準位產生不同的電壓偏移。因此，控制器200可藉由在接腳D_PIN設置一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，來判斷接腳D_PIN所接收到連接訊號的電壓準位。因此，電子裝置2可透過接腳D_PIN來判斷出每一個閂鎖機構211~213的連接狀態。

圖2B為本發明實施例一電子裝置3的方塊示意圖。電子裝置3中具有基板30、控制器300、多個上拉電阻Rpu及閂鎖機構311~31n，其中，控制器300、上拉電阻Rpu及閂鎖機構311~31n是設置在基板30上。在此實施例中，電子裝置3的控制器300具有接腳PIN1~PINn，且接腳PIN1~PINn分別連接於閂鎖機構311~31n以接收個別閂鎖機構311~31n的連接訊號。據此，電子裝置3可判斷閂鎖機構311~31n每一的連接狀態。

詳細而言，控制器300的每個接腳PIN1~PINn除了連接至相對應的閂鎖機構311~31n之外，每個接腳PIN1~PINn還連接有一上拉電阻Rpu，且上拉電阻Rpu的另一端可接收上拉電壓Vpu。如此一來，當每個閂鎖機構311~31n上插設有擴充卡時，擴充卡可透過對應的閂鎖機構311~31n提供連接訊號至接腳PIN1~PINn，控制器300可依據每個接腳PIN1~PINn所接收的連接訊號來判斷出每個閂鎖機構311~31n的連接狀態。在一實施例中，擴充卡所提供的連接訊號為接地電壓，因此當擴充卡插設於閂鎖機構312時，擴充卡所提供的參考電壓可改變閂鎖機構312相對應的接腳PIN2上的電壓準位。當控制器300判斷接腳PIN2上的電壓準位小於預設電壓準位時，控制器300即可據此判斷接腳PIN2相對應的閂鎖機構312上插設有擴充卡，以判斷閂鎖機構312的連接狀態。因此，控制器300可依據每個接腳PIN1~PINn所接收到的電壓準位來判斷每個閂鎖機構311~31n的連接狀態。

圖2C為本發明實施例一電子裝置4的方塊示意圖。電子裝置4中具有基板40、控制器400、多個上拉電阻Rpu、閂鎖機構411~41n及擴充連接器43，其中，控制器400、上拉電阻Rpu、閂鎖機構411~41n及擴充連接器43是設置在基板40上。電子裝置4的擴充連接器43具有接腳PIN1~PINn，且接腳PIN1~PINn分別連接於閂鎖機構411~41n以接收相對應的連接訊號。擴充連接器43並耦接於控制器400，以將接收到的連接訊號提供至控制器400。據此，電子裝置4的控制器400可依據擴充連接器43所接收到的連接訊號來判斷出閂鎖機構411~41n每一的連接狀態。

詳細而言，擴充連接器43的每個接腳PIN1~PINn可連接至相對應的閂鎖機構411~41n。另外，每個接腳PIN1~PINn還連接有一上拉電阻Rpu，且每個上拉電阻Rpu的另一端可接收上拉電壓Vpu。如此一來，當擴充卡插設於閂鎖機構411~41n的任一時，相對應接腳PIN1~PINn的任一可接收到連接訊號。進一步，擴充連接器43可將接腳PIN1~PINn所接收到的連接訊號資訊提供至控制器400，使控制器400可判斷每個閂鎖機構411~41n的連接狀態。

在一實施例中，擴充連接器43的接腳PIN1~PINn可為通用型輸入輸出(General-Purpose Input/Output，GPIO)接腳，也就是說，擴充連接器43與插設的擴充卡之間，兩者可透過通用型輸入輸出的傳輸格式通訊連接並進行通訊。而擴充連接器43與控制器400之間的接腳可為積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit，I²C)接腳，也就是說，擴充連接器43與控制器400之間，兩者可透過積體電路匯流排的傳輸格式通訊連接並進行通訊。如此一來，透過擴充連接器43連接於控制器400及閂鎖機構411~41n，並適當地轉換傳輸格式，控制器400可透過單一的接腳來判斷每個閂鎖機構411~41n的連接狀態。

綜上所述，本發明的電子裝置中，擴充卡可透過閂鎖機構提供連接訊號至控制器，使電子裝置可據此判斷擴充卡插設在閂鎖機構上的連接狀態。進一步，連接狀態可被利用來有效率地排除電子裝置的故障。或者，連接狀態可被電子裝置利用來支援擴充卡的熱插拔功能。或者，連接狀態做為執行擴充卡上電功能的依據。如此一來，電子裝置的功能可被有效地改善。

1：電子裝置 10：基板 11：閂鎖機構 12：擴充卡 110：柱狀結構 120：內凹部 121：金屬接觸部

Claims

一種電子裝置，包括：一基板，該基板上設置有一控制器；一第一閂鎖機構，設置於該基板上，該第一閂鎖機構電性連接於該控制器，該第一閂鎖機構具有一柱狀結構；以及一擴充卡，該擴充卡於第一側具有對應該柱狀結構的一內凹部，該擴充卡於第二側接收一參考電壓，該擴充卡透過互相對應的該柱狀結構與該內凹部而被該第一閂鎖機構固定並設置於該基板的上方，該擴充卡透過該內凹部電性連接於該第一閂鎖機構的該柱狀結構，進而電性連接於該控制器，其中該控制器於該擴充卡的第二端接收一連接訊號，該控制器依據該連接訊號的準位是否為該參考電壓來判斷該第一閂鎖機構的連接狀態。
如請求項1所述的電子裝置，其中該擴充卡符合一M.2擴充卡規範並進行訊號傳輸。
如請求項1所述的電子裝置，其中該電子裝置支援該擴充卡的一熱插拔(Hot Plugging)功能。
如請求項1所述的電子裝置，還包括：一上拉電阻，具有第一端及第二端，其中該上拉電阻的第一端接收一上拉電壓；一第一下拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第一下拉電阻的第一端耦接該上拉電阻的第二端，該第一下拉電阻的第二端耦接該第一閂鎖機構；一第二下拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第二下拉電阻的第一端耦接該上拉電阻的第二端；以及一第二閂鎖機構，耦接該第二下拉電阻的第二端。
如請求項4所述的電子裝置，其中該控制器耦接該上拉電阻的第二端以接收該連接訊號，該控制器藉由判斷該連接訊號的電壓準位來辨識該第一閂鎖機構及該第二閂鎖機構的每一的連接狀態。
如請求項1所述的電子裝置，還包括：一第一上拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第一上拉電阻的第一端接收一上拉電壓，該第一上拉電阻的第二端耦接該第一閂鎖機構；一第二上拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第二上拉電阻的第一端接收該上拉電壓；以及一第二閂鎖機構，耦接該第二上拉電阻的第二端，其中該控制器包括一第一接腳及一第二接腳，分別連接於該第一閂鎖機構及該第二閂鎖機構。
如請求項6所述的電子裝置，其中該控制器依據該第一接腳及該第二接腳的電壓準位來判斷該第一閂鎖機構及該第二閂鎖機構的每一的連接狀態。
如請求項1所述的電子裝置，還包括：一第一上拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第一上拉電阻的第一端接收一上拉電壓，該第一上拉電阻的第二端耦接該第一閂鎖機構；一第二上拉電阻，具有第一端及第二端，其中該第二上拉電阻的第一端接收該上拉電壓；一第二閂鎖機構，耦接該第二上拉電阻的第二端；以及一擴充連接器，具有一第一接腳、一第二接腳及一第三接腳，其中該第一接腳連接該控制器，該第二接腳連接該第一閂鎖機構，該第三接腳連接該第二閂鎖機構，其中該控制器透過該擴充連接器通訊連接於該第一閂鎖機構及該第二閂鎖機構。
如請求項8所述的電子裝置，其中該控制器依據該第二接腳及該第三接腳的電壓準位來判斷該第一閂鎖機構及該第二閂鎖機構的每一的連接狀態。
如請求項9所述的電子裝置，其中該控制器是透過一積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit，I²C)格式通訊連接於該擴充連接器，該擴充連接器是透過一通用型輸入輸出(General-Purpose Input/Output，GPIO)格式連接於該第一閂鎖器及該第二閂鎖器。