TWI785561B - 路由積體電路元件 - Google Patents

Abstract

本發明為一種路由積體電路元件。路由積體電路元件係連接於第一電子模組及第二電子模組之間。路由積體電路元件包括本體、第一緩衝元件及第二緩衝元件。本體之第一側係連接於第一電子模組，第二側係連接於第二電子模組並與第一側位於不同側，且其中第二側與第二電子模組之間之距離小於第二側與第一電子模組之間之距離。第一緩衝元件係設置於本體內，用以傳輸自第一側到第二側之電子訊號。第二緩衝元件係設置於本體內，用以傳輸自第二側到該第一側之電子訊號；其中第一緩衝元件及第二緩衝元件所傳輸之電子訊號之傳輸方向相反。

Description

路由積體電路元件

本發明係關於一種路由積體電路元件，特別是一種內部具有不同訊號傳輸方向的路由積體電路元件。

隨著科技的進步，資料通訊傳輸速率也越來越快。對於通訊設備或是資料伺服設備等來說，都需具有資料高速傳輸的需求，利用現行的PCIe Gen5的傳輸速度可以達到32 Gb/s，PCIe Gen6的傳輸速度更可以達到64 Gb/s。然而在這種高速傳輸的環境下，電磁場就會成為資料傳輸品質的主要因素。因此，訊號路由傳輸方向就成為了良好資料傳輸品質的關鍵要素。

在此請參考圖1係先前技術之路由積體電路元件之示意圖。

於先前技術中，路由積體電路元件90係連接於第一電子模組81與第二電子模組82之間，以雙向傳輸第一電子模組81與第二電子模組82之間的訊號。圖1中的路由積體電路元件90以具有第一緩衝元件91及第二緩衝元件92為例進行說明。第一緩衝元件91及第二緩衝元件92可以代表路由積體電路元件90具有兩個方向的訊號傳輸通道，所以第一緩衝元件91接收從第一輸入埠所911輸入的訊號，再連接到第一輸出埠912以輸出訊號，第二緩衝元件92接收從第二輸入埠所921輸入的訊號，再連接到第二輸出埠922以輸出訊號。就如圖1中所示，第一電子模組81的訊號會直接地傳輸到接近第一電子模組81的第一輸入埠所911，再經過第一緩衝元件91、第一輸出埠912後，輸出到第二電子模組82。

但對於第二電子模組82來說，第二電子模組82的訊號必須傳輸到較遠的第二輸入埠所921，再經過第二緩衝元件92後，從第二輸出埠922輸出到第一電子模組81。如此一來，就會導致訊號傳輸的距離、訊號衰減的總和、電路板導通孔的數量及電路布局的複雜度等因素都會增加，產生串音干擾(Crosstalk)及訊號的品質下降。

因此，有必要發明一種新的路由積體電路元件，以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種路由積體電路元件，其內部具有不同訊號傳輸方向。

為達成上述之目的，本發明之路由積體電路元件得以至少連接於第一電子模組及第二電子模組之間，藉以傳輸電子訊號。路由積體電路元件包括本體、第一緩衝元件及第二緩衝元件。本體具有第一側及第二側。第一側係連接於第一電子模組，第二側係連接於第二電子模組並與第一側位於不同側，且其中第二側與第二電子模組之間之距離小於第二側與第一電子模組之間之距離。第一緩衝元件係設置於本體內，用以傳輸自第一側到第二側之電子訊號。第二緩衝元件係設置於本體內，用以傳輸自第二側到該第一側之電子訊號；其中第一緩衝元件及第二緩衝元件所傳輸之電子訊號之傳輸方向相反；藉此，可使電子訊號於第一電子模組及第二電子模組之間順暢地傳輸。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請參考圖2係本發明之路由積體電路元件之第一實施例之架構示意圖。

於本發明之第一實施例中，路由積體電路元件1a得以至少連接於第一電子模組2a及第二電子模組2b之間，藉以雙向傳輸電子訊號。電子訊號之傳遞方式可以為單端訊號(Single-End Signal)或差動訊號(Differential Signal)之形式，本發明並不限於此，亦不以圖2中所繪示的單一訊號線的示意圖為限。需注意的是，儘管本發明之描述使用術語「第一」、「第二」等來描述各種元件，但此等元件不應被該等術語限制。此等術語僅用以將一元件與另一元件進行區分。舉例而言，在不脫離各種所描述實施例之範疇的情況下，第一緩衝元件可被稱為第二緩衝元件，且類似地，第二緩衝元件可被稱為第一緩衝元件。第一緩衝元件及第二緩衝元件皆為緩衝元件，但其並非同一緩衝元件。

路由積體電路元件1a可以設置於印刷電路板，例如主機板上，再設置於電腦主機、智慧型手機、平板電腦或是其他穿戴式裝置內。第一電子模組2a及第二電子模組2b可以為中央處理器、圖形處理器、顯示螢幕或是儲存裝置等任何會與其他模組進行訊號傳輸的模組，本發明並不以上述列舉的模組為限。第一實施例之路由積體電路元件1a包括本體10a、第一緩衝元件21a及第二緩衝元件22a。舉例來說，本體10a可以使用單晶矽晶圓以當作基層，然後使用光刻、摻雜、化學機械研磨（Chemical-Mechanical Polishing，CMP）等技術製成第一緩衝元件21a及第二緩衝元件22a等元件，再利用薄膜和CMP技術製成導線，如此便完成路由積體電路元件1a的製作。由於製造積體電路元件的流程並非本發明之最主要技術特徵，故在此不再贅述其原理。

路由積體電路元件1a之本體10a的形狀為四邊形，故可具有第一側11a及第二側12a，第二側12a與該第一側11a位於本體10a的不同邊。於本發明之第一實施例中，第二側12a與該第一側11a分別位於該本體10a的相對側，該第一側11a較靠近並連接於該第一電子模組2a，該第二側12a較靠近並連接於該第二電子模組2b，所以該第二側12a與該第二電子模組2b之間之距離小於該第二側12a與該第一電子模組2a之間之距離。第一緩衝元件21a及該第二緩衝元件22a皆設置於該本體10a內，第一緩衝元件21a用以傳輸自該第一側11a到該第二側12a之該電子訊號，第二緩衝元件22a用以傳輸自該第二側12a到該第一側11a之該電子訊號。該第一緩衝元件21a及該第二緩衝元件22a係為放大器或衰減器，但本發明並不限於此，亦可為多工器或解多工器。第一電子模組2a的電子訊號就可以經由第一輸入埠211、第一緩衝元件21a、第一輸出埠212再傳輸到第二電子模組2b，第二電子模組2b的電子訊號就可以經由第二輸入埠222、第二緩衝元件22a、第二輸出埠221再傳輸到第一電子模組2a。由於該第一緩衝元件21a及該第二緩衝元件22a所傳輸之該電子訊號之一傳輸方向相反，所以路由積體電路元件1a可以配合該第一電子模組2a及該第二電子模組2b之位置來設置，來縮短電子訊號的傳輸路徑。藉此，可使該電子訊號於該第一電子模組2a及該第二電子模組2b之間順暢地傳輸。

接著請參考圖3係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之架構示意圖。

於本發明之第二實施例中，路由積體電路元件1b包括本體10b、兩組第一緩衝元件21b、21c及兩組第二緩衝元件22b、22c，且用於連接於第一電子模組2a、第二電子模組2b及第三電子模組2c之間(如圖5A-5B所示)。本體10b的形狀同樣為四邊形，本體10b的邊緣包括了與第二電子模組2b距離較遠的第一側11b及與第二電子模組2b距離較近的第二側12b，於此定義下，該第二側12b係與該第一側11b分別位於該本體10b的相對邊或相鄰邊。於本發明之第二實施例中該第一緩衝元件21b、21c係為解多工器，第二緩衝元件22b、22c為多工器，藉此可以適用於三個電子模組。第一緩衝元件21b、21c之輸入埠A1、A3位於第一側11b，輸出埠B1、B3位於第二側12b，輸出埠C1、C3則位於第一側11b。第二緩衝元件22b、22c之輸入埠B2、B4位於第二側12b，輸入埠C2、C4位於第一側11b，輸出埠A2、A4則位於第一側11b。控制模組30可以設置於印刷電路板上，第一緩衝元件21b、21c及第二緩衝元件22b、22c皆連接至控制模組30，以藉由控制模組30的控制訊號以控制該多工器及該解多工器。

接著圖4係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之針腳布局之示意圖。

於本發明之第二實施例之中，路由積體電路元件1b的本體10b實際包括複數之電源針腳VCC、複數之接地針腳VSS、複數之控制針腳ctrl1~ctrl12、複數之輸入針腳A1_iP、A1_iN、A3_iP、A3_iN、B2_iP、B2_iN、B4_iP、B4_iN、C2_iP、C2_iN、C4_iP、C4_iN及複數之輸出針腳A2_oP、A2_oN、A4_oP、A4_oN、B1_oP、B1_oN、B3_oP、B3_oN、C1_oP、C1_oN、C3_oP、C3_oN。由於在本發明之第二實施例之中是以傳輸差動訊號為例，所以上述的輸入埠A1、A3、B2、B4、C2、C4及輸出埠A2、A4、B1、B3、C1、C3於圖4中都各自具有兩個針腳。

圖4中的複數之電源針腳VCC係設置於該本體10b之中央，以更方便地接收自印刷電路板傳輸來的電源訊號。複數之控制針腳ctrl1~ctrl12為低速傳輸的腳位，部分的控制針腳ctrl1、ctrl2、ctrl11、ctrl12係設置於該本體10b之邊緣，以連接該控制模組30，藉此傳輸控制訊號到第一緩衝元件21b、21c及第二緩衝元件22b、22c。複數之輸入針腳A1_iP、A1_iN、A3_iP、A3_iN、B2_iP、B2_iN、B4_iP、B4_iN、C2_iP、C2_iN、C4_iP、C4_iN及複數之輸出針腳A2_oP、A2_oN、A4_oP、A4_oN、B1_oP、B1_oN、B3_oP、B3_oN、C1_oP、C1_oN、C3_oP、C3_oN為可供高速傳輸的腳位，係配合第一緩衝元件21b、21c及第二緩衝元件22b、22c之布局而設置於該本體之邊緣10b以縮短訊號傳輸路徑。第一緩衝元件21b、21c及第二緩衝元件22b、22c經由上述複數之輸入針腳A1_iP、A1_iN、A3_iP、A3_iN、B2_iP、B2_iN、B4_iP、B4_iN、C2_iP、C2_iN、C4_iP、C4_iN及複數之輸出針腳A2_oP、A2_oN、A4_oP、A4_oN、B1_oP、B1_oN、B3_oP、B3_oN、C1_oP、C1_oN、C3_oP、C3_oN以分別連接該第一電子模組2a、該第二電子模組2b及該第三電子模組2c(如圖5A-5B所示)。複數之接地針腳VSS係設置於該本體10b之邊緣，用以間隔於各輸出入腳位所具有的針腳之間，且間隔於該複數之輸出入腳位所具有的針腳與該複數之控制針腳ctrl1~ctrl12之間，以避免個針腳間的訊號互相干擾。

接著請參考圖5A係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之傳輸路徑之示意圖。

由圖5A的傳輸路徑可知，當第一電子模組2a要傳輸電子訊號到第二電子模組2b時，先藉由控制模組30之切換，使得第一電子模組2a的電子訊號經過輸入埠A1或A3到達第一緩衝元件21b或21c，再傳輸到輸出埠B1或B3，最後到第二電子模組2b。當第二電子模組2b要傳輸電子訊號到第一電子模組2a時，就經過輸入埠B2或B4到達第二緩衝元件22b或22c，再傳輸到輸出埠A2或A4，最後到第一電子模組2a。故路由積體電路元件1b會包括兩個從第一電子模組2a到第二電子模組2b的通道及兩個從第二電子模組2b到第一電子模組2a的通道。

最後請參考圖5B係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之第二種傳輸路徑之示意圖。

由圖5B的傳輸路徑可知，當第一電子模組2a要傳輸電子訊號到第三電子模組2c時，先藉由控制模組30之切換，使得第一電子模組2a的電子訊號經過輸入埠A1或A3到達第一緩衝元件21b或21c，再傳輸到輸出埠C1或C3，最後到第三電子模組2c。當第三電子模組2c要傳輸電子訊號到第一電子模組2a時，就經過輸入埠C2或C4到達第二緩衝元件22b或22c，再傳輸到輸出埠A2或A4，最後到第一電子模組2a。故路由積體電路元件1b會包括兩個從第一電子模組2a到第三電子模組2c的通道及兩個從第三電子模組2c到第一電子模組2a的通道。由此可知，路由積體電路元件1b可以配合第一電子模組2a、第二電子模組2b及第三電子模組2c之位置來設置，來縮短電子訊號的傳輸路徑。藉此，可使該電子訊號於第一電子模組2a、第二電子模組2b及第三電子模組2c之間順暢地傳輸。

由上述的說明可知，本發明之路由積體電路元件1a、1b可以減少訊號傳輸的距離、訊號衰減的總和、電路板導通孔的數量及電路布局的複雜度等因素，避免產生串音干擾(Crosstalk)及訊號的品質下降的問題，明顯優於先前技術的設計。

需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

先前技術 第一電子模組81 第二電子模組82 路由積體電路元件90 第一緩衝元件91 第一輸入埠911 第一輸出埠912 第二緩衝元件92 第二輸入埠921 第二輸出埠922 本發明 路由積體電路元件1a、1b 第一電子模組2a 第二電子模組2b 第三電子模組2c 本體10a、10b 第一側11a、11b 第二側12a、12b 第一緩衝元件21a、21b、21c 第一輸入埠211 第一輸出埠212 第二緩衝元件22a、22b、22c 第二輸入埠222 第二輸出埠221 控制模組30 輸入埠A1、A3、B2、B4、C2、C4 輸出埠A2、A4、B1、B3、C1、C3 複數之輸入針腳A1_iP、A1_iN、A3_iP、A3_iN、B2_iP、B2_iN、B4_iP、B4_iN、C2_iP、C2_iN、C4_iP、C4_iN 複數之輸出針腳A2_oP、A2_oN、A4_oP、A4_oN、B1_oP、B1_oN、B3_oP、B3_oN、C1_oP、C1_oN、C3_oP、C3_oN 複數之控制針腳ctrl1~ctrl12 複數之電源針腳VCC 複數之接地針腳VSS

圖1係先前技術之路由積體電路元件之示意圖。 圖2係本發明之路由積體電路元件之第一實施例之架構示意圖。 圖3係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之架構示意圖。 圖4係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之腳位布局之示意圖。 圖5A係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之傳輸路徑之示意圖。 圖5B係本發明之路由積體電路元件之第二實施例之第二種傳輸路徑之示意圖。

路由積體電路元件1a 第一電子模組2a 第二電子模組2b 本體10a 第一側11a 第二側12a 第一緩衝元件21a 第一輸入埠211 第一輸出埠212 第二緩衝元件22a 第二輸入埠222 第二輸出埠221

Claims (3)

1. 一種路由積體電路元件，得以至少連接於一第一電子模組、一第二電子模組或一第三電子模組之間，藉以傳輸一電子訊號；該路由積體電路元件包括：一本體，該本體具有一第一側及一第二側；該第一側係連接於該第一電子模組或該第三電子模組，該第二側係連接於該第二電子模組並與該第一側位於不同側，且其中該第二側與該第二電子模組之間之距離小於該第二側與該第一電子模組之間之距離；一第一緩衝元件，係為一解多工器，係設置於該本體內，用以傳輸自該第一側到該第二側之該電子訊號；一第二緩衝元件，係為一多工器，係設置於該本體內，用以傳輸自該第二側到該第一側之該電子訊號；以及一控制模組，係控制該第一緩衝元件及該第二緩衝元件，以控制該電子訊號得以於該第一電子模組及該第二電子模組之間傳輸或於該第一電子模組及該第三電子模組之間傳輸；其中該第一緩衝元件及該第二緩衝元件所傳輸之該電子訊號之一傳輸方 向相反；藉此，可使該電子訊號於該第一電子模組、該第二電子模組或該第三電子模組之間順暢地傳輸。
2. 如請求項1所述之路由積體電路元件，其中該本體更包括設置：複數之電源針腳，係設置於該本體之中央；複數之輸出入針腳，係設置於該本體之邊緣，以分別連接該第一電子模組、該第二電子模組及該第三電子模組；複數之控制針腳，係設置於該本體之邊緣，以連接該控制模組；以及複數之接地針腳，係設置於該本體之邊緣，用以間隔於各複數之輸出入針腳之間，以及間隔於該複數之輸出入針腳與該複數之控制針腳之間。
3. 如請求項2所述之路由積體電路元件，其中該第二側係與該第一側分別位於該本體的相對邊或相鄰邊。

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