專(zhuān)利名稱(chēng)：高速外設(shè)互聯(lián)接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于訪問(wèn)外圍設(shè)備和個(gè)人計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接口，特別是涉及一種高速夕卜設(shè)互聯(lián)(PCI Express, Peripheral Component Interconnect Express )接口。
背景技術(shù)：
通用串行總線是用于訪問(wèn)外圍設(shè)備和個(gè)人計(jì)算機(jī)的公用接口標(biāo)準(zhǔn)，近年來(lái)， USB的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)被擴(kuò)大到大量的消費(fèi)電子設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備。目前，符合 USB2.0規(guī)范的接口大量應(yīng)用，由于USB2.0接口最高速率是480Mb/S，同時(shí)接 口能夠提供供電能力，使得USB2.0接口在目前PC接口領(lǐng)域非常普及。但是隨 著存儲(chǔ)容量和網(wǎng)絡(luò)速度進(jìn)入G時(shí)代，PC與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)連接需要更高的傳 輸速率，USB2.0逐漸變得難以滿足日益增長(zhǎng)的存取速率要求，PC機(jī)與外部設(shè) 備的數(shù)據(jù)連接急需釆用一種新的接口規(guī)范。一種解決方案是利用外置串行高技術(shù)配置(eSATA, e Serial Advanced Technology Attachment)接口將SATA接口引出機(jī)箱，這種接口能夠支持3Gb/S 的帶寬。但是該方案的缺點(diǎn)是該接口中沒(méi)有提供電源信號(hào)，因此無(wú)法對(duì)設(shè)備 供電。而且僅支持簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)設(shè)備，因此，大量的消費(fèi)電子產(chǎn)品難以利用該接 口與計(jì)算機(jī)相連，另外，該方案也不能兼容現(xiàn)有數(shù)量眾多的USB設(shè)備。另一種解決方案為筆記本電腦上推廣的ExpressCard接口 ，該接口能夠支 持3Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸率。ExpressCard接口能夠?yàn)榇鎯?chǔ)設(shè)備提供電源，能夠同時(shí) 支持PCI Express接口 、 USB接口等。PCI Express接口可以簡(jiǎn)稱(chēng)為PCIe接口 ， 其沿用了現(xiàn)有的PCI通訊標(biāo)準(zhǔn)，但基于更快的串行通信系統(tǒng)。ExpressCard接口 分為ExpressCard|34和ExpressCard|54兩種，其外形分別如圖l(a)和圖l(b)所示，可以看出，即使是尺寸較小的ExpressCard|34接口，仍然具有較大的外形尺寸 一一75 x 34mm。而且該接口雖然能夠支持USB設(shè)備，但是這種支持是建立在 USB設(shè)備的接口也是使用ExpressCard接口規(guī)范的基礎(chǔ)上的，對(duì)于傳統(tǒng)的USB 設(shè)備，該接口無(wú)法提供支持，由此喪失了對(duì)目前大量存在的USB接口的外設(shè)的 兼容性。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于能夠提供一種用于訪問(wèn)外圍設(shè)備和個(gè)人 計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接口，該接口能夠兼容現(xiàn)在廣為應(yīng)用的USB接口規(guī)范，而且能夠 支持高數(shù)據(jù)傳輸率的PCIe接口規(guī)范。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所釆用的技術(shù)方案為一種高速外設(shè)互聯(lián)接口，包括電源端子、接地端子，四個(gè)數(shù)據(jù)端子中包括 兩個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送端子和兩個(gè)數(shù)據(jù)接收端子，該接口的電源端子和接地端子與USB 接口規(guī)范相應(yīng)端子一致，保證所述四個(gè)數(shù)據(jù)端子中的兩個(gè)的位置和寬度與USB 接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D-端子位置相 交迭，保證另外兩個(gè)數(shù)據(jù)端子的位置和寬度與USB接口中規(guī)范的D-端子位置 相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭。其中，該接口的所述四個(gè)數(shù)據(jù)端子位置與USB接口端子位置對(duì)應(yīng)關(guān)系為 PT-端子和PR+端子與USB接口的D+端子相對(duì)應(yīng)，而PT+端子和PR-端子與 USB接口的D-端子相對(duì)應(yīng)。其中，所述接口還包括接口檢測(cè)單元，該接口檢測(cè)單元用于檢測(cè)該接口所 配合的接口類(lèi)型，控制對(duì)應(yīng)于當(dāng)前檢測(cè)出的接口類(lèi)型的接口使能信號(hào)的輸出。其中，所述接口檢測(cè)單元集成在計(jì)算機(jī)的南橋芯片中?；蛘咚鼋涌跈z測(cè) 單元集成于專(zhuān)用集成芯片。該接口檢測(cè)單元包含有信號(hào)發(fā)送模塊、信號(hào)比較模 塊、切換控制模塊，其中，信號(hào)發(fā)送模塊連接信號(hào)比較模塊，為信號(hào)比較模塊 和接口輸出端子提供輸出信號(hào)，信號(hào)比較模塊連接切換控制模塊，完成該輸出 信號(hào)與從接口輸入端子接收到的輸入信號(hào)的對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果發(fā)送置切換控制模塊，切換控制模塊控制不同接口使能信號(hào)的輸出。本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口，能夠按照PCIe接口規(guī)范提供高達(dá) 3Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸率，同時(shí)能夠在不對(duì)傳統(tǒng)USB外圍設(shè)備進(jìn)行改造的情況下， 提供對(duì)這些USB外圍設(shè)備的支持。本發(fā)明還能夠自動(dòng)檢測(cè)外圍設(shè)備是符合PCIe接口規(guī)范的設(shè)備還是符合 USB接口規(guī)范的設(shè)備，并且為這兩種不同類(lèi)型的設(shè)備分別提供其適合的傳輸協(xié) 議。另夕卜，本發(fā)明的接口外形和原有USB接口完全一樣，尺寸小，利用該接口 的外設(shè)具有方便攜帶和使用的優(yōu)點(diǎn)。


圖l(a)為現(xiàn)有技術(shù)中ExpressCardl34接口規(guī)范外形圖；圖l(b)為現(xiàn)有技術(shù)中ExpressCardlM接口規(guī)范外形圖；圖2為本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口的幾種可能的配合情況；圖3為本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4為本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖5為本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口的接口檢測(cè)單元內(nèi)部功能模塊圖；圖6為本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口的接口檢測(cè)單元的 一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 本發(fā)明的兼容通用串行總線接口的PCIe接口能夠支持目前數(shù)量眾多的 USB接口設(shè)備，而且能夠支持高數(shù)據(jù)傳輸率的PCIe接口規(guī)范。為了方便描述， 在下文中稱(chēng)釆用本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口規(guī)范的插頭(Plug)為新型插 頭，稱(chēng)釆用本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口規(guī)范的插座(Socket)為新型插座。 為了能夠兼容現(xiàn)有的USB接口 ，本接口的連接端子釆用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，將USB接口的D+、 D-端子分成兩半，變成4個(gè)數(shù)據(jù)端子，用于引出PCIe的信 號(hào)，分別對(duì)應(yīng)PT+、 PT-、 PR+和PR-,保持USB接口的其它端子的定義不變。 這個(gè)剖分關(guān)系不是唯一限定的，可以由USB接口的D+劈為PT+和PR-, D-劈 為PT-和PR+;也可以是D+劈為PT+和PT-， D-劈為PR+和PR-，還可以是其 它剖分方法，只需要更改端子后的連線即可。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例， 選擇將USB接口的D+劈為PT+和PR-, D-劈為PT-和PR+。另外，這種剖分關(guān)系也并不一定要求PT+端子和PR-端子只能對(duì)應(yīng)USB接 口的D+端子的寬度，或者PT-端子和PR+端子只能對(duì)應(yīng)USB接口的D-端子的 寬度。實(shí)際上只需要保證該接口的電源端子和接地端子與USB接口規(guī)范相應(yīng)端 子一致，所述四個(gè)數(shù)據(jù)端子中兩個(gè)的位置和寬度能夠保證其與USB接口規(guī)范中 的D+端子位置相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D-端子位置相交迭，而另 外兩個(gè)端子的位置和寬度能夠保證其與USB接口中規(guī)范的D-端子位置相交迭， 且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭。兼容USB接口的PCIe接口中PT-端子和PR+端子以及PT+端子和PR-端子 也不是一定要求必須按照?qǐng)D2中所示的并列排開(kāi)，也可以是PT-端子和PR+端 子按照插入方向的前后順序排開(kāi)，只要能夠同時(shí)保證與USB接口中的D-端子 接觸且不與D+端子接觸即可。PT+端子和PR-端子也可以是其它的布置方式， 只要能夠保證相應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。相對(duì)于圖2中A部分所示的為傳統(tǒng)USB插座和傳統(tǒng)USB插頭之間的對(duì)應(yīng) 配合關(guān)系，引入本發(fā)明的兼容USB接口的PCIe接口后，會(huì)出現(xiàn)幾種新的配合 關(guān)系，分別是新型插座配合傳統(tǒng)USB插頭；新型插座配合新型插頭，傳統(tǒng) USB插座配合新型插座。這幾種配合關(guān)系分別如圖2中的B、 C和D部分所示。由圖2的B部分可見(jiàn)，當(dāng)傳統(tǒng)USB插頭插入新型插座之后，由于傳統(tǒng)USB 插頭的D+、 D-端子寬度要比新型插座的PT+、 PT-、 PR+和PR-寬，所以新型插 座的PT+和PR-端子會(huì)被USB接口的D+端子短接，而新型插座的PT-和PR+ 端子會(huì)被USB接口的D-端子短接，如果通過(guò)一種檢測(cè)設(shè)備能夠檢測(cè)到新型插 座的PT-和PR+、 PT+和PR-被短接，就能夠確認(rèn)新型插座里面插入的是傳統(tǒng)USB插頭，由圖2的C部分可見(jiàn)，當(dāng)新型插頭插入新型插座之后，二者的PCIe 端子一一對(duì)應(yīng)，就可以釆用高數(shù)據(jù)傳輸率的PCIe接口規(guī)范了。為了實(shí)現(xiàn)接口的自適應(yīng)識(shí)別功能，對(duì)于提供新型插座的一側(cè)，該側(cè)一般是 PC，需要提供一種接口檢測(cè)單元，該接口檢測(cè)單元連接至PCIe接口的輸入端 子PR+和PR-，且提供USB輸出使能信號(hào)線和PCIe輸出使能信號(hào)線，配合PC 的USB數(shù)據(jù)線和PCIe數(shù)據(jù)線，按照USB接口協(xié)議發(fā)送信號(hào)至USB接口的D+ 和D-端子，實(shí)際上也是同時(shí)發(fā)送至PT+和PR-端子和PT-和PR+端子，和能夠 按照PCIe接口協(xié)議發(fā)送信號(hào)至PCIe接口的PT+和PT-端子。該接口檢測(cè)單元 能夠判斷新型插座的PT+和PR-端子是否被短接，及新型插座的PT-和PR+端子 是否被短接，如果這幾個(gè)端子之間的短接關(guān)系存在，就認(rèn)為新型插座內(nèi)插入的 是傳統(tǒng)USB設(shè)備，新型插座一側(cè)即可按照USB接口協(xié)議與USB插頭一側(cè)通信、 傳輸數(shù)據(jù)。而如果接口檢測(cè)單元沒(méi)有檢測(cè)到這種短接關(guān)系的存在，就認(rèn)為新型 插座內(nèi)插入的是新型插頭，新型插座一側(cè)即可按照PCIe接口的協(xié)議與之通信、 傳輸數(shù)據(jù)。如圖3所示，這種接口檢測(cè)單元以可以直接嵌入進(jìn)計(jì)算機(jī)的南橋芯片，在 南橋芯片內(nèi)部完成短路檢測(cè)功能，檢測(cè)完成后根據(jù)短路檢測(cè)結(jié)果由接口檢測(cè)單 元發(fā)出USB輸出使能信號(hào)或者是PCIe輸出使能信號(hào)，配合PC的USB數(shù)據(jù)線 或PCIe數(shù)據(jù)線，利用相應(yīng)的傳輸接口協(xié)議完成PC機(jī)與外設(shè)之間的通信和數(shù)據(jù)如圖4所示，這種接口檢測(cè)單元由一個(gè)專(zhuān)用集成芯片(ASIC, Application-Specific Integrated Circuit)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該專(zhuān)用集成芯片連接PC的PCIe 插槽的USB數(shù)據(jù)引腳和PCIe發(fā)送和接收引腳，在該專(zhuān)用集成芯片內(nèi)部完成短 路檢測(cè)功能，檢測(cè)完成后根據(jù)短路檢測(cè)結(jié)果由接口檢測(cè)單元發(fā)出USB輸出使能 信號(hào)或者是PCIe輸出使能信號(hào)，配合PC的USB數(shù)據(jù)線或PCIe數(shù)據(jù)線，利用 相應(yīng)的傳輸接口協(xié)議完成PC機(jī)與外設(shè)之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。接口檢測(cè)的方式可以有多種選擇，例如，直接由接口檢測(cè)單元發(fā)送一個(gè)高 電平或低電平給PT+或PT-端子，然后檢測(cè)PR-或PR+端子的電平，即可判斷上述兩組端子之間是否被短接。另一種接口檢測(cè)單元的實(shí)施例如圖5所示，接口檢測(cè)單元包含有信號(hào)發(fā)送 模塊、信號(hào)比較模塊、切換控制模塊，其中，信號(hào)發(fā)送模塊連接信號(hào)比較模塊,向PCIe輸出端子PT+或PT-發(fā)送一個(gè)符合PCIe協(xié)議的輸出信號(hào)，并為信號(hào)比 較單元提供該輸出信號(hào)，信號(hào)比較模塊連接PCIe輸入端子PR-或PR+，能夠由 這兩個(gè)端子上獲得輸入信號(hào)，信號(hào)比較模塊還連接切換控制模塊，信號(hào)比較模 塊能夠完成對(duì)輸出信號(hào)與從PR-或PR+接收到的輸入信號(hào)的對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果 發(fā)送至切換控制模塊，切換控制模塊控制不同接口使能信號(hào)的輸出，接口使能 信號(hào)包括USB輸出使能信號(hào)和PCIe輸出使能信號(hào)。一個(gè)具體的實(shí)施例如圖6所示，信號(hào)發(fā)送模塊由波形發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)，信號(hào) 比較模塊由異或門(mén)電路和脈沖計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，切換控制電路由或門(mén)電路和非門(mén) 電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了檢測(cè)插入的插頭到底是USB插頭還是新型插頭，波形發(fā)生器 發(fā)送一組特定的輸出波形信號(hào)，該信號(hào)同時(shí)送給異或門(mén)電路。如果插入的是USB 設(shè)備，插槽的PCIe輸出端子和輸入端子被短接，發(fā)送的輸出波形信號(hào)被短接的 PCIe輸入端子PR+和PR-直接送入送入異或門(mén)電路。異或門(mén)電路對(duì)輸出波形信號(hào)和從輸入端子接收到的輸入信號(hào)進(jìn)行比較，如 果這兩路信號(hào)相同，說(shuō)明PCIe的PT-和PR+、 PT+和PR-被短接，則輸出恒0; 如果這兩路信號(hào)不相同，說(shuō)明PCIe的PT-和PR+、 PT+和PR-沒(méi)有被短接，就 會(huì)有脈沖波形輸出。脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)波形上的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果計(jì)數(shù)結(jié)果為恒 0，則計(jì)數(shù)輸出為O,否則計(jì)數(shù)輸出大于0。或門(mén)電路對(duì)脈沖計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行 或運(yùn)算，為O則輸出為O,經(jīng)非門(mén)電路輸出為l,此時(shí)發(fā)出USB輸出使能信號(hào)。 脈沖計(jì)數(shù)器輸出大于0，則或門(mén)電路運(yùn)算輸出為l，此時(shí)發(fā)出PCIe輸出使能信 號(hào)。對(duì)于圖2中的D部分所對(duì)應(yīng)的情況，當(dāng)一個(gè)新型插頭插入了傳統(tǒng)的USB 插槽時(shí)，只需要連接新型插頭的一端設(shè)備具有上述接口檢測(cè)單元和控制電路， 且該設(shè)備能夠同時(shí)支持USB接口協(xié)議和PCIe接口協(xié)議，就能夠使得具有新型 插頭的該設(shè)備能夠自適應(yīng)選擇按照USB接口協(xié)議的方式還是PCIe接口協(xié)議的方式傳輸數(shù)據(jù)。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)該能夠聯(lián)想到，PCIe接口的數(shù)據(jù)端子與USB接口的 數(shù)據(jù)端子之間各種不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及不同形狀特性的數(shù)據(jù)端子組成的PCIe 接口，還有包括不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的接口檢測(cè)單元的PCIe接口，都應(yīng)該屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種高速外設(shè)互聯(lián)接口，包括電源端子、接地端子，四個(gè)數(shù)據(jù)端子中包括兩個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送端子和兩個(gè)數(shù)據(jù)接收端子，其特征在于，該接口的電源端子和接地端子與USB接口規(guī)范相應(yīng)端子一致，保證所述四個(gè)數(shù)據(jù)端子中的兩個(gè)的位置和寬度與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D-端子位置相交迭，保證另外兩個(gè)數(shù)據(jù)端子的位置和寬度與USB接口中規(guī)范的D-端子位置相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速外設(shè)互聯(lián)接口，其特征在于，該接口的所述 四個(gè)數(shù)據(jù)端子位置與USB接口端子位置對(duì)應(yīng)關(guān)系為PT-端子和PR+端子與USB 接口的D+端子相對(duì)應(yīng)，而PT+端子和PR-端子與USB接口的D-端子相對(duì)應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速外設(shè)互聯(lián)接口，其特征在于，所述接口 還包括接口檢測(cè)單元，該接口檢測(cè)單元用于檢測(cè)該接口所配合的接口類(lèi)型，控 制對(duì)應(yīng)于當(dāng)前檢測(cè)出的接口類(lèi)型的接口使能信號(hào)的輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速外設(shè)互聯(lián)接口，其特征在于，所述接口檢測(cè) 單元集成在計(jì)算機(jī)的南橋芯片中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速外設(shè)互聯(lián)接口，其特征在于，所述接口檢測(cè) 單元集成于專(zhuān)用集成芯片。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速外設(shè)互聯(lián)接口，其特征在于，所述接口檢測(cè)單元包含有信號(hào)發(fā)送模塊、信號(hào)比較模塊、切換控制模塊，其中，信號(hào)發(fā)送模 塊連接信號(hào)比較模塊，為信號(hào)比較模塊和接口輸出端子提供輸出信號(hào)，信號(hào)比 較模塊連接切換控制模塊，完成該輸出信號(hào)與從接口輸入端子接收到的輸入信 號(hào)的對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果發(fā)送置切換控制模塊，切換控制模塊控制不同接口使能 信號(hào)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種兼容通用串行總線接口的高速外設(shè)互聯(lián)接口，包括電源端子、接地端子，四個(gè)數(shù)據(jù)端子中包括兩個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送端子和兩個(gè)數(shù)據(jù)接收端子，該接口的電源端子和接地端子與USB接口規(guī)范相應(yīng)端子一致，保證所述四個(gè)數(shù)據(jù)端子中兩個(gè)的位置和寬度與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭，且不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D-端子位置相交迭，保證另外兩個(gè)端子的位置和寬度與USB接口中規(guī)范的D-端子位置相交迭，而不會(huì)與USB接口規(guī)范中的D+端子位置相交迭。采用本發(fā)明的兼容通用串行總線接口的PCI Express接口，能夠按照PCI Express接口規(guī)范提供高達(dá)3Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸率，同時(shí)能夠在不對(duì)傳統(tǒng)USB外圍設(shè)備進(jìn)行改造的情況下，提供對(duì)這些外圍設(shè)備的支持，另外具有外形尺寸小、方便使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L12/40GK101335736SQ200710118089
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者謙 趙, 浩 陳 申請(qǐng)人:聯(lián)想(北京)有限公司