專利名稱：無橋無交換的PCIe擴展的制作方法
技術領域：
本發明涉賄過包括PCI Express (通常稱為PCIe)的串#^^進^^|高iM微艦信的擴l
定義
夕K殳卡是指插入數據總線的卡。其示例^t鄉限于SCSI控制器、卡、聲卡、USB卡等等。
"擴展單元"是指在其正常物理環浙對總線進行延伸或擴展的任意設備。
擴展單元旨扭常朋夕H殳卡。
"擴展卡"是指如下卡或者短線纜該卡或者短線纜不在總線的環^卜對總線進^T展，但是在其環嫂內允許總線更容易被訪問以進#^1試.擴展卡并不是為了正常的使用。Catalvst(www.getcatalvstcom)生產的一些擴展卡屬于這一類。
#^設備(芯片)是指為從一個總線到另一個總線的數#^號提#^口的芯片。棘芯片的示例包括鄉限于41210 (intel )， PEX8111 (PLX )， XIO2000
—(n)。
交換設備(芯片)是一種邏44#^殳備。它是PCI橋的PCIe等同物，其示例是uPD720401(NEC)、 PEX8508(PLX)、 XIO3130(TI)。
背景技術：
圖1在10處示出了如下通常的構思通過串行^M^r絲延伸i^f行
數據總線，以使得PO/PCIe總線(PCIe是PCI總線的衍生)^T展系^Ji可
用。箱這種系統，無ife^ri^r展槽是否絲夕K殳卡，在設抖理器(或
劐以的M)中，^L的BIOS/OS將看到至少一個橋或交換設備12.如M4^i殳卡，它們也會顯露出來。扭常情況下，無論單it^/j^L系統中、掛
在擴展卡上，i^ W展單元中，夕hi殳卡將(應該)對于i^系統來說悉是可見的。"^t這樣的^t^是Sco他dale， AZ的Mobility Electronics公司所銷售的SplitBridge 擴展才棘，其內敘過參^i綠合在極中。
傳統的擴展橋或交換設備12 ^^l如時鐘'l^X或夕MP時鐘生A^整的技
術，以保iit^^正確的時鐘lt據協議。橋交換設備12iiit理例如重啟、^Si之類的事情，并處理用于保i!J^角的夕K殳卡功能的^i帶(sideband)信號。
發明內容
本發明作為一種設備、系絲方法均具有^^優勢，其適于在不^fM微或交換i殳備的情況下，通過與具有高速數椐總線(如PCIe總線)的擴展單it^間的串行敏洛，來擴展高速數據總線，例如PCI Express (PCIe)總線。不^fM#^或交換設備的一個主要的優點是擴展接口對于BIOS、處理器、CPU、 OS以;ML^Lh的^fi"f可^i且件，無論是硬件、固刊^A軟件，嘲sA^4rft:明的。本發明并不需要額外的協議例如TCP/IP、串行ATA，千兆比特以太網等。也沒有隱含的由橋或交換設M致的硬件或設銅區動器的等待時間。
圖l描述了一^fm的并行數據總線的框圖，^^^15 1#^^的#^或交
換設備通過串^^mr彩，j擴展系統；
圖2描述了本發明的一個實施例，^BWv^U串行數據總線到擴展系統的串^^展，而無需##或交換設備；
圖3描述了數^時4t^存，其適于緩存從串^^的一端^iiU'J另一端的信號；
圖4描述了一個接口電路，^f站己^t艦帶信號；以及
圖5描述了本發明中ibNr展槽電力和處理后的邊帶信號的波形圖，
雞實財式
圖2描述了4^L明的一個實施例，如附圖#^20所示，其包括具有iWt
據總線24的i^L22，和使用非常透明的方法通過串行數據纜線32將^t/L總線24擴^JiJ擴展系統30的擴展系^l據，數據總線28。接口26^fe數妙時鐘緩存，其調節數I^P時鐘信號，如可從Pericom、 Maxim、 National semiconductor以;5U/f有控制WAKM和PERS1W的邊帶接口電絲^l^尋的那些。
才娥本發明，這些緩存22將PCIe時鐘和/或數^f言號增強到超過PCIExpress規范所^求的電平，以州劏言號的線纜損失。4Mit^t接口和方法，BIOS/OS不絲到擴展系統中的^f可設備，除非擴展槽賄插入(add in)卡。狄因為，緩存22^Wt號不相互影響，除非將其調整到州嘗船的多M^員失的電平。在本發明中，與橋或交換設備不同，被傳#^=#收的數據不# 或延i^&^次級協漢中，例如TCP/IP中。該緩存22可以是如附圖3所示的Pericom半^#/〉司生產的PI2EQX4驅動器。
有利的是，本發明^Ji/l^擴展部分中的一個或者在其兩者的接口26中，提供了邊帶信號處理，這種邊帶信號處理^k^t^ii帶信號，例如PERSTW (重啟)和WAKI^(系統喚醒)，等等，該邊帶信號以如下方式爭狄理在力f幾系統關閉的時候不干^K殳卡22的上電序列，或者也不會附加于其上。
參見圖4，示出了信號處，夾40的電氣示意圖，其4皮^^接口26中，并處m帶信號，使得該信號#展接口處的電力穩定后到達擴展接口。在一個實施例中，上電重啟監控電路42在傳itii帶信號(如PERSTW或WAKE # )之前，確保電源VDD穩定滿足PCIe規范的一段有限時間，其他信號，例如PRSNT# (夕K殳卡存在)按照如下方式凈i^t理確保Ji^系統知曉它具有多少個可用的到擴展系統的ifii (連接)。it有助于無射K殳卡有多少通道可用都緊接^_11電^進#^^訓練(linktraining),
J4Ui，對于膝上型電腦來說可負汰生的是膝上型電腦中PCIe—插槽的電力會出現如附圖5所示的上升，(；f^"和主電力》'^t，而是在Express繊中的+3JV和+L5V VDD電力)，，電力^I定之1^T能會忽高忽^^出現假信號(gliteh)，如'A， Al^斤示。it種^f^信號為邊帶信號，例如PERST弁，的^帶來問題，因為這W^信號;Ui^PaeM^的。即使擴展系統中的插入卡^it一點完成重啟(come out of reset)的話，該^V^常也不會正常工作，因為(給^/L卡的)系統電力在PERSTY^皮去斷言(deassert )之前是;^l定的，如點D'^J^斤示。械明的本實施例絲了小型重啟監控芯片42，輛保電壓V加扭itii帶信號(例如系統PERS1W)之前的有P隔定時間量內是^iW，并Jlit段時間是gPCIe^L^的。這段時間如^B， ^t^斤示.插入卡在時間'C，內看到PERS1W，該時間'C， MPCIe規范，確保電壓的"^不^t貞M鎖存(fowl)該系統。
邊帶信號WAK^的處理簡單得多，在常規的方法方它直接通過。本發明 讓WAKE^浮動，主片幾系多M^條線拉高。因為其在低電平時是活動的，所以 7^不^4皮斷言。i^fr^^是很奇怪的，^L是當系^Ji電時，該條線上的峰值 和噪聲會導致不旨的行為。更進一步，在^U允許PCIeE卡在^Ji電腦的主 機中^JU的適配卡時，當插Ait些卡時臺式PC會(賄電狀態)啟動。在許 多情況下，這歸結于在插入-^皮插入時存在WAKE^f言號，在其上電序列^ 在能夠拉WAKE^Ml前，插入"Hfcf^測到。
本發明是卓越的并ibi獨一無二的，因為它并不需絲(或交換設備)、額 外的驅動器以及^f可要為這種高速串^T展系統射&的資源。與jH^目對照的是， 4封可圖1的情況中所需的夕K殳卡驅動器/資源、高速緩存或^W/交換設備辦 f^^/性能，i^因為^it過橋或交換設^^發B的itf呈中總是會存在一定的
等待時間。本發明對于單個繊擴展系^M兌比^^1橋或交換設備的剡以系統
c單個織)更隨
本發明不同于擴展卡的財在于，械明提供了扭常甚至狄的餅
下l^]夕hi殳卡的能力，而""^的擴展卡通常需^^去i^系^^并且需t 個非常規的方法來^i^hi殳卡處于適當的位置。
雖然本發明通過"^t脅的較佳的實施例絲述，但是對^^域的4棘 人員來說，通過閱讀本發明而對其進4詢相關變形^H務^i^^而易見的。 因此，本發明所附加的擬'虔求應該 ^^沐的*^出上,^#得盡可能寬 泛以囊括所有的變形錄改。
權利要求
1、一種PCI Express(PCIe)通信系統，包括接收總線數據和電力的主機，被配置成串行傳輸PCIe兼容信號；電耦合到所述主機的串行鏈路；電耦合到所述主機的接收器，串聯鏈路電耦合到所述鏈路，被配置成接收所述串行傳輸的PCIe信號；電耦合到所述主機的驅動器，被配置成放大所述傳輸的PCIe信號，其中由所述主機發送的不滿足PCIe規范的要求的PCIe信號在所述接收器處滿足PCIe規范；以及所述主機包括處理邊帶信號使得邊帶信號在所述電力穩定后通過的接口。
2、 H3^'J^求l所述的PCIe通信系統，其中，所迷串#^^可以是斜必須是與PCIe艦絲的紙
3、 4n^'JJMU所述的PCIe通信系統，其中，所述接口與ii/L電力同步，并JLit于處理PERSIW邊帶信號.
4、 N5U'J^求3所述的PCIe通信系統，其中，所述接口將PERST^ff號g，直到電力穩定預定的時l .....
5、 一種適于M^到具有電力的數據總線并JL^M的PCIe ^:信號進行狄的驅動器，其中由所述驅動器發送的PCIe ^!信號不滿足PCIe ^b范的要求，而在沒有驅動器的情況下所述撒的信號滿足PCIeM^t^求，并腿^"處m帶信號^^尋邊帶信號在電力穩、^t^c^送的接口 ，
6、 H5U'J^求5所述的驅動器，其中，所述驅動器,站&狄當通過可能與PCIe規范不絲的^^^L送PCIe信號時，傳iH4狄狄滿足PCIe M^的PCIe信號。
7、 一種PCI Express (PCIe)通信系統，包拾接收悉錢救旨電力的i^L，朝CSeJ^串行傳輸PCIe^l信號；電l^^到所iii^L的串^^;電^^到所idi^L的接收器，串^^電^^到所述^，被^i^lt所述串行傳,PCIe信號；電齡到所ii^L并且艦JA^所述傳,PCIe信號進械大的驅動器，其中由所idJi/Ui送的不滿足PCIe M^范的要求的PCIe信號在所述艦器處滿足PCIe規范；以及處3S^置，用于處m帶信號，使得所iiii帶信號在所述電力穩^通ii
8、 dM5UiJ^求7所述的PCIe通信系統，其中，所述串^M^可以是妙必須是與PCIe艦綠的線纜。
9、 i^'J^求7所述的Pde通信系統，其中，所艦3g^置與掠電力同步，并JJi于處理PERSlW邊帶信號。
10、 H5U'J^求9所述的PCIe通信系統，其中，所i^t^^置將PERSTW信號^，直到電力穩定預定的時艮
11、 ""^t適于^^到具有電力的數據總線并JL^接收的PCIe ^J:信號進行狄的驅動器，缺驅動M，用于發送不滿足PCIe^Ut^求的信號，在纟殳有驅動器的情況下所述^:的信號滿足PCIeM^^^求，并皿包括用于處^ii帶信號使得邊帶信號在電力穩^^c送的^i:。
12、 M3U'虔求11所述的驅動器，其中，所述驅動^X,賴eJ^當通過可能與PCIeM^不^^的線l^送信號時，傳^4^^狄滿足PCIe私范的信號，
全文摘要
本發明涉及一種設備、系統以及方法，其適于在不使用橋接或交換設備的情況下，通過與具有高速數據總線(如PCIe總線)的擴展單元之間的串行鏈路，來擴展高速數據總線(例如PCI EXPRESS(PCIe)總線)。不使用橋或交換設備的一個主要的優點是擴展接口對于BIOS、處理器、CPU、OS以及在主機板上的任何其他組件，無論是硬件、固件還是軟件，都是完全透明的。本發明并不需要額外的協議例如TCP/IP、串行ATA、千兆比特以太網等。也沒有由橋或交換設備導致的隱含的硬件或設備驅動器的等待時間。
文檔編號G06F13/40GK101663657SQ200780051450
公開日2010年3月3日 申請日期2007年12月11日 優先權日2006年12月20日
發明者D·維克佐萊克, K·穆薩特 申請人:米森技術集團公司