CN100424668C - Pci-e总线自动配置*** - Google Patents
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Abstract
一种PCI-E总线自动配置***，该PCI-E总线自动配置***主要包括：检测模块及切换模块，该检测模块检测一计算机***具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽及具有较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽的接地脚上逻辑信号的状态值，获得该第一及第二PCI-E总线插槽上是否有扩展卡***，且如果该检测模块检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽上没有扩展卡***时产生切换控制信号输出，控制该切换模块进行切换动作，将该第二PCI-E总线插槽使用的信道给该第一PCI-E总线插槽使用，本发明可以提升PCI-E总线信道的利用率，提升数据传输速度，克服现有PCI-E总线设计不具有弹性的缺点。
Description
技术领域
本发明是关于一种PCI Express(Peripheral Component InterconnectExpress；PCI-E)总线自动配置***，特别是关于一种应用在计算机***中，对PCI-E总线信道(Lane)进行配置的PCI-E总线自动配置***。
背景技术
随着电子及计算机技术的进步及实现功能的越来越强大，现在可通过搭载新的***设备升级功能或增加新的功能，但搭载新的***设备后要重新启动计算机***完成***设备驱动加载，这样需要停止现有作业，在实际使用上非常不便，特别是对时间持续性及高可靠性具有很高要求的服务器等设备，会造成数据丢失、服务中断等严重后果。
因此，业界提出一种具有热插拔功能的扩展卡互连技术，PCI(Peripheral Component Interconnection)(以下简称为PCI技术)作为计算机***的输入输出(I/O)接口，现今PCI已成为计算机***普遍支持的总线标准，它是专为***设备、扩展卡和处理器/内存***设计的互连机制，能够将各种扩展卡、硬盘或光驱接入***，在设备之间以及设备与***内存和处理器之间实现双向通信，其最大的特点是允许用户在无须关掉或者暂停计算机的情况下进行在线升级、更改、添加PCI***设备，并且不需要重新启动操作***即可使用，大幅度减少了计划和非计划停机的时间，为用户提供了最大限度的可用性，提升了计算机***的性能。
现有的PCI总线是由Intel在十年前开发的接口，工作在33MHz和32位环境下，理论带宽峰值是每秒132MB。它使用共享总线拓扑结构，即总线带宽在多个设备之间共享，从而实现总线上不同设备之间的通信。随着设备的发展，占用大量带宽的新设备开始吞噬共享总线上其它设备的带宽。例如，1G网卡可独占95％的PCI总线带宽。这样，网络联机速度势必会受到一定程度的影响。随着计算机***其它配件性能的日渐升级，PCI技术也渐渐无法满足计算机***的需要，这时就需要有一种新的技术取代PCI技术，提供***更高的带宽。
为了提供给新型设备要求的带宽，PC行业协会和外设厂商一起开发了PCI Express总线，并且在2004年在计算机设备上使用。目前，大部分来自顶级供货商的计算机设备已经至少包括了一个PCI Express(以下简称为PCI-E)总线插槽。相对于PCI总线，PCI-E总线采用串行连接、点对点、低电压差分信号(Low-Voltage-Differential-SignalLVDS)进行数据传输，具有数据传输速度高、噪声低等优点。在PCI-E总线标准技术下，基本的PCI-E总线连接定义为两对LVDS，其中一LVDS发送信号，另一LVDS接收信号。这种连接也被定义为信道(Lane)，该信道具有单方向250M位/秒的传输速度。信道数越多则表示PCI-E总线提供的带宽越高。
另外，不同于PCI总线将带宽分给总线上的所有设备，PCI-E总线是提供给每一个设备专用的数据传输信道，数据通过与其对应的信道(Lane)发送和接收信号，并以封包(package)形式串行传输，且多个信道可以组合在一起形成x1(“单一信道”)、x2、x4、x8、x12、x16和x32信道，从而提高插槽的带宽。相对于传统PCI总线，PCI-E总线极大地提高了数据传输带宽，减少了对电路板和内存的需求，并且实现了更快的数据传输。
如上所述，PCI-E总线提供的带宽由其信道数决定。目前计算机的主板一般是通过硬件电路设计将PCI-E总线信道与计算机主板上的PCI-E总线插槽固定连接，使PCI-E总线给各PCI-E总线插槽固定的带宽。例如，如果计算机主板上设有PCI-E×4总线及PCI-E×8总线插槽，PCI-E总线具有8个信道，该8个信道平均分配给该PCI-E×4总线及PCI-E×8总线插槽，供插在该PCI-E×4总线及PCI-E×8总线插槽上的扩展卡通过其专用信道与计算机***内存进行快速数据传输。但是，如果PCI-E×4总线插槽上没有插接扩展卡，仅PCI-E×8总线插槽上插接扩展卡时，如上所述，由于PCI-E上的信道被平均分配给PCI-E×4总线及PCI-E×8总线插槽，连接到PCI-E×4总线插槽的信道被闲置，导致PCI总线部分信道没有被有效利用，影响了数据传输速度，PCI-E总线的部分输入输出带宽被浪费，且PCI-E总线的设计也失去了弹性。
因此，如何提供一种PCI-E总线自动配置***，避免现有技术中PCI-E总线设计不具有弹性、信道配置固定引起的PCI-E总线信道无法有效利用、影响数据传输速度等缺点，已成为目前业界亟待解决的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种PCI-E(Peripheral Component Interconnect Express)总线自动配置***，提升PCI-E总线信道的利用率，提高数据传输速度。
本发明的又一目的在于提供一种PCI-E总线自动配置***，避免现有PCI-E总线设计不具有弹性的缺点。
为实现上述及其它目的，本发明提供一种PCI-E总线自动配置***，应用在一计算机***中，该计算机***至少具有一具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽及具有较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽，该第一及第二PCI-E总线插槽分别具有接地脚，该PCI-E总线信道选择性地提供该第一及第二PCI-E总线插槽使用，该PCI-E总线自动配置***包括：检测模块，检测该第一及第二PCI-E总线插槽上的接地脚上逻辑信号状态值，获得该第一及第二PCI-E总线插槽上是否有扩展卡***的信息，并在该检测模块检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽上没有扩展卡***时，产生切换控制信号并输出；以及切换模块，依据该检测模块输出的切换控制信号进行切换动作，将该第二PCI-E总线插槽使用的信道分配给该第一PCI-E总线插槽使用。
在本发明中，该检测模块包括：至少二个检测单元，该二个检测单元分别与该第一及第二PCI-E总线插槽连接，分别检测该第一及第二PCI-E总线插槽上接地脚的逻辑信号状态值；以及切换控制信号产生单元，在该检测单元检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽上没有扩展卡***时，产生一切换信号输出，控制该切换模块进行相应切换动作。
另外，本发明中，如果该检测模块没有检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该检测模块产生一状态保持信号输出到该切换模块，使该切换模块不做切换动作而保持当前状态。
另外，在本发明中，上述检测单元是由晶体管(transistor)、缓存器(Buffer)及周边电子元件与线路组成的检测电路。
与现有技术相比，本发明的PCI-E总线自动配置***主要由检测模块检测计算机***第一及第二PCI-E总线插槽接地脚的逻辑信号状态值，获得该第一及第二PCI-E总线插槽上是否有扩展卡***，如果该检测模块检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽上没有扩展卡***时，产生切换控制信号并输出，控制该切换模块进行切换动作，将该第二PCI-E总线插槽使用的信道给该第一PCI-E总线插槽使用。因此，本发明可将该PCI-E总线上预先分配给该具有较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽信道，分配给该具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽使用，可提高插在该第一PCI-E总线插槽上的扩展卡与该计算机***进行数据传输的速度，该PCI-E总线信道也得到有效地利用，避免现有技术中PCI-E总线信道与PCI-E总线插槽连接固定引起的PCI-E总线信道无法有效利用的问题，使PCI-E总线设计具有弹性。
附图说明
图1是本发明的PCI-E总线自动调整***的基本架构示意图。
具体实施方式
实施例
图1是本发明的PCI-E(Peripheral Component Interconnect Express；PCI-E)总线自动配置***的基本架构示意图。本发明的PCI-E总线自动配置***应用在一计算机***中(图未标)，该计算机***至少包括：两组PCI-E总线插槽，为简化附图及说明，下面以该计算机***包括第一及第二PCI-E总线插槽20、21为例进行说明。另外，该计算机***还包括中央处理器(CPU)、北桥芯片(NB)或南桥芯片(SB)。
在本发明中，第一及第二PCI-E总线插槽20、21是单一信道(×1)、两信道(×2)、四信道(×4)、八信道(×8)、十六信道(×16)等规格的PCI-E总线插槽，该第一及第二PCI-E总线插槽上具有接地脚GND。在本发明中，第一PCI-E总线插槽20、第二PCI-E总线插槽21具有不同的信道宽度(lane width)，下面以第一及第二PCI-E总线插槽20、21分别是PCI-E×8总线插槽及PCI-E×4总线插槽为例进行说明，但并不以此限制本发明的范围。相应的，本发明的PCI-E总线1是具有8个信道的PCI-E总线，当第一及第二PCI-E总线插槽20、21上都有扩展卡***并运行时，PCI-E总线1的8个信道平均分配到第一及第二PCI-E总线插槽20、21。
请参阅图1，该PCI-E总线自动配置***包括：检测模块10及切换模块11。以下对检测模块10及切换模块11进行详细说明。
检测模块10检测第一及第二PCI-E总线插槽20、21的接地脚GND逻辑信号状态值(例如是逻辑“0”或“1”)，获得第一及第二PCI-E总线插槽20、21上是否有扩展卡***，如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20上有扩展卡***，第二PCI-E总线插槽21上没有扩展卡***时，产生切换控制信号并输出。在本发明中，该第一及第二PCI-E总线插槽具有供扩展卡插接在其上的插槽(slot)。该扩展卡种类包括：软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器(CD-ROM)、刻录机(CD-R/W)及DVD光驱(DVD)、声卡或网卡。
在本发明中，当有扩展卡***第一及/或第二PCI-E总线插槽20、21时，第一及或第二PCI-E总线插槽20、21上的接地脚与接在其上的扩展卡接地脚(即扩展卡接地信号金手指(finger))接触，将该扩展卡接地脚与该计算机上对应的线路连接，形成信号传递路径。如果该计算机***预设该接地脚是低电位，即逻辑信号“0”有效，当第一及第二PCI-E总线插槽20、21的插槽有扩展卡***，该第一及第二PCI-E总线插槽接地脚有逻辑“0”信号产生，否则，如果第一及第二PCI-E总线插槽20、21没有扩展卡***，该第一及第二PCI-E总线插槽20、21接地脚浮接(floating)，这时，该第一及第二PCI-E总线插槽20、21接地脚有逻辑信号“1”产生。
如上所述，检测模块10由第一及第二PCI-E总线插槽20、21接地脚GND输出的逻辑信号状态值(例如是逻辑信号“0”或“1”)，获知该第一及第二PCI-E总线插槽上是否有扩展卡***。例如，如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚输出逻辑信号“1”，第二PCI-E总线插槽21的接地脚输出逻辑信号“0”，则产生表示第一PCI-E总线插槽20上没有扩展卡***，第二PCI-E总线插槽21上有扩展卡***，这时检测模块10依据检测结果产生一切换信号，并输出到切换模块11。
另外，如果检测模块10检测到第一及第二PCI-E总线插槽20、21的接地脚输出逻辑信号“0”，则表示第一及第二PCI-E总线插槽20、21上都有扩展卡***；如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚输出逻辑信号“1”，第二PCI-E总线插槽21的接地脚输出逻辑信号“0”，则表示第一PCI-E总线插槽20上没有扩展卡***，第二PCI-E总线插槽21上有扩展卡***；再者，如果检测模块10检测到第一及第二PCI-E总线插槽20、21的接地脚输出逻辑信号均为“1”，则表示第一及第二PCI-E总线插槽20、21上都没有插扩展卡，这时检测模块10依据上述三种检测结果中的一种，产生一状态保持信号输出到切换模块11。
切换模块11接收检测模块10输出的切换信号或状态保持信号，并依据接收到的切换信号或状态保持信号进行切换动作或不做切换动作。具体而言，如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出逻辑信号“0”，第二PCI-E总线插槽21的接地脚GND输出逻辑信号“1”，则表示第一PCI-E总线插槽20上插有扩展卡，而第二PCI-E总线插槽21上没有扩展卡***，这时切换模块11依据检测模块10输出的切换信号进行切换动作，将预先分配给该第二PCI-E总线插槽21使用的PCI-E总线1的信道，交给该第一PCI-E总线插槽20使用，将PCI-E总线1的所有信道连接到第一PCI-E总线插槽20，接在第一PCI-E总线插槽20上的扩展卡通过该PCI-E总线1提供的所有信道连接到该计算机***(例如该计算机***的内存)，可以提升该扩展卡与该计算机***进行数据传输的速度，提升PCI-E总线信道利用率，从而实现有效地分享PCI-E总线频宽的目的。
另外，如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出逻辑信号“1”，第二PCI-E总线插槽21的接地脚GND输出逻辑信号“0”，则表示第一PCI-E总线插槽20上没有***扩展卡，而第二PCI-E总线插槽21上有扩展卡，如上所述，第二PCI-E总线插槽21是4信道规格插槽，该第二PCI-E总线插槽已有4信道与其连接，这时检测模块10产生一状态保持信号输出到切换模块11，使切换模块11不做切换动作保持当前状态。例如，如果检测模块10检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出逻辑信号“1”，第二PCI-E总线插槽21的接地脚GND输出逻辑信号“1”，或检测单元100检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出的逻辑信号状态值是“0”，检测单元100检测到第二PCI-E总线插槽21的接地脚GND输出的逻辑信号状态值是“0”，则表示第一及第二PCI-E总线插槽20、21上都没有***扩展卡，这时，检测模块10产生一状态保持信号输出到切换模块11，使切换模块11不做切换动作保持当前状态。因此，本发明不仅可提升PCI-E总线1信道使用的效率，数据传输的速度，且可使PCI-E总线的设计具有弹性。
在本发明中，上述检测模块10还至少包括两个检测单元100、101及切换控制信号产生单元102。以下对检测单元100、101及切换控制信号产生单元102进行详细说明。
检测单元100、101分别与第一及第二PCI-E总线插槽连接，分别检测该第一及第二PCI-E总线插槽的接地脚GND输出的逻辑信号状态值(即“0”或“1”)，分别获得第一及第二PCI-E总线插槽20、21是否有扩展卡***，并分别产生检测结果输出到切换控制信号产生单元102，切换控制信号产生单元102对其接收的检测结果进行处理。如上所述，如果检测单元100检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“0”，检测单元101检测到第二PCI-E总线插槽的GND输出逻辑信号状态值是“1”，则切换控制信号产生模块102依据检测单元100、101的检测结果，产生一切换控制信号输出到切换模块11，控制该切换模块11进行切换动作，将PCI-E总线1中给第二PCI-E总线插槽21使用的信道分配给该第一PCI-E总线插槽20使用；如果检测单元100检测到第一PCI-E总线插槽20的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“1”，检测单元101检测到第二PCI-E总线插槽的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“0”，则切换控制信号产生单元102依据检测单元100、101的检测结果，产生一状态保持信号输出到切换模块11，使该切换模块11不做切换动作保持当前状态；如果检测单元100检测到第一PCI-E总线插槽的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“1”，检测单元101检测到第二PCI-E总线插槽的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“1”，或检测单元100检测到第一PCI-E总线插槽的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“0”，检测单元101检测到第二PCI-E总线插槽的接地脚GND输出逻辑信号状态值是“0”，则切换控制信号产生单元102依据检测单元100、101的检测结果，产生一状态保持信号输出到切换模块11，使该切换模块11不做切换动作保持当前状态。
上述检测单元101、102是由晶体管(Transistor)、缓存器(Buffer)及其周边电子元件与线路组成的检测电路。但是，视实际设计需要，上述检测电路各组成元件也可用功能相似的电子器件或电子电路代替。该检测电路各组成元件工作原理是业界现有的，因此不再赘述。
另外，在本发明中，当上述检测模块10检测到第一及第二PCI-E总线插槽都有扩展卡***时，即第一及第二PCI-E总线插槽的接地脚逻辑信号状态值都是逻辑信号“0”，本发明的检测模块10还可检测该第一及第二PCI总线是否运行，在检测到该具有较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽21没有运行，该具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽20运行时，切换模块11将该第二PCI-E总线插槽21使用的信道给该具有较大信道宽度的PCI-E总线插槽。
与现有技术相比，本发明的PCI-E总线自动配置***主要由检测模块10检测计算机***第一及第二PCI-E总线插槽(20、21)接地脚的逻辑信号状态值，获得该第一及第二PCI-E总线插槽(20、21)是否有扩展卡***的信息，如果该检测模块10检测到该第一PCI-E总线插槽上20有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽20上没有扩展卡***时，产生切换控制信号并输出，控制该切换模块11进行切换动作，将该第二PCI-E总线插槽21使用的信道给该第一PCI-E总线插槽20使用。因此，本发明可以将该PCI-E总线上预先分配给该具有较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽21的信道，交给该具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽20使用，从而提升插接在该第一PCI-E总线插槽20上的扩展卡与该计算机***进行数据传输的速度，该PCI-E总线信道得到了有效地利用，可以避免现有技术中PCI-E总线信道与PCI-E总线插槽连接固定引起的PCI-E总线信道无法有效利用的问题，因此本发明可充分利用PCI-E总线信道。
Claims (5)
1. 一种PCI-E总线自动配置***，应用在一计算机***中，该计算机***至少具有一具有较大信道宽度的第一PCI-E总线插槽及较小信道宽度的第二PCI-E总线插槽，该第一及第二PCI-E总线插槽分别具有接地脚，该计算机***的PCI-E总线信道选择性地提供该第一及第二PCI-E总线插槽使用，其特征在于，该PCI-E总线自动配置***包括：
检测模块，其包括二个检测单元及切换控制信号产生单元，该二个检测单元分别与该第一及第二PCI-E总线插槽连接，分别检测该第一及第二PCI-E总线插槽上的接地脚上逻辑信号状态值，并在该切换控制信号产生单元检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该第二PCI-E总线插槽上没有扩展卡***时，产生切换控制信号并输出；以及
切换模块，依据该检测模块输出的切换控制信号进行切换动作，将该第二PCI-E总线插槽使用的信道分配给该第一PCI-E总线插槽使用。
2. 如权利要求1所述的PCI-E总线自动配置***，其特征在于，该检测单元是由晶体管、缓存器及周边电子元件与线路组成的检测电路。
3. 如权利要求1所述的PCI-E总线自动配置***，其特征在于，如果该检测模块没有检测到该第一PCI-E总线插槽上有扩展卡***，该检测模块产生一状态保持信号输出到该切换模块，使该切换模块不做切换动作而保持当前状态。
4. 如权利要求1所述的PCI-E总线自动配置***，其特征在于，该扩展卡种类包括：软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、刻录机、DVD光驱、声卡和网卡。
5. 如权利要求1所述的PCI-E总线自动配置***，其特征在于，该计算机***还包括中央处理器、北桥芯片或南桥芯片。
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| CN1987839A (zh) | 2007-06-27 |
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