CN109828937B

CN109828937B - 一种计算机多功能扩展电路

Info

Publication number: CN109828937B
Application number: CN201711181406.4A
Authority: CN
Inventors: 肖裕均; 邹建红; 陈志列; 陈超
Original assignee: Shenzhen Yanxiang Smart Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Yanxiang Smart Technology Co ltd
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2037-11-23
Also published as: CN109828937A

Abstract

本发明提供一种计算机多功能扩展电路，包括：信号输入接口，用于将计算机主板的信号输入多功能扩展电路；转接电路，用于将输入多功能扩展电路的信号转接到板间互连接口；扩展电路，用于将板间互连接口传来的信号进行转换和扩展；信号输出接口，用于将扩展电路转换和扩展后的信号输出；其中转接电路和扩展电路通过板间互连接口中的FPC相连，转接电路可以连接多种扩展功能的扩展电路。本发明能够在计算机的光驱位实现串口、硬盘等客制化功能的扩展，满足用户多样化、客制化的功能需求。

Description

一种计算机多功能扩展电路

技术领域

本发明涉及硬件设备技术领域，尤其涉及一种计算机多功能扩展电路。

背景技术

当前，例如平板电脑、个人PC等便携式计算机正在逐步向小型化、便携化、轻型化的方向发展。而出于便携式计算机的小体积的局限性，其本身携带的附件较少，难以满足不同行业用户对计算机硬件的多样化功能需求。因此，用户对通过便携式计算机的光驱位实现串口、硬盘等用户自定义功能的多功能扩展技术提出了迫切的需求。

在现有技术中，便携式计算机的功能输入/输出接口一般集成在产品自身，很难满足多种装备的应用和客户定制化需求。例如，在现有技术中加固笔记本电脑的光驱模块外壳往往一体化成为加固笔记本电脑外壳的一部分，或者以例如螺丝、卡扣等固定方式安装在加固笔记本外壳上，只能对光驱进行功能扩展，而不能实现其他功能。

除光驱功能外，现有技术中的部分多功能扩展产品电路结构单一，在一块PCB上集成主板信号的转接模块以及转接信号的扩展模块，仅能实现某一种类型的功能扩展，不能够满足复合功能的需求。另外，当更换多功能扩展模块时，需要将整个PCB替换，既造成了使用不便，也提高了转接模块资源的成本。

因此，亟需一种新式多功能扩展电路，解决当前在便携式计算机中的光驱位难以实现多种功能灵活扩展、难以满足用户的客制化需求的问题。

发明内容

本发明提供的计算机多功能扩展电路，能够针对现有技术的不足，实现便携式计算机在光驱位的多功能扩展，且安装迅速、便携可靠。

本发明提供一种计算机多功能扩展电路，包括：

信号输入接口，用于将计算机主板的信号输入所述多功能扩展电路；

转接电路，用于将输入所述多功能扩展电路的信号转接到板间互连接口；

扩展电路，用于将所述板间互连接口传来的信号进行转换和扩展；

信号输出接口，用于将所述扩展电路转换和扩展后的信号输出；

所述转接电路和扩展电路通过板间互连接口中的FPC相连，所述转接电路可以连接多种扩展功能的所述扩展电路。

可选地，上述信号输入接口为与计算机的主板相连的高速连接器。

可选地，上述输入多功能扩展电路的信号包括串口、PCIE、SATA、USB和/或电源信号。

可选地，上述扩展电路直接转接所述串口和/或SATA信号；和/或将所述PCIE信号通过芯片转换为串口或网络接口信号；和/或将所述USB信号通过芯片转换为串口或SPI接口信号。

可选地，上述扩展电路直接转接的串口信号和所述PCIE信号通过芯片转换的串口信号之间可以相互转换。

可选地，上述扩展电路直接转接的串口信号、所述PCIE信号通过芯片转换的串口信号和所述USB信号通过芯片转换的串口信号为RS232、RS422或RS485接口信号。

可选地，上述PCIE信号通过PCIE转UART芯片转换为串口信号，且通过修改所述PCIE转UART芯片的驱动程序控制所述串口的数量。

可选地，上述PCIE信号通过芯片转换为至少两路网络接口信号，其中至少一路输出到所述信号输出接口，至少另一路网络连接到客户安装卡。

可选地，上述USB信号通过USB扩展芯片将所述USB信号扩展为至少两路USB信号，所述至少两路USB信号中的至少一路通过USB转UART芯片转换为串口信号，至少另一路通过USB转SPI芯片转换为SPI接口信号。

可选地，上述扩展电路通过WBT总线连接到作为所述信号输出接口的矩形连接器。

本发明提供的计算机多功能扩展电路，能够在便携式计算机的光驱位实现串口、硬盘等客制化功能的扩展，并且仅替换扩展功能电路，降低了成本，还能够满足用户对便携式计算机的多样化、客制化的功能需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一个实施例提供的多功能扩展电路的应用环境示意图；

图2为本发明一个实施例提供的扩展串口功能的多功能扩展电路结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的扩展硬盘功能的多功能扩展电路结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的多功能扩展电路扩展客制化自定义功能的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了在便携式笔记本的光驱位实现多功能扩展，本发明提供一种计算机多功能扩展电路。

图1示出了本发明一个实施例提供的多功能扩展电路的应用环境示意图。如图所示，本实施例提供的多功能扩展电路的应用环境为在便携计算机的光驱位应用的多功能扩展模块。具体的，多功能扩展模块包括机壳、扩展仓、上盖以及扩展模块机构，扩展仓用于容纳多功能扩展电路模块。机壳和上盖共同形成扩展仓的外壳。机壳的侧壁上具有开口，用于容纳扩展仓内部的多功能扩展电路伸出的接口。机壳的一端装有扩展模块机构，辅助实现光驱位多功能扩展模块的弹出及装入。

实施例一：

图2示出了本发明一个实施例提供的扩展串口功能的多功能扩展电路结构示意图。本实施例提供的扩展串口功能的多功能扩展电路能够实现多路高速可选RS-232、RS-422或RS-485的串口扩展。

具体的，在本实施例的应用环境的扩展仓中，集成了IO1电路板和IO2电路板。其中，IO1电路板用于与便携笔记本电脑的主板实现对接，IO2板用于实现串口逻辑功能，IO1电路板与IO2电路板通过FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路)相互连接。

IO1板与便携式计算机的主板对接，并且转接计算机主板上的PCIE、串口和电源等信号。具体的，本实施例计算机主板的型号为JMB-1812MB，IO1电路板与计算机主板JMB-1812MB通过连接器连接。优选的，使用52P(Pin，引脚)的高速连接器进行连接。计算机主板JMB-1812MB上具有1个2*26P、0.8毫米的90度连接器母座，IO1电路板上也具有1个2*26P、0.8毫米的90度连接器母座。

另外，IO1电路板将便携式计算机主板JMB-1812MB输入的信号转接到两个FPC连接端口上，典型的，FPC连接端口的规格为1*30P、0.5毫米。特别的，便携式计算机主板JMB-1812MB输入IO1电路板的信号包括但不限于2路串口信号、1路PCIE信号以及例如3.3或5V的电源信号。可选的，2路串口信号、1路PCIE信号可以通过一个FPC输出到IO2电路板上，电源信号通过另一个FPC输出到IO2电路板上。IO2电路板上也具有两个1*30P、0.5毫米的FPC连接端口，分别与两条FPC相连。

IO2电路板实现串口逻辑功能。具体的，IO2电路板将从IO1电路板转接的2路串口信号直接输出；将从IO1电路板转接的1路PCIE信号通过PCIE转UART的第三方芯片进行转换，特别的，可以通过修改第三方芯片的驱动程序，灵活调整第三方芯片输出的串口数量。典型的，第三方芯片可以将1路PCIE信号最多转换为8路串口。特别的，IO2电路板输出的2路主板原生串口可以与PCIE转UART的第三方芯片转出的8路串口中的2路串口进行电路切换。

其中，所述第三方芯片可以是PCIE转串口芯片、USB转串口芯片、PCI转串口芯片等。

典型的，IO2电路板通过PCIE转UART的第三方芯片转出的8路串口可以通过RS-232/422/485接口电平转换器输出。IO2电路板输出的接口可以是9针RS-232接口、9针或15针RS-422或RS-485接口，串口波特率最高可达到1Mbps。

本实施例提供的多功能扩展电路，能够在计算机的光驱位方便快捷地实现串口功能的扩展，主板原生2路串口和第三方芯片转出的2路串口能够实现电路切换功能，有利于控制串口的成本。

实施例二：

图3示出了本发明一个实施例提供的扩展硬盘功能的多功能扩展电路结构示意图。本实施例提供的扩展硬盘功能的多功能扩展电路能够实现多种接口类型的存储模块扩展。

具体的，在本实施例的应用环境的扩展仓中，集成了IO1电路板、IO3电路板和硬盘。其中，IO1电路板用于与便携笔记本电脑的主板实现对接，IO3电路板用于实现多功能扩展电路的硬盘扩展功能。IO3电路板的一端通过FPC与IO1电路板相互连接，IO3电路板的另一端通过标准SATA连接器与硬盘连接。

IO1电路板与便携式计算机的主板对接，典型的，本实施例提供的IO1电路板连接到便携式计算机的JMB-1812MB主板。并且通过高速连接器转接便携式计算机的JMB-1812MB主板上的PCIE、串口和电源等信号。典型的，IO1电路板与JMB-1812MB主板通过52P的高速连接器连接，JMB-1812MB主板上设置有2*26P、0.8毫米的90度连接器母座，IO1电路板上也设置有2*26P、0.8毫米的90度连接器母座。特别的，便携式计算机JMB-1812MB主板输入的IO1电路板的信号包括但不限于1路SATA信号。

另外，IO1电路板将便携式计算机主板JMB-1812MB输入的信号转接到一个FPC连接端口上，FPC连接端口的规格是1*10P、0.5毫米，用于转接IO1电路板的SATA信号和例如3.3或5V的电源信号到IO3电路板。

IO3电路板的一端具有规格为1*10P、0.5毫米的FPC连接端口，用于通过FPC与IO1电路板连接。IO3电路板的另一端具有一个22P(7Pin+15Pin)、1.27毫米的标准SATA连接器母座，用于与硬盘接口连接。特别的，IO3电路板为柔性和硬性结合板，可以根据不同需求做成多种结构尺寸和接口类型，支持包括但不限于1.8寸硬盘、M-SATA、CFAST等多种接口类型的存储模块。

本实施例提供的多功能扩展电路，能够在计算机的光驱位方便快捷地实现硬盘功能的扩展。

实施例三：

图4示出了本发明一个实施例提供的多功能扩展电路扩展客制化自定义功能的整体结构示意图。本实施例提供的多功能扩展模块，能够实现串口、SPI总线、网络接口等多种客制化自定义功能扩展。

具体的，在本实施例的应用环境的扩展仓中，集成了IO1电路板、IO4电路板、客户安装卡和矩形连接器。其中，IO1电路板用于与便携笔记本电脑的主板实现对接，IO4电路板用于配合客户安装卡，同时实现串口、SPI和网络接口等功能。IO1电路板和IO4电路板通过FPC连接，IO4电路板通过电气连接线与客户安装卡相连，IO4电路板和客户安装卡的输出分别连接到矩形连接器。

IO1电路板与便携式计算机的主板对接，典型的，在本实施例中，便携式计算机的主板为JMB-1812MB主板，IO1电路板通过高速连接器转接JMB-1812MB主板上的PCIE、串口、USB和电源等信号。典型的，IO1电路板与JMB-1812MB主板通过52P的高速连接器连接，JMB-1812MB主板上设置有2*26P、0.8毫米的90度连接器母座，IO1电路板上也设置有2*26P、0.8毫米的90度连接器母座。特别的，便携式计算机JMB-1812MB主板输入的IO1电路板的信号包括但不限于2路串口信号、1路PCIE信号和1路USB信号。

另外，IO1电路板将从JMB-1812MB主板转接的信号转接到两个FPC连接端口上，典型的，FPC连接端口的规格为1*30P、0.5毫米。特别的，便携式计算机主板JMB-1812MB输入IO1电路板的信号包括但不限于2路串口信号、1路PCIE信号、1路USB信号以及例如3.3或5V的电源信号。可选的，2路串口信号、1路PCIE信号、1路USB信号可以通过一个FPC输出到IO4电路板上，电源信号通过另一个FPC输出到IO4电路板上。IO4电路板上也具有两个1*30P、0.5毫米的FPC连接端口，分别与两条FPC相连。

IO4电路板转接IO1电路板的串口、PCIE、USB和电源信号。具体的，IO4电路板所转接的IO1电路板的2路串口信号通过电气连接线直接连接到矩形连接器，其中1路串口信号转接设为RS-232接口，另外1路转接为RS-422/485复用串口。典型的，2路串口信号可以通过1*10、1.25毫米的WTB总线转出到矩形连接器。

IO1电路板上转接出的1路USB信号被扩展为2路USB信号，2路USB信号再分别通过转换芯片转换为1路串口信号和1路SPI信号。典型的，1路USB信号通过USB2514BI芯片扩展为2路USB信号，扩展出的2路USB信号中，其中1路由USB转UART芯片中的MCP2221芯片实现USB转串口，串口设置为RS-232接口；另1路由USB转SPI芯片中的MCP2210芯片实现USB转SPI，MCP2210芯片支持主从切换，速率可达18Mbit/s。特别的，串口和SPI信号均可以通过1*10、1.25毫米的WTB总线连接到矩形连接器。

IO1电路板转接出的1路PCIE信号在IO4电路板上转换为2路百兆网络信号。典型的，可以通过Intel I350AM2芯片实现1路PCIE信号到2路LAN信号的转换，Intel I350AM2芯片支持1000M/100M带宽自适应。其中1路LAN网络信号与客户安装卡连接，典型的，可以通过1*10P的插座与客户安装卡相连；另外1路LAN网络接口信号与矩形连接器连接，典型的，可以通过1*10、1.25毫米的WTB总线连接到矩形连接器。

另外，从IO1电路板转接的电源信号也连接到客户安装卡所在的1*10P的插座。IO4电路板上设置有4个2P、1.25毫米的WTB总线，用于连接3路串口信号、SPI信号、网络信号的例如LED的指示灯，IO4电路板上还设置有1个4P、1.25毫米的WTB总线，用于连接规格为5V、2A的电源信号。

特别的，IO4电路板输出的矩形连接器可以是37P的J24H-37ZKH型矩形连接器。

本实施例提供的多功能扩展电路，能够在计算机的光驱位方便快捷地实现串口、SPI总线及网络接口等客制化功能的扩展。

本发明提供的计算机多功能扩展电路，能够在便携式计算机的光驱位实现串口、硬盘等客制化功能的扩展，并且IO1电路板通过FPC连接到可替换的多种扩展功能电路，降低了多功能扩展电路的整体制作成本，还能够满足用户对便携式计算机的多样化、客制化的功能需求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种计算机多功能扩展电路，包括：

其特征在于，所述多功能扩展电路为在便携计算机的光驱位应用的多功能扩展模块，所述转接电路和扩展电路通过板间互连接口中的FPC相连，所述转接电路可以连接多种扩展功能的所述扩展电路。

2.根据权利要求1所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述信号输入接口为与计算机的主板相连的高速连接器。

3.根据权利要求1所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述输入多功能扩展电路的信号包括串口、PCIE、SATA、USB和/或电源信号。

4.根据权利要求3所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述扩展电路直接转接所述串口和/或SATA信号；和/或将所述PCIE信号通过芯片转换为串口或网络接口信号；和/或将所述USB信号通过芯片转换为串口或SPI接口信号。

5.根据权利要求4所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述扩展电路直接转接的串口信号和所述PCIE信号通过芯片转换的串口信号之间可以相互转换。

6.根据权利要求4所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述扩展电路直接转接的串口信号、所述PCIE信号通过芯片转换的串口信号和所述USB信号通过芯片转换的串口信号为RS232、RS422或RS485接口信号。

7.根据权利要求4所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述PCIE信号通过PCIE转UART芯片转换为串口信号，且通过修改所述PCIE转UART芯片的驱动程序控制所述串口的数量。

8.根据权利要求4所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述PCIE信号通过芯片转换为至少两路网络接口信号，其中至少一路输出到所述信号输出接口，至少另一路网络连接到客户安装卡。

9.根据权利要求4所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述USB信号通过USB扩展芯片将所述USB信号扩展为至少两路USB信号，所述至少两路USB信号中的至少一路通过USB转UART芯片转换为串口信号，至少另一路通过USB转SPI芯片转换为SPI接口信号。

10.根据权利要求1所述的计算机多功能扩展电路，其特征在于，所述扩展电路通过WBT总线连接到作为所述信号输出接口的矩形连接器。