一种基于PCIESwitch的PCIE信号扩展系统及方法与流程

本发明涉及接口扩展领域，更具体地说，涉及一种实现扩展PCIE信号接口，让设备同时提供对多种外接功能的支持的基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统及方法。

背景技术：

PCIE总线作为处理器系统的局部总线，主要目的是用来连接处理器系统中的外部设备。一般电脑和设备的芯片组会提供几组PCIE信号接口，这些接口可以用来外接网卡，显卡，视频音频采集卡，3G卡，无线网卡等设备。

随着信息技术和互联网的快速发展，人们对电脑和移动设备功能的要求越来越高，特别是在一些大型的视频处理系统中，需要设备能够同时提供对多种功能的支持，而对于PCIE信号接口来说，一个PCIE链路只能连接一个发送设备和一个接收设备，现有的芯片组提供的PCIE信号接口数量有限，因此急需对PCIE信号接口进行扩展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述芯片组提供的PCIE信号接口数量有限，不能同时提供多种外接功能的支持的缺陷，提供一种能够扩展PCIE信号接口，能同时提供对多种外接功能的支持的基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统，包括用于提供一组PCIE信号的CPU、与所述CPU连接，且用于将所述CPU提供的一组PCIE信号转换为N₁组PCIE信号输出的第一PCIE Switch芯片、与所述第一PCIE Switch芯片连接，且用于将所述第 一PCIE Switch芯片输出的其中一组PCIE信号转换为N₂组PCIE信号输出的第二PCIE Switch芯片以及N₁+N₂-1个PCIE设备，所述第一PCIE Switch芯片将输出的其余N₁-1组PCIE信号分别对应输出给N₁-1个PCIE设备，所述第二PCIE Switch芯片将输出的N₂组PCIE信号分别对应输出给N₂个PCIE设备。

在上述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统中，所述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统还包括用于给所述第一PCIE Switch芯片供电的第一电源模块。

在上述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统中，所述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统还包括用于给所述第二PCIE Switch芯片供电的第二电源模块。

在上述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统中，所述第一PCIE Switch芯片的型号是PI7C9X2G608GP，所述第一PCIE Switch芯片用于将一组PCIE信号转换为五组PCIE信号输出。

在上述基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统中，所述第二PCIE Switch芯片的型号是PI7C9X2G404SL，所述第二PCIE Switch芯片用于将一组PCIE信号转换为三组PCIE信号输出。

还提供一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展方法，包括如下步骤：

CPU提供一组PCIE信号至第一PCIE Switch芯片；

第一PCIE Switch芯片选择其工作模式，将CPU提供的一组PCIE信号转换为N₁组PCIE信号分别对应输出至N₁-1个PCIE设备和第二PCIE Switch芯片；

第二PCIE Switch芯片选择其工作模式，将从第一PCIE Switch芯片接收的一组PCIE信号转换为N₂组PCIE信号分别对应输出至N₂个PCIE设备。

实施本发明的一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统及方法，具有以下有益效果：通过采用两个PCIE Switch芯片，将CPU提供的一组PCIE信号输入到第一PCIE Switch芯片，通过该第一PCIE Switch芯片的转换作用，将输入的一组PCIE信号扩展为N₁组PCIE信号。再将这N₁组PCIE信号中的其中一组PCIE信号再次输入到第二PCIE Switch芯片，通过该第二PCIE Switch芯片的转换作用，将输入的一组PCIE信号扩展为N₂组PCIE信号，在整个系统中输出的PCIE信号最终被扩展为N₁+N₂-1个，从而实现了扩展PCIE信号接口的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明为了扩展PCIE链路，满足系统同时对多种外接功能的支持，主要通过对PCIE Switch芯片进行复用，即采用第一PCIE Switch芯片和第二PCIE Switch芯片。而每一PCIE Switch芯片分别包括一个上行口和多个下行口，将芯片组如CPU提供的一组PCIE信号输入到PCIE Switch芯片的上行口，可以通过其下行口输出多组PCIE信号，在本发明中，将第一PCIE Switch芯片输出的某一组PCIE信号再次接入到第二PCIE Switch芯片中，以此来实现扩展PCIE信号接口的目的。

如图1所示，为本发明一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统的结构示意图。如图所示，本发明基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统包括CPU101、与该CPU101连接的第一PCIE Switch芯片102、与第一PCIE Switch芯片102的其中一个下行口连接的第二PCIE Switch芯片103以及分别与第一PCIE Switch芯片102和第二PCIE Switch芯片103的下行口对应连接的N₁+N₂-1个PCIE设备104。其中：第一PCIE Switch芯片102包括N₁个下行口，除其中一个下行口连接至第二PCIE Switch芯片103的上行口，其余N₁-1个下行口可以分别一一对应连接至N₁-1个PCIE设备104，而第二PCIE Switch 芯片103包括N₂个下行口，可以分别一一对应连接至N₂个PCIE设备104。

在本发明基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统中，是由CPU101提供一组PCIE信号至第一PCIE Switch芯片101的上行口，第一PCIE Switch芯片101将该组PCIE信号转换为N₁组PCIE信号后通过其下行口输出。这里第一PCIE Switch芯片101输出的N₁组PCIE信号中有任意一组PCIE信号输出至第二PCIE Switch芯片103的上行口，而其余N₁-1组PCIE信号一一对应输出至N₁个PCIE设备104。而第二PCIE Switch芯片103将从第一PCIE Switch芯片102接收的一组PCIE信号再次转换为N₂组PCIE信号，在其下行口对应输出至N₂个PCIE设备104。而这多个PCIE设备104可以分别为网卡，显卡，视频音频采集卡，无线网卡等设备。

在本发明中，还可以通过选择PCIE Switch芯片的工作模式，确定其上行口和下行口在PCIE Switch芯片中的物理位置以及下行口的个数，最终将输出的PCIE信号扩展为N₁+N₂-1个。

如图1所示，本发明基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统还包括第一电源模块105和第二电源模块106，第一电源模块105与第一PCIE Switch芯片102连接，用于给该第一PCIE Switch芯片102提供电源。第二电源模块106与第二PCIE Switch芯片103连接，用于给该第二PCIE Switch芯片103提供电源。

因此在本发明中，通过采用两个PCIE Switch芯片，首先将CPU101提供的一组PCIE信号输入到第一PCIE Switch芯片102，通过该第一PCIE Switch芯片102的转换作用，将输入的一组PCIE信号扩展为N₁组PCIE信号。再将这N₁组PCIE信号中的其中一组PCIE信号再次输入到第二PCIE Switch芯片103，通过该第二PCIE Switch芯片103的转换作用，将输入的一组PCIE信号扩展为N₂组PCIE信号，在整个系统中PCIE信号接口被扩展为N₁+N₂-1个，相应的输出的PCIE信号也最终被扩展为N₁+N₂-1组。

这里输入信号的物理地址可以通过PCIE Switch芯片的工作模式来选择，而且通过选择不同型号的PCIE Switch芯片，可以灵活配置所需的PCIE信号组数。另外，对于每一个PCIE Switch芯片，通过选择不同的工作模式，也可 以控制输出的PCIE信号的组数，即上述最终输出的PCIE信号组数即N₁+N₂-1值与选择的第一PCIE Switch芯片和第二PCIE Switch芯片的型号以及对相应型号的PCIE Switch芯片的工作模式有关。

现举例说明，如图2所示，为本发明基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统优选实施例的结构示意图，第一PCIE Switch芯片102和第二PCIE Switch芯片103的型号可以分别从PI7C9X2G608GP、PI7C9X2G404SL和PI7C9X20303SL三种转换芯片中任意选择一种，在本实施例中第一PCIE Switch芯片102的型号优选为PI7C9X2G608GP，第二PCIE Switch芯片103的型号优选为PI7C9X2G404SL。

分别选择好每一PCIE Switch芯片的工作模式，使第一PCIE Switch芯片102输出5组PCIE信号，分别为PCIE信号1、PCIE信号2、PCIE信号3、PCIE信号4和PCIE信号5，选择其中一组PCIE信号(在本实施例中以选择第5组PCIE信号即PCIE信号5为例，但并不限于此)输入至第二PCIE Switch芯片103，而前4组PCIE信号输入到PCIE×4插槽中，可以用来外接含有4个网口的网卡模块，即外接4个PCIE设备，分别为网口1、网口2、网口3和网口4。因第二PCIE Switch芯片103接收了由第一PCIE Switch芯片102输入的一组PCIE信号，该第二PCIE Switch芯片103将其转换为3组PCIE信号输出，分别为PCIE信号6、PCIE信号7和PCIE信号8，这三组PCIE信号可以用来外接3个PCIE设备，分别为显卡，无线网卡，视频采集卡，如图2所示。因此，该系统最终实现扩展了7个PCIE信号接口，相应的输出7组PCIE信号至7个PCIE设备，即可以提供对更多外接功能的支持，该方案通过Intel的Baytrail平台进行了验证，PCIE外接设备可以正常工作。

本发明还提供一种基于PCIE Switch的PCIE信号扩展方法，具体包括如下：

由CPU101提供一组PCIE信号至第一PCIE Switch芯片102；

第一PCIE Switch芯片102选择其工作模式，将CPU101提供的该组PCIE信号转换成N₁组PCIE信号，其中一组输出至第二PCIE Switch芯片103，其余N₁-1组分别对应输出至N₁-1个PCIE设备104；

第二PCIE Switch芯片103选择其工作模式，将从第一PCIE Switch芯片102接收的其中一组PCIE信号再次转换成N₂组PCIE信号，且分别对应输出至N₂个PCIE设备104，最终实现输出N₁+N₂-1组PCIE信号，即可以提供对多种外接功能的支持。

相较于现有技术，本发明基于PCIE Switch的PCIE信号扩展系统及方法通过采用两个PCIE Switch芯片，实现了扩展PCIE信号接口的目的，从而可以同时提供对多种外接功能的支持。另外，通过选择不同型号的PCIE Switch芯片以及每一PCIE Switch芯片的工作模式，可以灵活配置所需的PCIE信号接口个数，也即输出的PCIE信号组数。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。