一种配置设备网口的系统的制作方法

本实用新型涉及接口扩展领域，更具体地说，涉及一种既能实现扩展PCIE信号接口，让设备同时提供对多种外接功能的支持，同时又不影响主板上原有外接设备的使用的配置设备网口的系统及方法。

背景技术：

PCIE作为计算机系统内部的总线传输接口，主要是用来连接计算机系统中的外部设备。一般电脑或设备的芯片组都会提供几组PCIE信号接口用来外接网卡、显卡、视频采集卡、3G卡以及无线网卡等。在一条PCIE链路中，链路的两端只能各连接一个设备，这两个设备互为数据发送端和数据接收端。在Intel的很多平台中，处理器能提供的PCIE信号数量很有限，特别是Baytrail和Braswell平台，整个芯片组只提供了4组PCIE信号。这对网络安全设备(含多个网口)和一些大型数据处理平台来说，PCIE信号的数量远远不能满足应用需求。

目前网络安全设备在配置网口时主要有两种方式，一种是将芯片组中的PCIE信号全部输入到主板上的网卡芯片中，设备的网口配置全部为板载网口。这种配置方式的缺点是一旦设计定型，网卡方案就不能更改，并且网口数量本身也不多，因此不能满足多种应用场合的需求。而另一种方式是先将主板上的一路或几路PCIE信号输入到PCIE Switch芯片，再把扩展后的PCIE信号输入到PCIE插槽，通过插网卡子卡的方式来扩展网口，但这种方式需要先将主板上的PCIE信号引入到扩展芯片，由于主板上原本的PCIE信号数量就不多，并且都各有用处，因此这样的引入势必会影响主板上原有PCIE设备的使用，另外该种配置方式一旦设计方案定型，网口的数量也不能更改。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种配置设备网口的系统及方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种配置设备网口的系统，包括用于输出N组PCIE信号的CPU、分别与所述CPU连接的外接设备和开关模块，连接在所述开关模块和网卡设备之间的PCIE Switch芯片，以及与所述PCIE Switch芯片连接的GPIO控制模块；

所述开关模块用于将所述CPU输出的其中一组PCIE信号传输至所述外接设备或所述PCIE Switch芯片中，所述PCIE Switch芯片用于在所述GPIO控制模块的控制下将接收到所述一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号并将其中一组PCIE信号输出至所述外接设备，其余M-1组PCIE信号输出至所述网卡设备。

在上述配置设备网口的系统中，所述开关模块包括连接在所述CPU和所述外接设备之间的第一开关和连接在所述CPU和所述PCIE Switch芯片之间的第二开关。

在上述配置设备网口的系统中，所述第一开关和第二开关分别为拨码开关。

在上述配置设备网口的系统中，所述GPIO控制模块用于输出GPIO控制信号，所述GPIO控制信号包括第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号，所述GPIO控制模块用于根据所述第一GPIO控制信号和所述第二GPIO控制信号的状态控制所述PCIE Switch芯片将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号输出。

实施本实用新型的配置设备网口的系统，具有以下有益效果：通过开关模块来控制CPU输出的一组PCIE信号传输至外接设备或是PCIE Switch芯片中，在选择输出至PCIE Switch芯片时，通过GPIO控制模块设置GPIO控制信号的状态，PCIE Switch芯片可将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号，其中一组PCIE信号返回给CPU连接的外接设备，其余M-1组PCIE信号则输入到PCIE插槽，连接至网卡设备，实现既不影响CPU上原有PCIE设备 的使用，又可灵活配置设备所需的网口数量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种配置设备网口的系统的原理框图；

图2是本实用新型一种配置设备网口的系统优选实施例的原理框图；

图3是图2中PCIE Switch芯片的电路示意图；

图4是GPIO控制信号的状态设置示意图。

具体实施方式

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

如图1所示，为本实用新型一种配置设备网口的系统的原理框图，其包括CPU101、分别与CPU101连接的外接设备102和开关模块103，连接在开关模块103和网卡设备105之间的PCIE Switch芯片104，以及与PCIE Switch芯片104连接的GPIO控制模块106。

在本实用新型配置设备网口的系统中，CPU101用来输出N组PCIE信号，这里的N取大于1的整数，其中输出的N组PCIE信号中的一组PCIE信号输出至开关模块103，另外N-1组PCIE信号输出至外接设备102，这里的外接设备102包括N组PCIE设备。开关模块103用于将接收到的一组PCIE信号选择传输至外接设备102或PCIE Switch芯片104中。若开关模块103将该组PCIE信号传输至PCIE Switch芯片104中，PCIE Switch芯片104用于扩展PCIE信号的数量，其在GPIO控制模块106的控制下将接收到的一组PCIE信号转换成M组PCIE信号并将这M组PCIE信号中的一组输出至外接设备102，其余M-1组PCIE信号输出至网卡设备105，这里的网卡设备105包括M组PCIE设备。

上述GPIO控制模块106用于输出GPIO控制信号，该GPIO控制信号包括第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号，GPIO控制模块106用于根据 第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号的状态控制PCIE Switch芯片104将接收到的一组PCIE信号转换成M组PCIE信号输出。

因此本实用新型是将CPU101输出的某一组PCIE信号，通过开关模块103来控制输入到外接设备102或是PCIE Switch芯片104中，如果选择输入到PCIE Switch芯片104，通过设置GPIO控制模块106输出的两个GPIO控制信号的状态，PCIE Switch芯片104可将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号，供网卡设备105中的M个网口所连接的PCIE设备使用。

在本实施例中，以CPU101输出4组PCIE信号，PCIE Switch芯片104将一组PCIE信号扩展成5组PCIE信号，即N取4，M取5为例，如图2所示，详细说明本实用新型配置设备网口的系统的工作原理如下：

系统CPU101共输出4组PCIE信号，其中3组PCIE信号输出至外接设备102，这里的外接设备102包括显卡、3G卡、视频采集卡、板载网口等，其中3组PCIE信号在本实施例中一一对应输出至显卡、3G卡、视频采集卡。而CPU101输出的另外一组PCIE信号，此处设为第4组PCIE信号则通过开关模块103来控制输入。

本实施例中开关模块103包括连接在CPU101和外接设备102之间的拨码开关SW1和连接在CPU101和PCIE Switch芯片104之间的拨码开关SW2。开关模块103共包括两种工作状态，其中状态1为拨码开关SW1闭合、拨码开关SW2断开，状态2为拨码开关SW1断开、拨码开关SW2闭合。当开关模块103处于状态1时，第4组PCIE信号直接输出至外接设备102中的板载网口连接的网卡芯片中，主板即CPU101上外接的PCIE设备为原有配置。

当开关模块103处于状态2时，CPU101输出的第4组PCIE信号输入至PCIE Switch芯片104中，此时可通过GPIO控制模块106输出的GPIO控制信号和PCIE Switch芯片104的上行口控制信号来选择扩展后的PCIE信号的数量以及该PCIE Switch芯片104上行口和下行口在芯片中的物理位置。

上述GPIO控制模块106输出的GPIO控制信号包括第一GPIO控制信号GPIO0和第二GPIO控制信号GPIO1，这两个GPIO控制信号组成4种状态，即00，01，10，和11(保留)，其中状态“0”和“1”分别表示相应的GPIO控制 信号被下拉到地和上拉至3.3V。当GPIO控制信号为00状态时，控制PCIE Switch芯片104工作在505模式，此时PCIE Switch芯片104的输入为1组PCIE信号，输出为4组PCIE信号；当GPIO控制信号为01状态时，控制PCIE Switch芯片104工作在508模式，此时PCIE Switch芯片104的输入为4组PCIE信号，输出也为4组PCIE信号；当GPIO控制信号为10状态时，控制PCIE Switch芯片104工作在606模式，此时PCIE Switch芯片104的输入为1组PCIE信号，而输出为5组PCIE信号。在本实施例中，则是将GPIO控制信号设置为10状态，即PCIE Switch芯片104工作在606模式，其上行口选择信号包含6种状态。

上述通过设置GPIO控制信号和PCIE Switch芯片104的上行口选择信号的状态，即可确定该PCIE Switch芯片104扩展PCIE信号的数量以及在该芯片中的物理位置。之后经PCIE Switch芯片104扩展后的第一组PCIE信号返还至CPU101连接的外接设备，如图2所示的板载网口。而扩展后的剩下4组PCIE信号则输入到网卡设备105包括的4个PCIE设备。这样通过拨码开关以及GPIO控制信号状态的设置，可以灵活地配置设备的网口数量，并且在外接网卡设备105后不仅实现了网口数量的扩展，而且并不影响CPU101连接的原有PCIE设备的使用。

如图3所示，为图2中PCIE Switch芯片104的电路示意图，在本实施例中PCIE Switch芯片104(图中所示为U1C)的型号优选为P17C9X2G608GP，结合图2所示，在拨码开关SW2处于闭合状态时，CPU101输出的一组PCIE信号CPU_PE_TXP(N)0通过该拨码开关SW2输入到PCIE Switch芯片U1C中。另外，如图4所示，GPIO0和GPIO1以及UPS_PORTSEL[0:3]信号的状态分别设置为“10”和“0000”，这样PCIE Switch芯片U1C将一组PCIE信号扩展为5组PCIE信号，其中一组PCIE信号LAN_PE_TXP(N)0信号返还给CPU101的网口，而其余4组PCIE信号PE_TXP(N)[0:3]则输入到本实施例中的4个PCIE插槽中，用来连接网卡设备105。

需要说明的是，在本实施例中的PCIE Switch芯片的型号和工作模式是确定的，并将PCIE Switch芯片输出的1组PCIE信号返还给板载的网卡芯片， 但其型号和工作模式并不限于此，在实际应用中，可以根据需要使用不同的PCIE Switch芯片型号和工作模式来灵活配置设备的网口数量。

因此，相较于现有技术，本实用新型一种配置设备网口的系统通过开关模块来控制CPU输出的一组PCIE信号传输至外接设备或是PCIE Switch芯片中，在选择输出至PCIE Switch芯片时，通过GPIO控制模块设置GPIO控制信号的状态，PCIE Switch芯片可将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号，其中一组PCIE信号返回给CPU连接的外接设备，其余M-1组PCIE信号则输入到PCIE插槽，连接至网卡设备，实现既不影响CPU上原有PCIE设备的使用，又可灵活配置设备所需的网口数量。

本实用新型还提供一种配置设备网口的方法，包括如下步骤：

由CPU输出一组PCIE信号至开关模块，输出N-1组PCIE信号至外接设备；

开关模块将CPU输出的一组PCIE信号传输至外接设备或PCIE Switch芯片中；

PCIE Switch芯片将接收到的一组PCIE信号转换成M组PCIE信号并将其中一组PCIE信号输出至外接设备，其余M-1组PCIE信号输出至网卡设备。

上述GPIO控制模块输出GPIO控制信号，GPIO控制信号包括第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号，PCIE Switch芯片根据第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号的状态将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号输出。

上述开关模块包括连接在CPU和外接设备之间的第一开关和连接在CPU和PCIE Switch芯片之间的第二开关，第一开关和第二开关分别为拨码开关。在第一开关处于断开状态，第二开关处于闭合状态时，CPU输出的一组PCIE信号通过第二开关传输至PCIE Switch芯片中，再通过设置GPIO控制模块输出的第一GPIO控制信号和第二GPIO控制信号的状态，PCIE Switch芯片将接收到的一组PCIE信号扩展成M组PCIE信号，其中一组返回给CPU的网卡芯片，另外M-1组PCIE信号则输入到PCIE插槽，以连接网卡设备，即通过开关模块和GPIO控制信号的控制，既不影响CPU上原有PCIE设备的使用， 又可灵活配置设备所需要的网口数量。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型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实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。