具有高速桥板的仪器底架的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]PCI (peripheral component interconnect,外设组件互连)和更近来的PCIe (peripheral component interconnect express，高速外设组件互连)是用于将外设设备合并到计算系统中的标准。PCI和PCIe定义与PCI和PCIe兼容设备通信的物理逻辑接口和协议。例如，PCIe可以在消费者和工业应用中用作母板级别互连、无源底板互连以及扩展卡接口。各种标准基于 PCI 和 PCIe，例如 PXI (PCI extens1ns for instrumentat1n,用于仪器的PCI扩展)和PXIe (用于仪器的PCIe扩展)，其分别适配PCI和PCIe，用于测试和测量应用。以下的讨论关注于提供更多的能力和灵活性的PCIe和PXIe，但是PCI和PXI仍然在用并且可以与PCIe/PXIe系统组合以支持传统应用。
[0002]PCIe兼容设备可以配置为外设模块，并且彼此互连和/或在模块化仪器框架(底架)中通过网络PCIe开关(开关组构)与系统控制器互连。例如，系统控制器可以连接到具有PCIe端口的根复合体(root complex)，PCIe端口中的每一个连接到外设设备或PCIe开关。每个PCIe开关连接到底架中的多个PCIe插槽，其配置为容纳外设模块。仪器底架可以还包括其它类型的模块，例如用于控制其它模块的操作的系统模块、用于将时序信号提供给其它模块的时序模块。开关组构的灵活性质使得能够定制单独系统。
[0003]当前，高速数字和射频(RF)信号测试应用需要更高的处理能力，以跟上现代高带宽通信的增加的带宽要求。在传统模块化仪器框架(例如PXIe兼容框架)中，测量流程中的更多的信号处理和数据处置责任正从基于传统个人计算机(PC)的处理移动到基于硬件的处理和加速，其中，专用硬件包括在用于数据处理的测量系统中。例如，高性能图形处理单元(GPU)可以用在PC图形卡中，用于测量加速。
[0004]在用于尝试容纳较高速度的PXIe协议中存在用于各模块(例如尤其是外设模块)之间的高速互连的传统解决方案，包括前面板互连、标准底板PCIe连接和载体到夹层连接，但这些传统解决方案中的每一个均有缺陷。例如，虽然各模块之间的很多不同类型的互连可以用作前面板互连，但前面板空间非常有限，并且通常是为要求需要容易地访问的用户交互的重要互连(例如时钟、触发器等)而保留的。标准底板PCIe连接提供PXIe底板上可用的PCIe的高达八个通道，其可以支持高达每通道8Gbps (在Gen3中)。然而，通道是协议特定的，并且可能并不可行，例如，当使用中的协议不是PCIe时，通道速度是太慢的和/或通道的数量是不足的。载体对夹层连接，其中，载体是主板，夹层是同一模块内的子板。因此，与高速收发器的多个模块对模块连接例如不能受支持，并且各模块之间的间距受载体对夹层连接器固定，因此，具有这种互连的模块必须处于彼此相邻的固定位置处。此夕卜，目前的载体对夹层互连一般不能在无修改的情况下以足够的数据率运行。
[0005]于是，需要一种容易实现的高速互连，用于启用仪器底架中的各模块和/或外设设备之间的高速通信。此外，需要一种能够容纳任何类型的通信标准的高速互连(例如与受限于PCI或PCIe通信相反)。
【发明内容】
[0006]在代表性实施例中，一种仪器底架包括:底板；多个外设插槽，其位于所述底板上，并且配置为分别接纳可插入外设模块；至少一个协议不可知高速连接部分。所述至少一个协议不可知高速连接部分安装在但并不电连接到所述底板，并且配置为互连所述多个外设插槽中的对应外设插槽中的至少两个外设模块，旁路所述底板。
[0007]在另一代表性实施例中，一种仪器底架包括:底板；多个外设插槽，其位于所述底板上，并且配置为接纳多个可插入外设模块；桥板，其可附连到所述底板。所述桥板包括:多个差分对高速连接部分，其配置为互连所述多个可插入外设模块中的可插入外设模块。
[0008]在另一代表性实施例中，一种仪器底架包括:底板；多个外设插槽，其位于所述底板上，并且配置为接纳多个可插入外设模块；桥板，其可附连到所述底板。所述桥板包含多个混合信号连接，其配置为互连所述多个可插入外设模块中的旁路所述底板的可插入外设模块。
【附图说明】
[0009]当结合附图阅读时，据以下【具体实施方式】最佳地理解说明性实施例。要强调的是，各个特征并非一定按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚性，尺寸可以任意增加或减少。只要是可应用的并且实际的，相同的附图标记就指代相同的特征。
[0010]图1是根据代表性实施例的可以合并桥板的说明性模块化仪器底架的正面视图。
[0011]图2是配置用于插入在仪器底架的外设插槽内的传统外设模块的侧视图。
[0012]图3是根据代表性实施例的使用桥板互连的用于启用高速连接部分的多个模块的后视图。
[0013]图4是根据代表性实施例的示出位于仪器底架内的桥板约束部分的示例以启用用于高速连接部分的桥板的放置的仪器底架的正面视图。
[0014]图5A、图5B和图5C是描述根据代表性实施例的协议不可知桥板所互连的模块和/或PCA的示例的简化框图。
[0015]图6A、图6B和图6C是根据代表性实施例的配置用于仪器模块的外设插槽内的插入以与底板和/或高速桥板连接的PXIe模块的透视图。
[0016]图7提供根据代表性实施例的说明性高速桥板配置的透视图。
[0017]图8是根据代表性实施例的示出桥板配置的示例的仪器底架的前透视图。
【具体实施方式】
[0018]在以下【具体实施方式】中，为了解释而非限制的目的，阐述公开了特定细节的示例实施例，以提供对于根据本教导的实施例的透彻理解。然而，对于已受益于本公开的本领域普通技术人员明显的是，根据本教导的脱离在此公开的特定细节的其它实施例仍然在所附权利要求的范围内。此外，可以省略公知装置和方法的描述，以便不会使得示例性实施例的描述模糊。这些方法和装置显然在本教导的范围内。一般而言，理解的是，这里描绘的附图和各个元件并非按比例绘制的。
[0019]总体上，应理解，如说明书和所附权利要求中使用的那样，术语“一”、“一种”和“所述”包括单数和复数指代，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，“一种设备”包括一个设备或多个设备。
[0020]如说明书和所附权利要求中所使用的那样，除了其普通意义之外，术语“基本上”或“实质上”还表示在可接受的极限或程度内。例如，“基本上消除”表示本领域技术人员会认为所述消除是可接受的。作为另一示例，“基本上移除”表示本领域技术人员会认为所述移除是可接受的。
[0021]如说明书和所附权利要求中所使用的那样，除了其普通意义之外，术语“近似”表示在本领域技术人员可接受的极限或量值之内。例如，“近似相同”表示本领域技术人员会认为所比较的项是相同的。
[0022]各个代表性实施例总体上提供一种桥板，其配置为除了启用仪器底架的底板所启用的通信之外，还启用仪器底架中的各模块(例如各模块内的收发机)之间的高速通信。在提供仪器底架中所插入的各模块之间的互连的同时，桥板可以通过物理方式但并非电方式附连到底板，以旁路底板的电路(例如开关组构)。例如，互连可以包括差分对高速连接部分的大量通道。此外，与底板不同，桥板是“协议不明确的”，表示执行通信的收发机的协议和数据自身的协议(或格式)对于桥板无影响。也就是说，无论接收和发送实体的协议如何，互连都适应于电子通信。
[0023]图1是根据代表性实施例的可以合并桥板的说明性模块化仪器底架的正面视图。
[0024]参照图1，仪器底架100例如示出为18插槽混合PXI/PXIe底架，但是在不脱离本教导的范围的情况下可以合并各个数量的插槽(例如10个插槽)和/或各种替选类型的底架(例如 PXIe 底架或 AXIe (Advanced Telecommunicat1ns ComputingArchitecture (ATCA，先进电信计算架构)extens1ns for instrumentat1n，用于仪器的ATCA扩展)底架)。在所描述的示例中，仪器底架100由于其不包含插入模块而是空的，以示出仪器底架100的内部后部，如通过前面板110的大的前部开孔所看到的。后部包括:插槽120，模块可以可拆卸地插入到插槽120 ;底板130 (插槽1