专利名称：计算机系统以及用于该系统中的扩展板和连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机系统以及用于该系统中的扩展板和连接器。更加具体来说，本发明涉及一种增加印刷线路板的传输线路的传输速度的计算机系统以及用于该系统中的扩展板和连接器。
背景技术：
在现在计算机系统中，扩展板附加到一个系统板上，以扩展该系统的功能。一个连接器位于系统板的传输线路上，并且该传输线路通过连接器连接到扩展板的传输线路。
在输出缓冲器的阻抗、线路的阻抗以及输入缓冲器的阻抗都相同的条件下(该条件在下文中称为阻抗匹配条件)，可以实现没有反射或反射很小的高质量传输线路。为了满足这种条件，通常在接近于输出缓冲器的位置提供一个串联终端电阻器，并且在接近输入缓冲器的位置提供一个并联终端电阻器。
通常考虑到最高负载条件而设计该终端电阻器。通常，在计算机系统的一个例子中，最高负载条件意味着每个扩展槽上都安装有一个扩展板，并且扩展板上的负载最大。
但是，当本系统结构不提供最高负载条件时(通常当没有一个扩展板安装在扩展槽上时)，不能够满足上述阻抗匹配条件，因此不能够实现高质量的传输线路。
发明内容
本发明考虑到上述情况而作出，并且本发明的一个目的是提供一种计算机系统，其中包括总是满足阻抗匹配条件的传输线路，以及用于该计算机系统中的扩展板和连接器。
为了实现上述目的，根据本发明第一方面，在此提供一种计算机系统，其中包括系统板，其包括与包含至少一个元件的第一传输线路相并联的第一连接器和第二连接器；第一块板，其中包括通过第一连接器连接到第一传输线路的第二传输线路，其连接到具有一个阻抗的元件；以及第二块板，其中包括通过第二连接器连接到第一传输线路的第三线路，其连接到一个虚负载。
在上述本发明中，该虚负载可以是一个电容器。
从而，本发明构成一个阻抗匹配元件。由于可以满足传输线路的阻抗匹配条件，因此可以提高一种包含高质量传输线路的计算机系统。
在下文的描述中将给出本发明的其它目的和优点，并且部分目的和优点从该描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而得知。本发明的目的和优点可以通过在下文中提出的手段和组合来实现和获得。
包含于此并构成说明书的一部分的
本发明的实施例，并且与上文给出的一般描述和下文给出的实施例的详细描述一同用于说明本发明的原理。
图1为示出一种计算机系统的方框图，其中两个扩展板附加到一个系统板上。
图2为示出一种计算机系统的方框图，其中一个扩展板附加到一个系统板上。
图3为示出一种计算机系统的方框图，其中包括根据本发明一个实施例的虚拟板。
图4A和4B为示出具有不同负载的扩展板的方框图。
图5为示出包括虚负载的扩展板的方框图。
图6为示出包括虚负载的系统板的方框图。
图7为示出包括虚负载的连接器的方框图。
具体实施例方式
下面将参照
根据本发明的一个实施例的计算机系统。
图1为示出一种计算系统的方框图，其中两个扩展板附加到一个系统板上。
在图1中，参照标号100表示该计算机系统的系统板。扩展板200和300通过系统板100的连接器6a和6b以及扩展板的连接器10a和10b分别连接到系统板100上。系统板100是一个印刷电路板。
用于驱动传输线路3的驱动器2、接近于驱动器2放置的串联电阻4、以及用于把系统板100连接到扩展板200和300的连接器6a和6b安装在系统板100上。驱动器2和串联电阻4通过传输线路3相互连接，并且串联电阻4和连接器6a和6b通过传输线路5相互连接。
如图1中所示，连接器6a和6b与串联电阻4相并联。因此，即使扩展板不附加到一个连接器上，该计算机系统也可以工作，而与传输线路的质量无关。
考虑到把一个模块添加到该传输线路，它的类似技术是Rambus。存储模块与Rambus相连接。如果有一个存储模块从Rambus上卸下，则该Rambus不能够工作。为了避免这种情况，在Rambus中插入一个虚RAM模块，以保证Rambus的工作。
但是，在本发明的计算机系统中，扩展板不是串联地连接到该传输线路，而是相互并联。因此，即使卸下一块扩展板，整个系统也可以工作。在这一方面，本发明不同于Rambus技术。本发明的目的是提高传输线路的质量，这与目的是保证其工作的Rambus技术是不同的。
连接到系统板100的连接器6a的连接器10a和作为传输线路的输入的接收器9a安装在扩展板200上。连接器10a和接收器9a通过传输线路8a相互连接。
连接到系统板100的连接器6b的连接器10b和作为传输线路的输入的接收器9b安装在扩展板200上。连接器10b和接收器9b通过传输线路8b相互连接。
一般满足下述条件以便于实现高质量的传输线路驱动器的输出阻抗＝线路阻抗＝接收器的输入阻抗 …(1)考虑到上述计算机系统中的传输线路，传输线路的接收器存在于扩展板200和300上。
假设接收器9a和9b的输入阻抗(Zr)互为相等，总的输入阻抗(Zr_total)由下列方程(2)给出Zr_total＝(Zr*Zr)/(Zr+Zr)＝0.5*Zr …(2)让我们考虑输出阻抗。该计算机系统包括驱动器2和接近该驱动器2放置的串联电阻4。该驱动器的输出阻抗(Zd)和该串联电阻的数值(Rs)对应于该驱动器的总(Zd_total)，并且由下列方程(3)给出Zd_total＝Zd+Rs (3)让我们考虑传输线路的阻抗。
在计算机系统中，传输线路3和5包含在系统板100中。传输线路8a和8b分别被包含在扩展板200和300中。传输线路8a和8b具有分别与接收器9a和9b的输入阻抗Zr相等的线路阻抗Z200和Z300。传输线路3和5具有与驱动器的总输入阻抗Zr_total相等的传输线路阻抗Z1。这些阻抗由下列方程(4)和(5)所表达Z200＝Z300＝Zr(4)Z100＝Zr_total＝0.5*Zr (5)当获得满足上述方程(2)、(3)、(4)以及(5)的传输线路时，可以满足方程(1)，并且可以相应地获得高质量的传输。为了方便起见，上述系统被称为系统1。
下面描述附加有扩展板300的上述系统的传输线路。数值Zr、Zd、Rs、Z100和Z200与上述系统1的相同。
让我们考虑输入阻抗。与系统1中不同，接收器的数目仅仅为一个，并且相应地由下列方程(6)给出输入阻抗(Zr_total2)Zr_total2＝Zr (6)输出阻抗(Zd_total2)以及线路阻抗(Z100_2，Z200_2)与系统1中相同。
换句话说，输出阻抗由方程(3)所表示，并且线路阻抗由方程(4)和(5)所表示。由于系统1满足方程(1)，则输出阻抗(Zd_total2)和线路阻抗(Z100_2，Z200_2)由下列方程(7)至(9)所给出Zd_total2＝0.5*Zr(7)Z100_2＝0.5*Zr (8)Z200_2＝Zr(9)由于从上文显然可以看出，Zd_total2、Z1_2以及Zr_total2互不相等，本系统不满足方程(1)。因此，该系统不能够进行高质量传输。为了方便起见，该系统被称为系统2。
即使当系统板如图2中所示被拆下时，根据本发明的实施例的计算机系统也可以满足传输线路的阻抗匹配条件。
图3为示出根据本发明的实施例的计算机系统的方框图，其中一个虚拟板附加到系统板上。
图3中所示的计算机系统的数值Zr、Zd、Rs、Z100和Z200与上述系统1的相同。
下面将描述计算机系统的虚拟板400。该虚拟板400安装有阻抗与传输线路8a相同的传输线路10、具有与接收器9a相同负载的虚负载(阻抗调节元件)13、以及用于把虚拟板400连接到系统板100的连接器的连接器14。
虚负载13和连接器14通过传输线路12相互连接。负拟板400和连接器14和系统板100的连接器6b相互连接，相应地系统板100的传输线路5和虚拟板400的传输线路12相互连接。
为了使虚负载13的阻抗与接收器9a的阻抗相匹配，在本发明的实施例中采用下列技术。当传输线路的电平改变时，即，驱动器2的电压从低电平变为高电平或者从高电平变为低电平，接收器9a的输入阻抗中容性成份占主要。因此，虚负载13安装有输入电容与接收器9a相等的电容器。
如果具有与扩展板200相同的传输线路特性的虚拟板400安装在系统板100上，则由下列方程(10)给出总输入阻抗(Zr_total3)Zr_total3＝0.5*Zr(10)由于输入阻抗(Zd_total3)和线路阻抗(Z100_3、Z200_3、Z400_3)具有与系统1中的阻抗相同的特性，它们表达如下Zd_total3＝0.5*Zr(11)Z100_3＝0.5*Zr (12)Z200_3＝Z400_3＝Zr(13)由于本实施例的计算机系统满足基于方程(10)至(13)的方程(1)，因此可以执行高质量的传输。另外，由于虚负载13，即仅仅安装在该虚拟板400上的电容器，可以获得避免成本增加的高质量传输线路。为了方便起见，上述系统被称为系统3。
根据本实施例的计算机系统，即使拆卸一块扩展板，如果附加上一块虚拟板来取代它，则可以获得与插上扩展板的情况相同的高质量传输线路。
(另一个实施例)在根据上述实施例的计算机系统中，假设附加到系统板上的扩展板的负载相同，则虚拟板的负载与扩展板相同。
本实施例针对于使用具有不同负载的扩展板。
图4A和4B为具有不同负载的扩展板500和600的方框图。
假设扩展板500包含两个元件并且扩展板600包含一个元件。
用于把扩展板500连接到系统板上的连接器22以及作为接收器的元件26和27安装在扩展板500上。传输线路23连接到连接器22并且元件26和27分别连接到从传输线路23上分支的传输线路24和25。换句话说，元件26和27与传输线路23相并联。
换句话说，用于把扩展板200连接到系统板的连接器32和作为接收器的元件34安装在扩展板600上。连接器和元件34通过传输线路33相互连接。
在本实施例中，为了方便起见，作为接收器的元件26、27和34的输入阻抗被认为是相同的。扩展板500的输入阻抗Tr500由下列方程(14)给出Tr500＝0.5*Tr(14)扩展板600的输入阻抗Tr600由下列方程(15)给出Tr600＝Tr(Tr是单个元件的阻抗)(15)当扩展板500或600可以连接到装有驱动器的系统板时，驱动器的输出阻抗必须被改变以便于匹配该输入阻抗。如果驱动器的输出阻抗为固定，并且可以安装具有不同输入阻抗的扩展板，则根据该扩展板的组合，该驱动器的输入阻抗的扩展板的输出阻抗不相互匹配。
在根据本发明的计算机系统中，当安装在扩展板上的元件的负载不同时，提供图5中所示的扩展板700以取代扩展板600。
如图5中所示，用于把扩展板连接到系统板的连接器32、元件34和虚负载45安装在扩展板700上。传输线路42连接到连接器32，并且元件34和虚负载连接到它们各个的从传输线路42分支的传输线路43和44。
虚负载45的阻抗与元件34的阻抗相同。换句话说，扩展板500的元件26和27以及扩展板700的元件34和虚负载45都具有相同的输入阻抗。
扩展板500的传输线路23、24和25的线路阻抗与扩展板700的传输线路42、43和44的线路阻抗相同。
因此，扩展板700的输入阻抗由下列方程(16)所表达Tr700＝0.5*Tr(16)扩展板700的输入阻抗变的与扩展板500相等。
上述技术在控制系统板上的负载方面是有效的。
图6为示出可以附加虚负载的系统板的方框图。参见图6，用于把系统板800连接到扩展板900的连接器86、元件81和88以及虚负载89或元件90安装在系统板800上。
元件81是一个驱动器，并且其输出阻抗被设置为与系统板上的每个元件88和90以及扩展板900上的元件87的输入阻抗相等。
元件81连接到传输线路82。元件88、虚负载89或元件90以及连接器86连接到从传输线路82分支的他们各自的传输线路83、84和85。如果连接器86的输入阻抗被忽略，则传输线路82至85的阻抗变得与元件88和90的输入阻抗相等。
扩展板900上的元件87通过连接器86和传输线路91连接到传输线路85。传输线路91的阻抗被设置为与元件87的输入阻抗相等。
如果元件90是一个可扩展模块，则根据其产品的类别而决定是否安装该元件。在现有的计算机系统中，当没有安装存储模块(元件90)时，传输线路(84)被开路。阻抗匹配条件不能得到满足，因此传输线路的质量下降。
在根据本实施例的计算机系统中，具有与元件90的阻抗相同阻抗的虚负载89用于取代元件90并且连接到传输线路，结果阻抗匹配条件被保持，并且保证传输线路的质量。
相应地，在本实施例中，通过把虚负载安装在系统板或扩展板上，可以满足阻抗匹配条件并且可以保证传输线路的质量。
在上述实施例中，虚负载安装在系统板或扩展板上。但是，本发明不限于这种结构。
图7为示出包括虚负载的连接器的方框图。
参见图7，连接器1000把板A和B连接在一起。假设板A是计算机系统的系统板，板B是其扩展板。
开关103是一个机械开关。当板B附加到连接器1000上时，开关103连接到接头102，以把板A和B相互连接。
当板B不连接到连接器1000上时，开关103连接到虚负载101，以把板A与虚负载101相连接。虚负载101具有与板B的负载相同的阻抗，其满足传输线路的匹配条件。
通过这种连接器，可以满足阻抗匹配而不使用任何虚拟板，从而可以提供高质量的传输线路。
可以适当地组合上述实施例。从本实施例的各种组合可以获得优点。每个实施例包含各个阶段的发明，这些发明从所公开的多个结构的适当组合中提取。例如，当从排除一些结构的本实施例的结构中提取的一个本发明被简化以便于实施时，所排除的结构被适当地补偿公知技术。
本领域的专业技术人员将容易得知其它优点和变形。因此，在广意方面，本发明不限于该具体细节以及在此实出和描述的代表性实施例。相应地，可以作出各种变形而不脱离由所附权利要求及他们的等价表述所定义的一般的发明思想的精神或范围。
权利要求
1.一种计算机系统，其中包括系统板，其包括与包含至少一个元件的第一传输线路相并联的第一连接器和第二连接器；第一块板，其中包括通过第一连接器连接到第一传输线路的第二传输线路，其连接到具有一个阻抗的元件；以及第二块板，其中包括通过第二连接器连接到第一传输线路的第三线路，其连接到一个虚负载。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于虚负载的阻抗与该元件的阻抗相等。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于该虚负载是一个电容器。
4.一种计算机系统，其特征在于包括系统板，其包括至少一个连接到传输线路的元件以及连接到该传输线路的连接器；以及通过该连接器连接的扩展板，其中当连接扩展板时，用于该传输线路的阻抗匹配的阻抗匹配元件连接到该系统板的传输线路。
5.根据权利要求4所述的计算机系统，其特征在于该阻抗匹配元件是一个电容器。
6.一种把系统板的传输线路与扩展板的传输线路连接在一起的连接器，该连接器的特征在于包括阻抗匹配元件，其具有与扩展板的阻抗相等的阻抗；以及机械开关，在扩展板没有附加到该连接器上时，该机械开关把系统板的传输线路连接到该阻抗匹配元件。
7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于该阻抗匹配元件是一个电容器。
全文摘要
根据本发明的计算机系统包括系统板(100)、连接到系统板的输出数据的驱动器(200)、发送从驱动器输入的数据的传输线路(3、5、8a、12)、连接到该传输线路并接收来自驱动器的输出数据的接收器(9a)以及连接到该传输线路并具有与驱动器的输出阻抗和接收器的输入阻抗之差相等的阻抗的阻抗匹配元件(13)。
文档编号H05K7/14GK1379302SQ0210831
公开日2002年11月13日 申请日期2002年3月28日 优先权日2001年3月30日
发明者古贺裕一 申请人:株式会社东芝