专利名称：Electronic devices using divided multi connector element differential bus ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备，其采用用于通讯差分信号的连接器。
背景技术：
例如笔记本电脑、台式电脑、手机等电子设备以及其他设备可采用一个或多个图 形处理电路，例如图形处理器(例如与主机中央处理单元处于同一芯片上、或位于耦接至 主板的独立芯片上、或位于插入卡上的图形核心，或是与内存桥电路集成的图形核心，或是 任意其他合适的配置)，以向一个或多个显示器提供图形数据和/或视频信息、视频显示数 据。一种已知的为图形处理器与中央处理单元或其他设备之间的图形和/或视频信 息提供必要的高数据率和通讯性能的通讯接口设计是PCI Express接口。该通讯链路为串 行通讯通道，由成套的两差分线对组成，以在每个方向提供例如2. 5MB/秒(Genl)或5. 0MB/ 秒(Gen2)的通讯速率。这些最高可达32条的“通道” (lane)可以X2、X4、X8、X16、X32的 配置组合，从而建立独立控制的串行链路的并行接口。不过还可采用任意其他合适的通讯 链路。由于多媒体应用对于自绘图命令生成图形信息或生成适当视频的需要不断增加，因 此对图形处理电路和系统的需求不断增加，导致可能需要较大的集成图形处理电路，而该 较大的电路产生额外的热量，因而需要冷却系统，例如笔记本电脑、台式机或其它设备中的 风扇及相关管道等主动冷却系统或被动冷却系统。但给定电子设备所能散发的热量是有限 的。现有技术提出在与笔记本电脑、台式机或移动设备分离的独立设备中提供外部图 形处理，以通过并行图形处理操作更快生成图形处理，或利用外部图形设备向多个显示器 提供输出。不过，由于设备尺寸变得越来越小，因此需要不断设计包括连接器和线缆在内的 连接，使其能够被消费者接受并具有合适的速度和成本优势。例如，在移动设备或非移动设 备上，特定的视频游戏可能需要高带宽图形处理，这在给定成本、集成电路尺寸、散热以及 其他要素的情况下可能不可行。从电连接器角度来看，多年来，各行业都在试图设计用以提供例如数千兆字节的 必要带宽以在设备之间通讯视频帧信息和/或图形信息的电连接器。一个方案是提供例如 使用PCI-e 16通道配置的外部线缆和电路板连接器。这个方案导致印刷电路板的基底尺寸大致为40. 3mmX26. 4mm，包括连接器外壳深度和壳体在内的连接器壳体纵深剖面尺寸为 40. 3mmXll. 9mm。不过，此类大型连接器仅适于占用大量空间、重量为许多磅的大型设备，例 如服务器。对于消费者市场而言，此类大型连接器太大而且太贵。因此长期以来一直需要 合适的、可容纳多个通讯通道的连接器，以为图形和视频信息提供必要的带宽。其他连接器例如DisplayPort连接器被限制为仅有，例如，两通道，尽管它们具有 较小的基底尺寸，但无法支持PCI-e线缆规格特征并具有有限的功能。其他允许例如16 通道PCI-e连接的方案具有更大的基底尺寸和剖面尺寸，并可采用例如136针总堆叠连接 器来容纳16通道(VHDCI)。所述基底尺寸例如可超出42毫米乘19毫米，该连接器占用的 PCI-e板的剖面尺寸可超过42毫米乘12毫米。其次，此类连接器要求移动设备或笔记本 设备的尺寸太大，或者为容纳这样的连接器而占用的PC板或设备壳体上的空间不合理。此 外，此类连接器还使用对于笔记本设备来说过于笨重的大型线缆。成本也极高。另外，由于 主板空间非常宝贵，因此此类大型连接器并不实用。从电子设备的角度来看，在独立设备中提供外部图形处理功能是已知技术。例如， 现有技术中的扩展底座(docking stations)采用PCI_e接口连接器，该连接器包括单条通 道以与例如插入该扩展底座的笔记本电脑中的中央处理单元通讯。该扩展底座包括本身的 A/C连接器，并具有额外的显示连接器端口，以允许外部显示器直接连接至该扩展底座。例 如自带LCD显示器和集成视频/图形处理核心或卡形式的内部图形处理电路的笔记本电脑 利用其中央处理单元通过单通道PCI-e连接器向位于该扩展底座上的外部图形处理器发 送绘图命令或压缩视频。不过，这样的配置可能太慢，并且由于仅提供单通道通讯功能，因 而通常采用低端图形处理器。现有技术中还有其他外部电子单元采用图形处理电路以提升台式电脑、笔记本电 脑或其他设备的图形处理功能，例如采用信号中继器(Signal repeater)以加强多通道 PCI-e连接器的图形通讯的信号强度。不过，该连接器为大型针连接器，针之间的间距较大， 因此如果使用16通道的话，需要大约140针的连接器，导致主板上的布局要求以及连接器 的尺寸太大。因此，实际设备通常采用例如包括许多控制针的单通道连接器(大约18针连 接器)。因此，尽管生产厂商可能意图容纳多通道PCI-e通讯，但其实际应用中往往导致单 通道配置。无法适当地设计和制造适当尺寸的连接器是业界长期以来一直存在的问题。其他外部设备允许PCI-e图形卡用于笔记本电脑中。该些设备通常还使用单通道 PCI-e连接器。此类设备可包括显示器面板，其显示例如当前游戏的每秒帧率、时钟速度和 冷却风扇转速等信息，可根据需要通过例如功能按钮或软件来调整该显示信息。可在例如 后面板或侧面板上设置格栅，以使内部图形卡可见，还可提供通风。可通过转动控制按扭来 实时超频内部图形卡，以尝试提升该外部图形处理功能的性能。不过，需要注意的是，该中 央处理单元与该笔记本电脑以及具有该图形卡的外部电子设备之间的通讯链路通常具有 单个PCI-e通道，其限制了该图形卡的功能。因此，需要改进的连接器和/或线缆和/或电子设备来提供外部图形处理和/或 外部图形处理器与便携式设备或非便携式设备之间的互连。
参照附图阅读下列详细说明将更容易理解本发明，其中，类似的附图标记代表类似的元件。图1显示依据本发明实施例的电连接器的透视图。图2显示图1的连接器的剖视图。图3示例图1的连接器中的上下排触点。图4和图5示意依据本发明实施例由图1的连接器提供的信号配置。图6显示依据本发明实施例与图1的连接器配套的线缆连接器的透视图。图7至14显示依据本发明实施例由电子设备或系统中的图1的电连接器与图6 的线缆连接器提供的信号示意图。图15至18显示依据本发明实施例由电子设备或系统中的图1的电连接器与图6 的线缆连接器提供的信号示意图。图19至24显示依据本发明实施例由电子设备或系统中的图1的电连接器与图6 的线缆连接器提供的信号示意图。图25示意依据本发明实施例采用图1的所述板连接器的系统。图26显示依据本发明实施例包括至少一个所述电连接器并包括复数电子电路基 板的电子设备，其中该复数电子电路基板分别包含有图形处理器。图27示意依据本发明实施例采用至少一个所述连接器以及用于冷却图形处理电 路的主动冷却机构的电子设备。图28示意图26和图27的设备。图29显示依据本发明实施方式便于复数插入卡插入的电子设备的方块示意图。图30显示依据本发明实施例采用集线器设备的系统的方块示意图。
具体实施例方式简而言之，一实施例中的电子设备包括壳体，该壳体包括A/C输入或DC输入以及 至少一电路基板，该电路基板包括电子电路，例如图形处理电路，其基于该A/C输入或DC输 入接收功率。该电子设备还包括耦接至该电子电路的分离式多连接器元件差分总线连接 器。该分离式多连接器元件差分总线连接器包括与该电路基板连接的单独壳体，并且该连 接器壳体中包括分离式电性触点配置，该配置包括第一组电性触点，其与相邻的第二组镜 像电性触点彼此分离。其中，各组电性触点各自至少包括下触点和上触点的排。在一实施 例中，该电子设备壳体包括空气流通道，例如格栅，以利于提供穿过该壳体的气流。该电子 设备壳体还包括被动或主动冷却机构，例如设置风扇以冷却正常运行中的电路。在一实施 例中，该电子设备并不包括主机处理器，而是在通过该分离式多连接器元件差分总线连接 器与该图形处理电路通讯的独立电子设备中具有主机处理器。在另一实施例中，中央处理 单元(一个或多个中央处理单元)与该电路共同位于该电路基板上，以与外部设备一起提 供并行主机处理能力。在一实施例中，该电子电路与该电子电路壳体外部的另一电子设备中的处理器例 如中央处理单元通讯，该图形处理电路从该外部处理器接收绘图命令，并将显示数据通讯 至耦接该电子设备的显示器。在一实施例中，该壳体包括位于该主动冷却机构与该电子电 路之间的空气管道。在一实施例中，该分离式多连接器元件差分总线连接器将位于该另一 电子设备中的该处理器的绘图命令提供给该图形处理电路。该分离式多连接器元件差分总线连接器可为单独的16通道PCI Express型总线连接器，以在电子设备之间提供高速视频 和/或图形信息。在一实施例中，该电子设备包括加电控制逻辑，例如开关，其有效耦接至该分离式 多连接器元件差分总线连接器，直到从该分离式多连接器元件差分总线连接器的信号检测 到该外部设备加电后才将该图形处理电路加电。在另一实施例中，该电子设备包括复数印刷电路板，其上各自包括图形处理电路， 各该复数印刷电路板耦接至该分离式多连接器元件差分总线连接器，并且该图形处理电路 提供给定显示帧的并行或交替的图形处理操作。在另一实施例中，该电路基板包括电子电路和总线桥电路。该总线桥电路耦接背 板，该背板包括复数卡端口，分别经配置以容置插入卡。在另一实施例中，电子设备并不使用A/C功率输入，而是通过合适的连接器自另 一外部设备获得有限量的D/C功率。在一实施例中，该电子设备壳体的电路基板包括总线 桥电路，以及复数分离式多连接器元件差分总线连接器，其分别耦接至该总线桥电路并各 自包括具有分离式电性触点配置的单独连接器壳体。耦接该总线桥电路，以自与所述复数 总线连接器中至少一个相连的外部设备接收功率。在一实施例中，该分离式多连接器元件差分总线连接器包括壳体，其中具有分离 式多连接器元件。该电连接器适于电性连接基板，例如电路板。该分离式多连接器元件包 括分离式电性触点配置，该配置包括第一组或第一组件的电性触点，其与相邻的第二组或 第二组件的触点物理分离。该第一组电性触点和第二组电性触点各自包括下触点和上触点 的排。该第二组电性触点具有与该第一组电性触点相同但(例如相对垂直轴)呈镜像的配 置。在一个实施例中，确定该电连接器壳体的尺寸以提供大致为12毫米X53毫米的基 板基底尺寸以及大致为53毫米X6毫米的剖面尺寸，并包括为16通道差分总线配置的124 针。该16通道被分成两个8通道针组。在另一个实施例中，该第一组和第二组触点分别包 括端部接地触点，其中，各端部接地触点的位置与另一组中的另一端部接地触点相邻，并且 大体位于该连接器壳体的中心。在另一实施例中，上触点排为表面贴装针，下触点排为穿过 该基板的通孔针。本发明还揭露电子设备，其采用上述电连接器并具有耦接至该电连接器的电子电 路基板，并且还包括位于该电路基板上耦接至该第一组和第二组电性触点的电子电路。该 电子电路在该连接器之中心部分的任意一侧提供复数差分数据对信号，并且还在该第一组 电性触点的中心部分中提供差分时钟信号。该第一排上触点用于提供与该差分对信号相关 的控制信号。耦接该第二组触点以使该第二排下触点包括复数差分数据信号，这些信号提供于 被差分接地隔开的相邻针上。本发明还揭露线缆，其具有与该电连接器配套的相同端部连 接器。在一个实施例中，该线缆组件一端具有16通道连接器，另一端具有8通道连接器，该 线缆组件适于仅与该16通道连接器中的第一组电性触点而不是第二组电性触点进行电性 配合，从而允许16通道板连接器用于连接8通道单元。本发明所揭露的连接器或线缆或电子设备的诸多优点之一包括提供紧凑型连接 器，该紧凑型连接器通过例如PCI Express兼容总线或接口的多通道差分信号总线提供高速通迅。此外，由于触点组和电子电路通过单个触点组提供了必要的数据时钟信号，因此也 可通过8通道线缆系统将8通道连接器与16针板连接器连接。请参照图1和图2，图中示例的可耦接至例如印刷电路板之电路基板的电连接器 100包括基板定位销102和壳体连接柱104。该定位销102和壳体连接柱104经配置以穿 过该电路基板中钻出的通孔，以便于将该电连接器接置于该基板。该电连接器100包括壳 体106，该壳体106包括分离式多连接器元件108，其适于通过例如分离触点针组件而与电 路基板电性连接。该分离式多连接器元件108包括分离式电性触点针配置，其包括第一组 或第一组件的电性触点110，其与相邻的第二组或第二组件的触点112物理分离或相互断 开。另请参照图3，该第一组电性触点110包括一排下触点114和一排上触点116。类 似地，与第一组分离的第二组电性触点112包括与该第一组电性触点相同但呈镜像的配 置，因而具有与第一组电性触点相同、呈镜像但相互分离的下触点118和上触点120的对应 的排。本例中，当该第一组电性触点110连接现有技术的PCI Express收发器电路时，该第 一组电性触点110形成完整的8通道PCI Express通讯接口。本例中，下触点排114和118 为分离组件并为通孔针。将其耦接在电子设备中以包括并提供与差分接收器或收发器的连 接(例如见图7至14)。顶排触点针116和120为贴装至该电路基板表面的表面贴装针，并 耦接至电子电路以提供差分通讯信号。本例中，可在小型并且相对便宜的连接器设计中方 便地进行16通道PCI Express兼容连接。将彼此分离的各触点组分别电性连接以分别提 供基于8通道差分讯号的通讯，从而导致16通道通讯总线。复参照图1，壳体106可由任意合适的材料制成，包括已知的绝缘塑料或任意合适 的复合材料。该电性触点也可由任意合适的材料制成，例如具有例如镍上镀金之适当镀层 的铜合金，或任意其他合适的材料制成，并根据需要抛光。所述第一组中的下排触点114作 为一组独立的下排针进行制造，并作为连接器100的组件。下排触点118为同样的镜像组 件，并且与该下排触点114相互分离。类似地，上排触点116和120被配置为彼此相同并且 镜像的独立组件。本例中总共使用四组针来提供两组上下触点。将上下触点分成独立组件 的优点之一是有助于减少用以提供16通道或8通道PCI Express类型总线所需信号的所 需针数。本领域的技术人员将了解其他优点。此外，如本例所示，所述表面贴装针之间的间距例如可为0. 7毫米，表面贴装针的 宽度例如可为0. 26毫米，不过，还可使用任意其他合适的间距和宽度。所述通孔针可具有 例如0.7毫米的间距(如图4和5所示)，并可有偏移。此外，该通孔针的宽度例如可为 0.74毫米。不过，可根据需要采用任意合适的尺寸。对于16通道PCI Express兼容配置，确定壳体106的尺寸以提供大致为12毫米 X53毫米的基板基底尺寸，从而使该壳体可具有例如12. 2毫米深度和53. 25毫米的宽度，或 者任意其他合适的尺寸。例如，该深度和宽度可根据需要增大几毫米或缩小几毫米。此外， 在本例中，该第一组电性触点和第二组电性触点的上下触点排包括为16通道PCIExpress 接口(例如两个8通道差分总线链接)配置的124针。如图所示的连接器100可包括一个或多个摩擦扣环116，其摩擦扣合与板连接器 100配套的线缆连接器。此外还可采用其他已知的连接器扣合特征，例如开口 118和120， 其用以容置 对应的线缆连接器延伸的突出部。
复参照图2，连接器100可包括作为所述壳体一部分的绝缘盖202以及接地触点 和摩擦锁206、208，其利用现有技术与配套的线缆连接器摩擦扣合。此外还采用支撑结构 210，以利用现有技术将针支撑在连接器中适当的位置。连接器100包括中心支撑结构212， 以支撑位于其上方的上排表面贴装针116以及下触点114。中心支撑结构212支撑该电性 触点并在运行时容置配套连接器，该配套连接器的触点与上触点116和下触点116对齐以 实现电性接触。图4和图5示意印刷电路基板的部分，该部分被称为基板布局，显示位于电路基板 上的表面贴装触点400和通孔402。下排触点114和118耦接至通孔402，以通过连接器 100向该印刷电路板上的一个或多个电路提供电性接触和信号通讯。电路的导线或针可电 性耦接至焊盘400以通过连接器100进行信号通讯。该图显示连接器100的底排触点的引 脚以及对应连接器100中各触点的电子信号406、408。本例中，触点组形成上8通道410和下8通道412。电子电路414，例如可集成于 图形处理器核心、中央处理单元、桥电路例如北桥、南桥、或其他任意合适的桥电路或其他 任意合适的电子电路的PCI Express 16通道接口电路，通过连接器100发送和接收信号 406、408。电子电路14位于该电子电路基板上，并耦接至第一组电性触点和第二组电性触 点(这里仅显示下触点)。电子电路414提供差分时钟信号416、418，该差分时钟信号位于 第一组触点110的中部。该电子电路还提供复数差分数据对信号420，其位于中部421的任 意一侧。在该差分信号420之间提供对应的差分接地信号424。上触点116 (未图示)提供 与该差分数据对信号420相关的控制信号。本例中，另一组触点112不包括差分时钟信号 416和418。该电子电路提供所有必要的PCI Express型控制信号、时钟信号和电源，以通 过第一组触点110运行8通道总线。可通过提供所示信号来提供16通道。这包括使用第 二组触点112。此外，如图所示，第一组电性触点110与第二组电性触点112通过标示为426和 428的相邻接地触点彼此分离。耦接第二组触点112使第二排下触点包括复数差分数据信 号430，其提供于被对应差分接地信号432分离的相邻针上，并且标示为434的外侧针部分 为第二排下触点提供电源。类似地，在与显示为电源信号436的第一组触点114对应的连 接器外侧部分提供电源。本例中，电子电路114包括现有技术中兼容PCI Express的差分 多通道总线收发器。不过，可根据需要将任意合适的电路耦接至连接器100。此外，如图所 示，第一组触点110和第二组触点112分别包括端部接地触点426和428，其位置彼此相邻 并大体位于该壳体的中心。另外，第一组电性触点和第二组电性触点包括感测触点，其位于触点排的外侧端 部，以确定连接器正常插入该线缆两端。另外，该连接器还包括电源控制针，其可与该感测 触点一起使用，以控制该两个互连系统之间的电源时序以及其他功能。图6示例线缆，其具有经配置而与连接器100配套接合的线缆端部连接器500。线 缆502包括位于其任一端的端部连接器(不过未图示)，该端部连接器与端部连接器500相 同，该连接器端部500适于与分离式多连接器元件108配合。因此，线缆端部连接器500还 包括突出部504，其通过连接器100的中部212与所述触点接合。作为现有技术，该端部连 接器可由包括塑料和金属在内的任意合适材料制成，以根据需要提供必要的结构、防护和 接地特征。突出部504适于与板连接器100的摩擦扣环116摩擦扣合。线缆502可由两组线构成，该两组线分别形成8通道组。不过，可使用任意合适的配置。图7至14示意一设备中的电路414通过连接器100提供的电信号以及线缆连接 器502连接的其他设备中的对应电路提供的电信号。因此，主机设备(也称作主机侧)，例 如笔记本电脑或其他任意合适的设备通过连接器100经线缆连接至下游设备，并且该下游 设备也包含连接器100。因此，经简化的连接器/线缆对适合具有高速数据通讯功能。如 上所述，连接器100有效连接至电子电路以在针上提供图中所示的信号。作为参照，将显示 信号的图4和图5部分复制于图7至14中，如箭头600所示。标示为602的部分表示上排 触点116和120。如图所示，底排触点114和118主要耦接于例如图形处理器(下游设备) 的差分发送器和主机设备的差分接收器之间，而连接器100的顶排116和120则耦接于位 于下游设备中的图形处理器的接收器和主机设备的差分发送器之间。在该主机设备中，提供如图所示的标示为604的对应下排114和118。例如，通过 适当的电子电路在主机侧设备上提供标示为信号606的上排116和120。本例中，如上所 述，该电路包括PCI Express兼容接口电路，其提供本例中的16通道信息。本例中使用的 针的总数为124针。因此，这里显示16通道对16通道连接的信号和引脚。图15至18描述使用8通道连接器而不是16通道连接器针对8通道对8通道连 接的信号和引脚配置。不过，该8通道连接器在与所述16通道连接器之第一组连接器110 相同的针上提供相同的信号。因此，除使用半数针以外，8通道连接器可采用与连接器100 类似的设计，从而确定壳体尺寸以提供大致为12毫米X32毫米的基底尺寸以及大致为32 毫米X6毫米的剖面尺寸，并包括配置为上下触点排的总共68针。因此，图15至18描述通 过8通道线缆706与下游设备连接器704连接的主机侧连接器702。图19至24描述另一采用引脚和信号的配置，其中例如主机设备的第一设备采用 具有所示信号702的8通道连接器，其线缆另一端包括具有引脚和信号600、602的连接器 100。因此，可使用8至16通道的连接器配置，其中，该16通道连接器中只有8通道实际耦 接电路。采用这种方式，可根据需要容易地将现有的16通道连接器耦接至采用8通道连接 器的设备中。图25示例系统900。该系统采用第一设备902，例如主机设备，例如笔记本电脑、台 式电脑或任意其他合适的设备；以及第二设备904，例如该设备所采用的电子电路包括电 子电路414，其有效接置于例如包含连接器100之印刷电路板的基板908。电子电路414可 例如为图形处理器或任意其他合适的电路，并且在本例中包括PCI Express兼容收发器电 路，以通过所述线缆和连接器结构与主机设备902通讯。设备904的壳体可包括格栅，作为 空气通道910以提供空气流动，从而冷却该电子电路，并且该壳体还可包括主动冷却机构， 例如风扇913，经适当控制而通过空气流动提供冷却，该技术为已知技术。基板908可包括 电源电路912，用以向所有电子电路提供适当的电源并可通过插头914自插座接收交流电 (AC)。在现有技术的适当内存、操作系统软件和任意其他合适的元件、软件、固件之外，主机 设备还可包括一个或多个中央处理单元920以及一个或多个图形处理器922。因此，本例 中，设备904可通过连接器100和线缆502提供的差分信号自中央处理单元920和/或图形 处理单元922接收绘图命令，以通过适当的连接器配置提升设备外图形处理能力，该连接 器配置便于用户使用、成本相对低，并提供高数据率视频、音频和图形处理所需的数据率。如上所述，电子电路414可根据需要包括图形处理电路，例如一个或多个图形处理器核心、一个或多个中央处理单元或任意其它合适的电路。如图所示，若该电子电路包括 图形处理电路，则该图形处理电路可通过一个或多个适当的总线932存取一个或多个帧缓 冲区930，该技术为已知技术。此外，在另一实施例中，使用单个电路基板908时，电子电路 414可包括复数图形处理电路，例如复数图形处理器932和934，其通过适当总线936进行 有效耦接，并可通过总线桥电路938，例如PCI桥或任意其他合适的总线桥电路与分离式多 连接器元件差分总线连接器100连接。该总线桥电路提供来自或到达连接器100的信息， 并在连接器100与各图形处理器932、936之间切换通讯路径，该技术为已知技术。因此，本 实施例中，复数图形处理器可例如为主机设备902或其他合适设备提供并行或交替的图形 处理操作。图26示例设备904，其位于包括空气流通道1002、1004和1006的壳体1000中。 本实施例中，该空气流通道为格栅，以提供穿过该壳体的气流。图中所示的主动空气冷却机 构912为复数独立风扇1010、1012，用以冷却包含例如图形处理器、多媒体处理器、中央处 理单元或任意合适电子电路的复数印刷电路板908和1014 (例如卡)。另参照图28，本实 施例中，卡908、1014分别通过独立的标准PCI-E连接器1220和1222 (或分离式多连接器 元件差分总线连接器400的板对板版本)连接在背板卡1224上，该背板卡1224中容置的 PCI-E桥将该两卡与独立的分离式多连接器元件差分总线连接器100 (例如见图4和5)连 接。图形卡支架1020、1022容置用于连接外部监视器的连接器。本实施例中，该设备 904未使用任何中央处理单元，并且该设备用作一种外部图形增强设备。此外，在本实施例 中，例如为塑料通道的管道1030将气流引导至印刷电路板或卡908、1014上面需要冷却的 元件上方。另外，电源也可包括独立风扇1032。不过，可根据需要在所有冷却操作中使用单 独风扇或多个风扇。请参照图27和28，还可具有将气流自格栅引导至风扇的管道，例如管道1200。此 外，如图所示，根据需要将卡908和1014分离以提供热对流。此外，图中还显示作为电源一 部分的开关1040。该电源可从插座接收A/C输入，例如A/C信号，并将该A/C转换为DC，或 从DC电源接收DC输入信号。本实施例中，卡908、1014的底部具有连接背板1224的PCI 边缘连接器1220、1222 (见图28)，本实施例中，该背板1224水平置于卡908、1014的下方。 该背板包括与该卡边缘连接器配合的连接器。总线桥电路938作为开关，用以将连接器100 的信息路由至卡908和1014或其中之一。应了解本发明可具有诸多使用方案。例如，可使用具有一个或多个图形处理器的 电路板升级远程主机系统，该远程主机系统中还可根据性能要求具有一个或多个图形处理 器。各图形处理器可单独耦接至连接器100，或者根据需要使用例如8通道的单个连接器 或通过PCI-E开关设备共享全部16通道。此外，由于该独立的电子设备降低了热量限制和 功率限制，因此例如笔记本电脑等便携式设备可根据需要增强其图形处理或视频处理能力 或其他处理能力。因此，这里所使用的图形处理电路可根据需要包括视频处理，例如视频编 码和解码电路、高清晰度电视图像处理、或任意其他合适的视频处理或多媒体处理操作。应 当了解，可连接至电子设备904的外部设备例如可包括机顶盒、电视、游戏机、手持设备、笔 记本电脑、台式电脑或任意其他合适的设备。此外，还可将一个或多个显示器，例如IXD显 示器，连接至该设备904。通过使用显示端口可使各独立显示器插入电子设备904中，从而将该电子设备中的该图形处理器的输出显示在一个或多个显示器上(见图25)。或者，设 备904中的图形处理器可将帧信息或其他信息发回至该主机设备，接着该主机设备使用其 自身的显示能力在另外的显示器上输出该信息。另参照图7至14，CPWRON信号来自该主机设备并通过连接器100，该信号标示，例 如，该外部设备已加电激活(非待机模式)。接着，设备904中的电子电路检测CPWRON信号 并加电。CPRSNT针用于检测设备904与外部设备例如主机设备的充分连接，以帮助控制设 备904加电并通知该主机系统该外部设备904已连接并加电。在一个实施例中，使用两个 针以确保在通知该主机系统连接器100可用之前，连接器100已完全就位。此外，还可使用 热插拔机构以检测设备904已连接至其他外部设备。图29描述另一实施例的电子设备1300，其所包括的电路基板1302包括耦接至连 接器100和总线插槽端口 1306、1308的总线桥电路1304。该总线插槽端口 1306、1308不 一定是连接器100，例如可以是PCI Express插槽，用以容置可包括任意合适的电子电路的 PCI Express卡1310、1312。总线插槽端口 1306、1308可接置于例如有源背板上。该有源 背板可为有源背板卡，以方便与总线桥电路1304连接。该有源背板卡包括经配置以容置插 入卡1310和1312的复数卡端口 1306、1308。该总线桥电路1304可例如为北桥、南桥或其 他合适的桥电路，其包括，例如，通过PCI Express通讯链路或任意其他合适的链路进行通 讯所需的收发器。本实施例中，由于图形处理器可位于插入卡1310或1312上，因此电子设 备1300无需图形处理电路，导致电子设备1300尺寸较小，但该设备仍支持通过连接器100 的高速视频通讯。因此，可在插槽1306、1308中插入标准PCI Express卡，但使用独特的连 接器，例如连接器100与另一电子设备例如与具有主机中央处理单元的设备连接。图30描述另一电子设备1400，其并不使用标准总线插槽连接器1306、1308，而是 使用连接器100，以将例如图25所示的额外电子设备(设备904)适当连接至集线器设备 1400。此外，在本实施例中，通过与连接器100并联的电源连接由下游设备向PCI桥电路 1304提供功率，因而无需A/C连接器。此外如图所示，还可根据需要在电子设备1904之间 采用非差分总线1410，以在该些设备之间提供直接通讯链路，而不是经过总线桥电路1304 的通讯链路。可根据需要使用电子设备1904中的多个图形处理器进行并行图形处理或视 频处理。设备1400充当电子集线器设备。其包括耦接至桥电路1304的复数分离式多连接 器元件差分总线连接器100。电子设备1904分别包括A/C输入，而且还包括分离式多连接 器元件差分总线连接器100。还可耦接显示器以向相应显示器提供该电子电路的输出。各 外部电子设备的图形处理电路之间的总线连接1410不同于通过该分离式多连接器元件差 分总线连接器的总线。该些显示器显示由一个或两个电子设备1904的图形处理电路生成 的帧。上面针对本发明的详细描述以及这里所描述的实施例仅出于描述目的而非限制 本发明。综上所述，本发明意图覆盖任意的和所有的修改、变更或替换，这些修改、变更或替 换落入上面所揭露的以及请求保护的基本原则的精神和范围之内。
权利要求
一种电子设备，包括壳体，至少包括；A/C输入或DC功率输入；至少一电路基板，包括有效耦接到根据该A/C输入或DC功率输入接收功率的电子电路；分离式多连接器元件差分总线连接器，有效耦接至该电子电路，包括单独壳体，该单独壳体中设置有分离式电性触点配置，包括第一组电性触点，其与相邻的第二组触点相互分离，该第一组电性触点包括下触点和上触点的排；以及具有与该第一组触点相同并呈镜像配置的第二组电性触点，包括相同并呈镜像的下触点和上触点的对应的排；以及其中，该壳体还包括用以提供穿过该壳体的气流的空气流通道，并且还容置有用以冷却正常运行中的该电子电路的被动或主动冷却机构。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，该电子电路包括图形处理电路，其通过该分离 式多连接器元件差分总线连接器与该壳体外部的另一电子设备中的处理器有效通讯，以及 其中该图形处理电路至少有效的从该处理器接收绘图命令，并将显示数据和有效耦接该电 子设备的显示器通讯，以及其中该壳体还适于在该主动冷却机构与该图形处理电路之间容 置空气管道。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，该分离式多连接器元件差分总线连接器将该 另一电子设备中的处理器的绘图命令提供给该图形处理电路，以及其中该图形处理电路根 据该绘图命令将显示数据有效输出至显示器。
4.如权利要求1所述的电子设备，包括加电控制逻辑，其有效耦接至该分离式多连接 器元件差分总线连接器，并且等待直到从该分离式多连接器元件差分总线连接器的信号检 测到外部设备加电后才将该电子电路加电。
5.如权利要求1所述的电子设备，其中该电路基板为包括多个处理器以及有效耦接至 各该处理器的总线桥电路的印刷电路板，各该处理器上包括图形处理电路，该总线桥电路 耦接至该分离式多连接器元件差分总线连接器，以及其中来自多个印刷电路板的该图形处 理电路有效耦接在一起从而为给定显示帧提供并行或交替的图形处理操作。
6.如权利要求1所述的电子设备，其中，该电连接器的该壳体的尺寸定为提供大致为 12毫米乘以53毫米的基底尺寸以及大致53毫米乘以6毫米的剖面尺寸。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，该第一组和第二组电性触点的上下触点的排 包括配置为两个8通道差分总线的124针。
8.如权利要求1所述的电子设备，其中，该电连接器的该壳体的尺寸定为提供大致为 12毫米乘以32毫米的基底尺寸以及大致32毫米乘以6毫米的剖面尺寸，并包括配置在下 触点和上触点的排中的68针。
9.如权利要求5所述的电子设备，其中，各该图形处理电路通过该分离式多连接器元 件差分总线连接器与该壳体外部的另一电子设备中的处理器有效通讯，以及其中各该图形 处理电路经过使用该分离式多连接器元件差分总线连接器提供的差分链路的多个通道与该另一电子设备进行显示数据通讯，以及其中该壳体还适于在该主动冷却机构与各该图形 处理电路之间容置空气管道。
10.一种电子设备，包括 壳体，至少包括总线桥电路；多个卡端口，经配置以容置外部差分总线插入卡；分离式多连接器元件差分总线连接器，有效耦接至该总线桥电路，包括单独壳体，该单 独壳体中设置有分离式电性触点配置，包括第一组电性触点，其与相邻的第二组触点相互分离，该第一 组电性触点包括下触点和上触点的排；以及具有与该第一组电性触点相同并呈镜像配置的第二组电性触点，包括 相同并呈镜像的下触点和上触点的对应的排；有效耦接至该总线桥电路的有源背板，包括多个内部卡端口，每个内部卡端口经配置 以容置插入卡。
11.如权利要求10所述的电子设备，其中，该壳体还包括用以提供穿过该壳体的气流 的空气流通道，以及还容置有用以冷却正常运行中的该图形处理电路的主动冷却机构。
12.一种电子设备，包括 壳体，至少包括包括总线桥电路的至少一电路基板；多个分离式多连接器元件差分总线连接器，每一个都有效耦接至该总线桥电路，每一 个都包括适于与基板机械连接的单独壳体，该单独壳体中设置有分离式电性触点配置，包括第一组电性触点，其与相邻的第二组触点相互分离，该第一 组电性触点包括下触点和上触点的排；以及具有与该第一组电性触点相同并呈镜像配置的第二组电性触点，包括 相同并呈镜像的下触点和上触点的对应的排；以及有效耦接该总线桥电路以将该多个分离式多连接器元件差分总线连接器之一的信息 路由至该多个分离式多连接器元件差分总线连接器中至少两个。
13.一种系统，包括 电子集线器设备，包括 壳体，至少包括；包括总线桥电路的至少一电路基板；多个分离式多连接器元件差分总线连接器，每一个都有效耦接至该总线桥电路，每一 个都包括适于与基板机械连接的单独壳体，该单独壳体中设置有分离式电性触点配置，包括第一组电性触点，其与相邻的第二组触点相互分离，该第一 组电性触点包括下触点和上触点的排；以及具有与该第一组电性触点相同并呈镜像配置的第二组电性触点，包括相同并呈镜像的下触点和上触点的对应的排；以及有效耦接该总线桥电路以将该多个分离式多连接器元件差分总线连接器之一的信息 路由至该多个分离式多连接器元件差分总线连接器中至少两个；以及 至少第一外部电子设备和第二外部电子设备，分别包括 壳体，至少包括 包括图形处理电路的电路基板；另一分离式多连接器元件差分总线连接器，其结构与该电子集线器设备的该多个分离 式多连接器元件差分总线连接器的结构相同，有效耦接至该图形处理电路以及该电子集线 器设备的该多个分离式多连接器元件差分总线连接器之一；以及各外部电子设备的该图形处理电路之间的总线连接，其不同于通过该分离式多连接器 元件差分总线连接器的连接；以及至少一显示器，有效耦接至该外部电子设备中至少一个，并有效显示两个该外部电子 设备的该图形处理电路所生成的帧；以及电子设备，包括分离式多连接器元件差分总线连接器，以及包括处理器以向各该多个 外部电子设备的各该图形处理电路有效的提供绘图命令，从而生成显示帧以输出至该至少 一显不器。
14.如权利要求13所述的系统，其中，各该多个分离式多连接器元件差分总线连接器 的该壳体的尺寸定为提供大致为12毫米乘以53毫米的基底尺寸以及大致53毫米乘以6 毫米的剖面尺寸。
全文摘要
文档编号H05K7/20GK101953030SQ200880126818
公开日2011年1月19日 申请日期2008年12月10日 优先权日2007年12月13日
发明者James D Hunkins, Lawrence J King, Koduri Raja 申请人:Ati Technologies Ulc