专利名称：用于PCI Express 电脑系统的主机板的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种主机板，尤其是一种用于PCI Express电脑系统的主机板。
背景技术：
按，主机板属于整个电脑系统中最底层的元件，负责承载中央处理器、系统芯片组及存储器，并提供这些元件与其他周边装置的联系与数据传输路径。主机板的主要元件包括有系统芯片组与连接器。系统芯片组系整个电脑系统运作的中枢元件，主要功能在于负责其余元件的间，信号与数据的分配与传递，而不同的中央处理器需搭配使用不同的系统芯片组。连接器的功能则是用以连接电脑系统各部分元件，如显示卡、中央处理器、存储器以及硬碟等。
现今电脑架构，一般系采用南桥(South Brige)、北桥(North Bridge)芯片各自独立的设计，而南北桥芯片掌控的元件与功能也各有不同。请参照图1所示，系一典型电脑架构的示意图。北桥芯片100较接近中央处理器120，主要负责中央处理器120、主存储器140与AGP连接器160间数据与信号的传递，并且通过特定的传输协定与南桥芯片200沟通。南桥芯片200则负责主机板上各项周边装置(例如PCI连接器220、光碟机或硬碟机240，软碟机260及键盘/鼠标280)输出入信号(Input/Output Signal)及数据的接收与发送。而为了为了控制并驱动各项周边装置220，240，260，280，南桥芯片200内包括有PCI控制器、硬碟与光碟机的IDE控制器、USB控制器、以及软碟、键盘与鼠标的控制器。藉此其可将这些周边装置所发出的中断要求(Interrupt Request，IR)，通过北桥芯片100传递至中央处理器120以分配所欲执行的工作程序与工作内容。
AGP汇流排的主要目的在于提供一种高速度的传输界面，因应3D画面贴图(Texture Mapping)所产生的大量数据，以解决传统PCI界面的显示卡数据处理速度的限制。然而，随着其他高性能的PCI界面电脑周边的发展，如ultra320规格的SCSI硬碟与传输速度达10G的网路卡，传统PCI汇流排的传输速度早已无法支援，也因此有了新一代的I/O汇流排界面PCI Express的产生。
PCI Express的发展系着重于高性能与高扩展性，而在此前提下所发展出来的PCI Express界面，不但能提供高性能的传输效率，并且，可以与原来的PCI界面的设备相容工作。请参照图2所示，系一典型采用PCI Express界面的电脑架构的示意图。如图中所示，系统芯片110不仅可以直接连接至PCI Express连接器310，也可以通过转接器(Switch)320连接多个PCI Express连接器330，同时，还可以通过桥接器(Bridge)340连接相容至PCI连接器350。由此可见，PCI Express界面系具有足够潜力以取代现今广泛使用的PCI界面，甚至是AGP界面，而成为传输界面的主流规格。
PCI Express系以串列方式，并使用“低电压差动式传输”(即利用两条传输线的间的电压差表示逻辑信号0与1)以降低噪声信号对于信号传递的影响，藉以大幅提升传输频率。依据PCI Express的技术规范，一个最基本的PCIExpress链结(LINK)包含了两对“低电压差动式传输”信号，也就是有四条信号线，一对负责传送，另一对则负责接收。这样的基本架构称为一个“路径(Lane)”。按规定，一个“路径”的传输速率约是2.5Gbit/S。
由此可知，通过PCI Express的机制，可通过增加“路径”的数量来增加数据带宽，而“路径”数量的增加反映在PCI Express连接器上便是脚位数的增加。在目前的技术中，已揭露有使用一个、二个、四个、八个、十二个、十六个、三十二个不等数量“路径”的PCI Express连接器，分别对应至2.5Gb/S至80Gb/S不等的传输带宽。
请参照图3所示，系典型一倍速(1×)PCI Express连接器330a，而图12系其相对应的脚位定义表。另外，请参照图4所示，系典型四倍速(4×)PCIExpress连接器330b，而图13系其相对应的脚位定义表。在图12与图13的脚位定义表中，“RSVD”系代表保留未使用的针脚；“GND”系代表用以接地的针脚；“JTAG1～JTAG5”系属测试用的针脚；“3.3Vaux”系用以通入一辅助的电压；“SMCLK”与“SMDAT”系用以控制连接器与芯片组间的数据交换；“REFCLK+”与“REFCLK-”系用以提供差动传输的时钟信号；“HSOp(i)”与“HSOn(i)”系用以进行差动传输以传送数据，“HSIp(i)”与“HSIn(i)”系用以进行差动传输以接收数据；“PRSNT#1”与“PRSNT#2”系用以检测界面插卡插入与否。
相较之下，四倍速PCI Express连接器330b与一倍速PCI Express连接器330a除了长度不同外，二者所具有的“路径”数量不同，当然其脚位数目也不同。简单地说，若PCI Express连接器的倍速越高，其具有的脚位数目便越多。举例而言，一倍速的PCI Express连接器330a仅具有一组“路径”，而四倍速的PCI Express连接器330b则具有四组“路径”。此外，经由比较图12与图13，更可以发现，四倍速的PCI Express连接器330b除了具有与一倍速的PCIExpress连接器330a完全相同的脚位(#1～#18)配置外，更增加了14个脚位(#19～#32)以提供更多“路径”。并且，其所增加的脚位(#19～#32)，系由原一倍速PCI Express连接器330a脚位的最末端(#18)向后延伸排列。
如前所述，可见高倍速PCI Express连接器的针脚数量系较相对低倍速的PCI Express连接器为多，同样地，高倍速PCI Express界面插卡的金手指长度也较长。因此，低速的PCI Express设备方有可能插入高速的PCI Express连接器中，而高速的设备则不可能插入低速的连接器内。
而在此限制下，使用者选用周边设备时，往往受到主机板上既有的PCIExpress连接器的限制，而仅有传输速度等于或小于此连接器规格的PCI Express周边设备方可选用。此外，又由于此PCI Express连接器系对应至主机板的系统芯片，因此往往被误解成，若是系统芯片组不支援高倍速的PCI Express界面，即无选用高速周边设备的可能性。换言之，高速周边设备也就无法向下相容于低速的连接器及系统芯片组，而导致PCI Express周边设备的发展受限于连接器和系统芯片组。举例说明，若是系统芯片组仅支援一倍速的PCI Express传输界面，其所使用的连接器亦系标准的一倍速的PCI Express连接器。而在此情况下，即便有二倍速以上传输速度的PCI Express周边设备可以选择，却会因为较高速度PCI Express周边设备的金手指会与PCI Express连接器的侧边形成干涉(interference)，而无法经由较低速度的PCI Express连接器连接至系统芯片组以为使用。
于是，为了提供使用者在设备升级的选择上更大的选择弹性，而不须受限于系统芯片组的规格所限制，如何使低倍速的PCI Express连接器与其相对应的系统芯片组可以与高倍速的PCI Express周边设备配合使用，已成为一重要的课题。
发明内容
本发明的主要目的系提供一种PCI Express连接器，使具有较高传输速度的PCI Express界面插卡可插合于低倍速的PCI Express连接器中。
本发明所提供的主机板，系可以与一高倍速PCI Express界面插卡形成连接。此主机板包括一中央处理器、一低倍速PCI Express控制器与一低倍速PCIExpress连接器，其中，低倍速PCI Express控制器系连接至中央处理器，低倍速PCI Express连接器系连线至低倍速PCI Express控制器。并且，在低倍速PCIExpress连接器的侧面形成有一开口，以避免当高倍速PCI Express界面插卡插合于低倍速PCI Express连接器时，界面插卡与连接器间产生干涉(interference)。
在本发明的一实施例中，在低倍速的PCI Express连接器侧边的开口内更具有一弹性构件，以固定界面插卡。
在本发明的一实施例中，在低倍速的PCI Express连接器侧边系预设有切口，当金手指数量较多的高倍速Express界面插卡被强行插入低倍速的PCIExpress连接器内时，此切口处断裂而形成一开口以容纳此界面插卡插合于其中，并使其余的金手指由此开口延伸而出。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1系一典型的系统芯片组架构的示意图。
图2系一典型PCI Express界面的电脑架构的示意图。
图3显示一典型一倍速PCI Express连接器。
图4显示一典型四倍速PCI Express连接器。
图5系本发明PCI Express连接器一较佳实施例的示意图。
图6显示一具有较高倍速传输速度的PCI Express界面插卡插合于本发明PCI Express连接器。
图7系本发明PCI Express连接器另一实施例的示意图。
图8系本发明PCI Express连接器又一实施例的示意图。
图9系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统一较佳实施例的示意图。
图10系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统另一实施例的示意图。
图11系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统又一实施例的示意图。
图12系表列一倍速PCI Express的脚位定义。
图13系表列四倍速PCI Express的脚位定义。
具体实施例方式请参照图5所示，系本发明PCI Express连接器400第一实施例的示意图。图中系以一倍速的PCI Express连接器举例说明。如图中所示，此PCI Express连接器400的壳体系具有一向上开口的插槽。此插槽经一格板430区分为两部分410与420，其中，插槽410内配置有对应至图12中#1～#11的脚位，而插槽420内则配置有#12～#18的脚位，并且，连接器的侧面400a，即邻接于脚位#18处，具有一开口440。也就是说，插槽420的短边系具有一开口440贯通至连接器400的壳体外，而对应至各脚位的金属接脚系排列于插槽410与420的两相对长边。
通过制作于连接器侧面400a的开口440，可以避免较高倍速的PCI Express界面插卡(daughter board)(未图示)的金手指部分与连接器400的壳体形成干涉(interference)，也就是容许此较高倍速的PCI Express界面插卡插合于本发明连接器400中。进一步说明，假定上述低倍速的PCI Express系指n倍速PCI Express，而高倍速的PCI Express系指m倍速或m倍速以上的PCI Express，本发明的连接器400可容许m大于n的情况发生，例如n＝1时，m可以是2，4，8，16或32。
请参照图6所示，显示一具有较高倍速传输速度的PCI Express界面插卡500插合于图5本发明的PCI Express连接器400。如图中所示，并请同时参照图3与图4，由于较高倍速的PCI Express界面需要较多的脚位数量，此PCIExpress界面插卡500的金手指510数量系大于PCI Express连接器400的相对应脚位数量。因此，此PCI Express界面插卡中，部分对应有脚位的金手指510系插合于连接器400内，而其余未对应有脚位的金手指510b系穿过开口而延伸至连接器400的外侧。
值得注意的是，如图12与图13中PCI Express的脚位定义表中，有关于信号传输与控制的脚位(#1～#11)均系位于插槽410。而插槽420内所配置的脚位(#12～)系与传输速度，也就是“路径(Lane)”相关。因此，将高倍速的PCI Express界面插卡500插合于本发明低倍速的PCI Express连接器400内，界面插卡500中有关信号传输与控制的脚位(#1～#11)均得以连接与连接器400相连接，也就是说，此界面插卡500由连接器侧面的开口440向外延伸，而造成空接(opened)的金手指510b，系不会对PCI Express界面的正常运作造成影响。
为了将此PCI Express界面插卡500固定于连接器400中，请参照图7所示，在本发明连接器的第二实施例中，在开口440侧边更装设有弹片450。因此，当界面插卡的金手指部分插入开口440中，弹片450系受挤压变形，而产生一恢复力以夹合界面插卡。
另外，请参照图8所示，在本发明连接器的第三实施例中，连接器的侧面400a，在对应至插槽420两相对长边的位置，分别预切一切口460。当金手指数量较多(也就是金手指长度较长)的界面插卡被强行插入此连接器400内，切口460处受力断裂，而在连接器的侧面形成开口(未图示)以容纳界面插卡。
请参照图9所示，系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统一较佳实施例的示意图。如图中所示，此电脑系统包括中央处理器120、系统芯片组110、一倍速(1×)PCI Express连接器400与四倍速(4×)PCI Express界面插卡500。其中，中央处理器120、系统芯片组110与一倍速(1×)PCI Express连接器400系制作于一主机板10上。系统芯片110内包括一倍速PCI Express控制器130，连接至一倍速PCI Express连接器400以为控制。并且，如图6所示，此一倍速PCI Express连接器400的侧面具有一开口440，因此可容许前述四倍速PCIExpress界面插卡500插合于其中。
请参照图10所示，系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统另一实施例的示意图。相较于图9的实施例，本实施例中系采用四倍速(4×)PCI Express连接器600与十六倍速(16×)PCI Express界面插卡700。其中，中央处理器120、系统芯片组110与四倍速(4×)PCI Express连接器600系制作于一主机板10上。而为了控制此连接器600，系统芯片110内包括有四倍速PCI Express控制器630。
由此可知，本发明电脑系统的连接器并不限于一倍速(1×)PCI Express连接器，二倍速、四倍速、六倍速、八倍速等不同传输倍速的连接器，都可以依据本发明的概念设计。相同的，在本发明的电脑系统中，对应于此PCI Express连接器的界面插卡也不限于使用四倍速PCI Express界面插卡，二倍速、四倍速、八倍速、十六倍速等不同传输倍速的界面插卡均可以使用。
请参照图11所示，系采用本发明PCI Express连接器的电脑系统又一实施例的示意图。相较于图9的实施例，本实施例中系采用两个一倍速PCI Express连接器400、一个四倍速PCI Express界面插卡500与一个十六倍速PCI Express界面插卡700。其中，中央处理器120、系统芯片组110与一倍速PCI Express连接器400系制作于一主机板10上。系统芯片110内的一倍速PCI Express控制器130系连接至此二个一倍速PCI Express连接器400以为控制。由此可知，本发明电脑系统可以使用一个以上的连接器400，又，各个连接器400还可以连接不同传输倍速的界面插卡500与700。
综上所述，由于本发明的PCI Express连接器容许具有较高传输速度的PCIExpress设备插入其中，换言的，也就容许低传输速度的PCI Express连接器与其相对应的系统芯片组向上相容。因此，通过本发明的电脑系统，使用者在设备升级的选择上，不需要受限于主机板上系统芯片组的规格。也就是说，即便系统芯片组只支援一倍速PCI Express周边设备，通过本发明的PCI Express连接器，使用者还是可以选用具有较高倍速PCI Express界面的周边设备。
以上所述系利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种主机板，可与一界面插卡(daughter board)形成连接，该主机板至少包括一中央处理器；一控制器，连接该中央处理器；及一连接器，连线至该控制器，并且，该连接器侧面形成有一开口，以避免当该界面插卡插合于该连接器时，该界面插卡与该连接器间产生干涉(interference)。
2.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，该界面插卡的金手指数系大于该连接器的接脚数，而部分该金手指中未对应有该连接器的接脚系穿过该开口而延伸至该界面插卡的外侧。
3.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，该连接器系一n倍速的PCIExpress连接器，该控制器系一n倍速的PCI Express控制器以控制该n倍速的PCI Express连接器，而该界面插卡系一m倍速的PCI Express界面插卡，且m大于n。
4.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，该连接器侧边的开口内装置有一弹性构件，以卡合固定该界面插卡。
5.根据权利要求4所述的主机板，其特征在于，该弹性构件系一弹片，当该界面插卡的金手指部分插入该开口，该弹片受挤压变形，而产生一弹性恢复力以夹合该界面插卡。
6.根据权利要求1所述的主机板，其特征在于，该连接器的侧面预切有切口，当该界面插卡强行插入该连接器，该切口处受力断裂而形成该开口以容纳该界面插卡。
7.一种连接器，可与一界面插卡(daughter board)形成连接，该连接器至少包括一壳体，具有一向上开口的插槽，并且，该插槽的短边具有一开口贯通至该壳体外；及多个接脚，排列于插槽的两相对长边，并且，该接脚的数目系小于该界面插卡的金手指数量，当该界面插卡被插入该壳体内时，该界面插卡的部分金手指系穿过该开口延伸至该壳体外。
8.根据权利要求7所述的连接器，该连接器系一n倍速的PCI Express连接器，而该界面插卡系一m倍速的PCI Express界面插卡，且m大于n。
9.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，该开口内装置有一弹性构件，以卡合固定该界面插卡。
10.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，该弹性构件系一弹片，并且，该弹片系装置于该开口的侧边，当该界面插卡的金手指部分插入该开口，该弹片受挤压变形，而产生一恢复力以夹合该界面插卡。
全文摘要
一种主机板，可与一高倍速PCI Express界面插卡形成连接，包括一中央处理器、一低倍速PCI Express控制器与一低倍速PCI Express连接器，其中，低倍速PCI Express控制器系连接至中央处理器，低倍速PCI Express连接器系连线至低倍速PCI Express控制器。并且，在低倍速PCI Express连接器的侧面形成有一开口，以避免当高倍速PCI Express界面插卡插合于低倍速PCI Express连接器时，界面插卡与连接器间产生干涉(interference)。
文档编号G06F1/00GK1704864SQ20041004744
公开日2005年12月7日 申请日期2004年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者陈宇光, 曾瑛俊 申请人:华擎科技股份有限公司