专利名称：计算机系统及其输入输出机板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种计算机系统(computing system)及其输入输出机板(I/O board)。
背景技术：
多处理器系统是可供操作系统在具有多个处理器的主机上执行，并充分利用每个处理器的运算能力。这种计算机系统可将同时间执行的多个程序指派给不同的处理器执行，以加快程序的执行速度。因此处理器之间的传输以及处理器与其它芯片组之间的传输就成为一个重要的关键点。
计算机设备对于提升信号传输速度的需求，从未满足过。如今，又是个高速总线技术纷纷出炉的时代，从芯片对芯片(chip-to-chip)、机板对机板(board-to-board)到系统对系统(chassis-to-chassis)，已出现了各式各样高连结效能的互连技术。在众多技术中赢得最多注目的，当属PCI、PCI-X、PCI-Express(或简称为PCI-E)及HyperTransportTM、甚至是Rapid-IO。这些高速总线的技术皆为熟悉本项技艺者所周知者，因此不在此赘述。
请参考图1，其中一种已知的计算机系统1中，其是包括有数个处理器卡11、底板(base board)12以及背板(backplane)13。每个处理器卡11上具有数个处理器110(例如两个CPU)及内存112，例如DIMM，为了要使不同处理器卡11之间的处理器110可以高速传输达成通信，所以已知的计算机系统1包括有底板12，以供处理器卡11插置，并以总线(图未示)串连各处理器卡11。
如图1所示，已知的计算机系统1是将南桥芯片134、信道桥接芯片136、输入输出控制器138与各种输入输出(I/O)的连接端口131以及扩充插槽132皆设计在扩充板13上。I/O连接端口131可包括USB、PS/2、音源、网络等连接端口，受输入输出控制器138控制，以提供周边装置外接功能，而扩充插槽132则藉由信道桥接芯片136提供外接扩充卡(expansion card)功能。背板13与处理器110之间的通信必须仰赖背板13与底板12之间的连接器14，例如特殊规格的HTX-Pro接口，才可使I/O连接端口131与处理器110之间得以高速传输。
除了需要罕见的连接器之外，计算机系统1具有规格弹性较小的问题。由于南桥芯片134、信道桥接芯片136、输入输出控制器138、各种输入输出(I/O)的连接端口131与扩充插槽132等组件皆设置于扩充板13上，对于设计者或使用者而言，无法针对系统升级或规格变更去更动扩充板13上的任何组件。计算机系统1的另一个问题是拆装不易。扩充板13与底板12是必须固定至机壳上的，加上二者间需以机板对机板(board-to-board)的平行方式连接，会增加拆装过程的复杂度，也降低连接器14的结合稳固程度。
再者，由于具有多个处理器110，因此计算机系统1必须能有良好的散热结构。计算机系统1须利用风扇15，来达成降温。然而，扩充板13与底板12之间机板对机板(board-to-board)的平行式连接结构使得散热信道较不顺畅。
发明内容
鉴于已知技术所存在的问题，本发明提供了一种计算机系统(computingsystem)及其输入输出机板(I/O board)。本发明的主要目的是提供一种易于升级的输入输出机板及其应用在计算机系统。本发明的另一目的是提供一种可高速传输的输入输出机板及其应用在计算机系统，且该计算机系统是易于散热者。
本发明的一实施例提出一种计算机系统。该计算机系统包含至少一处理器卡(processor card)、一输入输出机板(I/O board)及一扩充板(expansionboard)。每个处理器卡具有至少一处理器。扩充板包括至少一扩充插槽、至少一处理器总线连接器及若干互连总线连接器。例如，该扩充插槽可以是PIC-E或PCI-X扩充插槽。
本发明所提供的输入输出机板包括一南桥芯片、一输入输出控制器(I/Ocontroller)与若干输入输出端口。例如，该若干输入输出端口包括PS/2连接端口、USB连接端口、LAN连接端口、IDE连接端口、SATA连接端口、音效连接端口或磁盘连接端口。南桥芯片电路连接至处理器及输入输出控制器，且至少其中的一的输入输出端口是与该输入输出控制器电路连接。处理器总线连接器是供处理器卡插置，且该若干互连总线连接器是供该输入输出机板插置，以使得处理器卡、输入输出机板及扩充板之间达成通信。
在本实施例中，处理器可以是AMD OpteronTM，因此，每个处理器都可连接一内存，而无须透过北桥芯片即可传输信息到南桥芯片。
扩充板上的处理器总线连接器是可达成双单向点对点(dualunidirectional point-to-point)传输，例如符合HyperTransportTM传输协议，且该处理器总线连接器具有PCI-E连接器的外观实体结构。相对应地，同一处理器卡上的不同处理器之间亦是以双单向点对点传输。
较佳者，若干互连总线连接器包括至少一扩充互连连接器及至少一双单向点对点传输连接器。例如，扩充互连连接器可以是PCI-E连接器或PCI-X连接器。相对应地，输入输出机板包括至少一双单向点对点传输接口及至少一扩充互连接口，例如扩充互连接口可以是PCI-E接口或PCI-X接口。双单向点对点传输接口及扩充互连接口可分别插入双单向点对点传输连接器及扩充互连连接器，以达成电性相连。本发明的双单向点对点传输连接器亦可是符合HyperTransportTM传输协议。
上述的双单向点对点传输连接器是具有PCI-E连接器的外观实体结构，因此设计者仅需针对双单向点对点传输连接器的内部针角(pin)作定义，而无须重新设计新的连接器，还可因为利用同样的PCI-E连接器的外观实体结构，得以降低材料成本。
本发明的实施例中，扩充板更包括至少一信道桥接芯片(tunnel bridge)，其可使得不同通信协议之间的通信得以顺利转换，换而言之，当扩充插槽外接各种扩充卡时，信道桥接芯片可使各种外接扩充卡与计算机系统得以顺利地沟通。
本发明所提供的处理器卡及输入输出机板之间实质上如果彼此是互相平行，即可以具有较佳的散热通道，可获得较佳的散热效果。
本发明的另一实施例的计算机系统是将上述的输入输出机板与扩充板的位置交换，此时处理器卡与扩充板是插置在输入输出机板上；换而言之，处理器总线连接器以及互连总线连接器亦位在输入输出机板上，分别供处理器卡与扩充板插置。
此外，本发明还提供第三种实施例，其是将处理器直接设计在扩充板上，因此处理器、信道桥接芯片及扩充插槽皆位在扩充板上，而且互连总线连接器亦位在扩充板上供输入输出机板插置。
图1为已知的计算机系统的示意图。
图2为依据本发明的一实施例，显示输入输出机板及其应用在计算机系统的示意图。
图3为依据本发明的处理器卡，显示其以双单向点对点(dualunidirectional point-to-point)传输的方块示意图。
图4为依据本发明的另一实施例，显示输入输出机板及其应用在计算机系统的示意图。
图5为依据本发明的再一实施例，显示输入输出机板及其应用在计算机系统的示意图。
具体实施例方式
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
请参考图2，本发明的一较佳实施例提供一种计算机系统(computing system)2及其输入输出机板(I/O board)21。输入输出机板21包括南桥芯片212、输入输出控制器(I/O controller)213、及若干输入输出端口210，较佳者包括PS/2连接端口、USB连接端口、LAN连接端口、IDE连接端口、SATA连接端口、音效连接端口或磁盘连接端口等，以提供周边装置外接功能。由于输入输出端口210的种类或数量亦非是用以限制本发明，依据不同使用者的需求，输入输出端口210的数量可相对应地增加或减少，因此可更有弹性，也更易于整合升级。
本发明的计算机系统2包含至少一处理器卡(processor card)22、输入输出机板21及扩充板(expansion board)23。每个处理器卡22具有至少一处理器220，例如每个处理器卡22具有两个处理器220。举例而言，在八个处理器的计算机系统2中，可设置四个处理器卡22，每个处理器卡22具有两个处理器220，亦可设置二个处理器卡(未图示)，每个处理器卡具有四个处理器(未图示)。换而言之，处理器卡22或是处理器220的数目都并非是用以限制本发明，而且本发明的处理器卡22亦可因应使用者的需求增加或减少，例如有的使用者可能仅需要两个处理器220即足够，因此仅需要一个处理器卡22。
扩充板23包括至少一扩充插槽234、至少一处理器总线连接器231及若干互连总线连接器232a、232b。处理器总线连接器231是可供处理器卡22插置，因此，处理器总线连接器231的数量是对应于处理器卡22。互连总线连接器232a、232b是包括至少一双单向点对点传输连接器232a及至少一扩充互连连接器232b(例如PCI-E连接器或PCI-X连接器)，可供输入输出机板21插置，以使得处理器卡22、输入输出机板21及扩充板23之间达成通信。更进一步来说，相对应地，输入输出机板21包括至少一双单向点对点传输接口21a及至少一扩充互连接口21b(例如PCI-E接口或PCI-X接口)；双单向点对点传输接口21a及扩充互连接口21b是可分别插入双单向点对点传输连接器232a及扩充互连连接器232b，以达成电性相连。
南桥芯片212电路连接至处理器220及输入输出控制器213，且至少其中的一的输入输出端口210是与该输入输出控制器213电路连接。输入输出控制器213可控制输入输出端口210与扩充插槽234之间的沟通。举例来说，当本发明的计算机系统2与其它装置(例如USB装置、网络装置、硬盘装置、CD装置或者DVD装置等等)相连时，透过上述的各种输入输出端口210即可与各处理器卡22上的处理器220达成通信。
在本发明的较佳实施例中，处理器220可具有内存控制器(memorycontroller，图未示)，因此每个处理器220都可连接一内存221(如图3所示)。
在本较佳实施例中，扩充板23上的处理器总线连接器231是可达成双单向点对点(dual unidirectional point-to-point)传输，例如符合HyperTransportTM传输协议，且处理器总线连接器231是具有PCI-E连接器的外观实体结构。相对应地，同一处理器卡22上的不同处理器220之间亦是以双单向点对点传输。请参考图3，相同处理器卡22上的处理器220之间可以是以双单向点对点传输，不同处理器卡22上的处理器220之间亦可以是以双单向点对点传输。本发明的双单向点对点传输连接器232a亦是符合HyperTransportTM传输协议，因此可提高传输速度。
由于双单向点对点传输连接器232a是具有PCI-E连接器的外观实体结构，因此设计者仅需针对双单向点对点传输连接器232a的内部针角(pin；未图示)作定义，而无须重新设计新的连接器，还可因为利用同样的PCI-E连接器的外观实体结构，得以降低材料成本。
本发明的实施例中，扩充板23包括至少一信道桥接芯片(tunnel bridge)233，其可使得不同通信协议之间的通信得以顺利转换；换而言之，当扩充插槽234外接各种扩充卡(图未示)时，信道桥接芯片233可使外接的各种扩充卡与计算机系统2得以顺利地通信。
本发明所提供的处理器卡22及输入输出机板21之间实质上如果彼此是互相平行，即可以具有较佳的散热通道，获得较佳的散热效果。
请参考图4，本发明的另一实施例，其是将处理器卡22与扩充板23A插置在输入输出机板21A上。因此在本实施例中，换而言之，输入输出机板21A更包含处理器总线连接器231以及互连总线连接器232a、232b，分别可供处理器卡22与扩充板23A插置。
同样地，本发明所提供的输入输出机板21A除了包含处理器总线连接器231以及互连总线连接器232a、232b，其亦包括南桥芯片212、输入输出控制器213、若干输入输出端口210，较佳者包括PS/2连接端口、USB连接端口、LAN连接端口、IDE连接端口、SATA连接端口、音效连接端口或磁盘连接端口。每个处理器卡22具有至少一处理器220。
若干互连总线连接器232a、232b是包括至少一双单向点对点传输连接器232a及至少一扩充互连连接器232b(例如PCI-E连接器或PCI-X连接器)，可供扩充板23A插置，以使得处理器卡22、输入输出机板21A及扩充板23A之间达成通信。
扩充板23A包括一信道桥接芯片233以及至少一扩充插槽234。此外，扩充板23A亦包括至少一双单向点对点传输接口235a及至少一扩充互连接口235b(例如PCI-E接口或PCI-X接口)；双单向点对点传输接口235a及扩充互连接口235b是可分别插入双单向点对点传输连接器232a及扩充互连连接器232b，以达成电性相连。
处理器总线连接器231是可供处理器卡22插置，因此，处理器总线连接器231的数量是对应于处理器卡22。
此外，本发明还提供第三种实施例，请参考图5，其是将处理器220直接设计在扩充板23B上，因此处理器220、信道桥接芯片233及扩充插槽234皆位在扩充板23B上，而且互连总线连接器(包括至少一处理器总线连接器232a及至少一扩充互连连接器232b，例如PCI-E连接器或PCI-X连接器)亦位在扩充板23B上，以供输入输出机板21插置。
在本实施例中，输入输出机板21包括南桥芯片212、输入输出控制器(I/Ocontroller)213及若干输入输出端口210，较佳者包括PS/2连接端口、USB连接端口、LAN连接端口、IDE连接端口、SATA连接端口、音效连接端口或磁盘连接端口。相对应地，输入输出机板21亦包括至少一双单向点对点传输接口21a及至少一扩充互连接口(例如PCI-E接口或PCI-X接口)21b；双单向点对点传输接口21a及扩充互连接口21b是可分别插入双单向点对点传输连接器232a及扩充互连连接器232b，以达成电性相连。
如上所述，本发明所提供的输入输出机板21、21A可更有弹性地设计出不同尺寸的计算机系统2、2A、2B，例如2U-4U(1U约为45mm)，以因应不同尺寸的机箱(未显示)。
权利要求
1.一种计算机系统(computing system)，包含至少一处理器卡(processorcard)，其包括至少一处理器；其特征在于一输入输出机板(I/O board)，其包括一南桥芯片、一输入输出控制器(I/O controller)与若干输入输出端口，该南桥芯片与该处理器及该输入输出控制器电路连接，至少其中的一的输入输出端口是与该输入输出控制器电路连接；以及一扩充板(expansion board)，其包括至少一扩充插槽、至少一处理器总线连接器及若干互连总线连接器，该处理器总线连接器是供该处理器卡插置，且该若干互连总线连接器是供该输入输出机板插置，以使得该处理器卡、该输入输出机板及该扩充板之间达成通信。
2.根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于该若干互连总线连接器包括至少一扩充互连连接器及至少一双单向点对点传输连接器。
3.根据权利要求2所述的计算机系统，其特征在于该双单向点对点传输连接器的外观实体结构兼容于PCI-E规格。
4.根据权利要求2所述的计算机系统，其特征在于该输入输出机板更包括至少一双单向点对点传输接口及至少一扩充互连接口，该双单向点对点传输接口及该扩充互连接口是可分别插入该双单向点对点传输连接器及该扩充互连连接器，以达成电性相连。
5.根据权利要求4所述的计算机系统，其特征在于该扩充互连连接器及该扩充互连接口兼容于PCI-X规格或PCI-E规格。
6.根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于该输入输出机板更包括一基本输出输入系统芯片(BIOS Chip)、一显示芯片(video Chip)及/或一I/O Hub芯片。
7.根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于该些输入输出端口包括一PS/2连接端口、一USB连接端口、一LAN连接端口、一IDE连接端口、一SATA连接端口、一音效连接端口及/或一磁盘连接端口。
8.根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于该扩充板更包含至少一信道桥接芯片(tunnel bridge)，其电路连接于该南桥芯片与该扩充插槽之间。
9.一种计算机系统，包含至少一处理器卡，包括至少一处理器；一扩充板，包括至少一扩充插槽；其特征在于一输入输出机板，其包括一南桥芯片、一输入输出控制器、若干输入输出端口、至少一处理器总线连接器以及若干互连总线连接器，该处理器总线连接器是供该处理器卡插置，且该若干互连总线连接器是可供该扩充板插置，以使得该处理器卡、该输入输出机板及该扩充板之间达成通信。
10.根据权利要求9所述的计算机系统，其特征在于该若干互连总线连接器包括至少一扩充互连连接器及至少一双单向点对点传输连接器。
11.根据权利要求10所述的计算机系统，其特征在于该双单向点对点传输连接器的外观实体结构兼容于PCI-E规格。
12.根据权利要求10所述的计算机系统，其特征在于该扩充板更包括至少一双单向点对点传输接口及至少一扩充互连接口，该双单向点对点传输接口及该扩充互连接口是可分别插入该双单向点对点传输连接器及该扩充互连连接器，以达成电性相连。
13.根据权利要求12所述的计算机系统，其特征在于该扩充互连连接器及该扩充互连接口兼容于PCI-X规格或PCI-E规格。
14.一种输入输出机板(I/O board)，适用于一计算机系统，包括若干输入输出端口；一南桥芯片；以及一输入输出控制器，电路连接该南桥芯片及至少其中的一的输入输出端口；其特征在于该输入输出机板电性连接该计算机系统的一扩充板，使该南桥芯片电路连接该计算机系统的至少一处理器与至少一扩充插槽。
15.根据权利要求14所述的输入输出机板，其特征在于该扩充板更包括至少一信道桥接芯片，其电路连接于该南桥芯片与该扩充插槽之间。
16.根据权利要求14所述的输入输出机板，其特征在于该些输入输出端口包括一PS/2连接端口、一USB连接端口、一LAN连接端口、一IDE连接端口、一SATA连接端口、一音效连接端口或一磁盘连接端口。
17.根据权利要求14所述的输入输出机板，其特征在于该输入输出机板更包括至少一双单向点对点传输接口及至少一扩充互连接口，供插置于该扩充板上，以使该输入输出机板与该扩充板之间达成电性相连。
18.根据权利要求17所述的输入输出机板，其特征在于该扩充互连接口兼容于PCI-X规格或PCI-E规格。
19.根据权利要求17所述的输入输出机板，其特征在于该处理器是位在该扩充板上，或位于插置在该扩充板的一处理器卡上。
20.根据权利要求14所述的输入输出机板，其特征在于该输入输出机板更包括至少一双单向点对点传输连接器及至少一扩充互连连接器，供该扩充板插置于该输入输出机板上，以使该输入输出机板与该扩充板之间达成电性相连。
全文摘要
本发明揭示了一种计算机系统及其输入输出机板。该计算机系统包含至少一处理器卡、一扩充板及输入输出机板，其中处理器卡具有至少一处理器，扩充板包括至少一扩充插槽，而输入输出机板包括南桥芯片、输入输出控制器与若干输入输出端口，透过至少一处理器总线连接器与若干互连总线连接器，可供电路连接处理器卡、输入输出机板及扩充板，使南桥芯片与处理器及扩充插槽构成通信。
文档编号G06F13/00GK101046780SQ200610025150
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者罗启荣 申请人:泰安电脑科技(上海)有限公司, 泰安电脑科技股份有限公司