专利名称：图形卡转接模块及具有该图形卡转接模块的主机板装置的制作方法
技术领域：
本发明关于 一种图形卡转接模块及具有该图形卡转接模块的主机板装 置，特别是指一种支持单插卡或多插卡的图形卡转接模块及具有该图形卡转 接模块的主机板装置。
背景技术：
(一) 、快速外围组件互连(PCI express)接口
无论是桌上型计算机或可携式计算机，PCI(Peripheral Component Interconnect;外围組件互连)接口 一直是主机板的标准配备，且为了满足计算 机微处理器持续增加的运算速度及更高的频宽要求，英特尔(Intel)公司提出 了更快速的PCIexpress(快速外围组件互连；简称PCIe)接口，其平均上传或 下传的频宽几乎是传统PCI接口的二倍，PCIe接口支持的信道数有x2， x4， x8, x16， x32等，其中的PCIexl6接口即是用以作为图形卡(Graphic card)的总线 输入接口 。
(二) 、支持双图形卡的可扩充输入接口(SLI)标准 目前主机板装置对于支持多图形处理单元(multi-GPU;)的处理技术，例
如美国的nVIDIA公司提出 一种SLI(Scalable Link Interface;可扩充输入接口 ) 标准，该标准是在PCIexl6插槽安装双图形卡，令主机板装置进入双卡处理 模式，则可将单一画面水平分割成二部分各别作运算，借此提升整体运算效 能。
如图1所示，目前支持双图形卡处理机能的主机板9具有符合PCIexl6 规格的PCIe插槽(PCIeSlot)911、 912,且主机板9具有符合支持双图形卡处 理机能的SLI规格的一处理单元92以及一用以切换单卡处理模式或双卡处 理模式的切换单元93。
其中，处理单元92电性连接二 PCIe插槽911、 912,且二 PCIe插槽911、 912之间是以切换单元93相互连接，PCIe插槽911、 912分别提供二图形 卡81、 82电性连接；依据该切换单元93切换状态的不同，可作为单卡处理
模式与双卡处理模式的切换。
通过主机板9的BIOS设定， 一旦计算机启动时，处理单元92便会判断 该切换单元93的状态而进入对应的处理;漢式，若处理单元92 4企测切换单元 93为单卡处理才莫式时，则开i文单一插槽(例如PCIe插槽911)的16通道， 由电性连接该PCIe插槽9U的图形卡81负责处理影像信号，并输出给显示 装置7;若检测为双卡处理模式时，则将每一PCIe插槽911、 912各开放一 半的通道(x8)，由二图形卡81、 82协同处理影像信号，并分别由各自的通道， 如图形卡81负责处理信道0 7的信号，图形卡82负责处理信道8 15的 信号，再整合输出处理后的信号给显示装置7作显示。
选择双卡处理模式的处理，是借由处理单元92控制二图形卡81、 82进 行协同处理，其原理是将显示装置7所呈现的画面水平分割为上、下画面71 、 72,输出至上画面71的影像数据由其中一图形卡81负责运算处理，而输出 至下画面72的影像数据由另一图形卡82负责运算处理，由于具有支持高频 宽的PCIexl6的PCIe插槽911、 912,以及将画面影像数据分配给二图形卡 81、 82分别运算处理，使得在处理3D影像或其它高运算量的影像运算处理 上更为快速且流畅。
(三)、可携式计算机的统一图形接口开放规格"MXM，，
由于以往可携式计算机是将图形处理单元(Graphic Process Unit; GPU)焊 接于主机板上，而且设计尚需针对不同厂商需求来定制化处理，费时费工， 因此，nVIDIA偕同数家可携式计算机厂商，共同发表针对可携式计算机所 设计的统一图形接口开放规格，，MXM" (Mobile PCI-express Module; MXM) 界面。
如图2所示，为一种支持MXM接口的可携式计算机6，其主机板61 设置有符合MXM接口的一电连接器611，该电连接器611可供符合MXM 接口的一小型图形卡63插接，当厂商或使用者欲变换不同规格的图形卡63 时，只要直接自电连接器611抽换图形卡63即可，十分省时省力。
电连接器611具有三种规格，包括MXM-I、 MXM-II及MXM-III，三 种规格的针脚位置均相同，较高规格可容纳本身及较低规格的图形卡63,如: MXM-III可容纳MXM-III、 MXM-I， MXM-II可容纳MXM-II、 MXM-I,因 此，假设可携式计算机6具有MXM-II的电连接器611,且安装的是MXM-I 规格的图形卡63，未来将可升级为安装MXM-II规格的图形卡63。
通过共通的MXM4妻口 ，可携式计算斗几6的制造商可以用统一的架构， 选择不同规格的图形卡63以开发多种规格的可携式计算机，除了可加速可 携式计算机上市时程，且具有容易升级的优势。
(四)、欲解决的课题
MXM规格的图形卡63主要是针对于可携式计算机6所设计，未见有用 于桌上型计算机。
MXM规格的图形卡63因为没有适当的转换接口 ，无法适用于现有桌上 型计算机的SLI规格的主机板9(图1)。
关于双图形卡的解决方案，未见有多片图形卡81、82共同使用单一 PCIe 插槽(911或912)的硬件架构。
发明内容
因此，如何将MXM规格的图形卡应用于桌上型计算机，以及提供一个 适当的转接模块(adapter)来结合一或多片图形卡共同使用单一 PCIe插槽以 执行单一或双图形卡处理的功能，是本发明所欲解决的课题。
本发明的第一目的，在于提供一种可安装至少一插拔式图形卡在转接模 块上，且可提供桌上型计算机或可携式计算机使用的图形卡转接模块及具有 该图形卡转接模块的主机板装置。
于是，本发明的图形卡转接模块与一主机板的一快速外围组件互连插槽 连接，并供一图形卡可插拔地电性连接，以将来自该快速外围组件互连插槽 的信号转送至该图形卡，且将该图形卡处理过的信号输出至一显示装置。
该图形卡转接模块包括一基板、 一第一配接部、 一电连接器及一第二配 接部；第一配接部设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽电性 连接；该电连接器设置在该基板，并与该第一配接部电性连，用以供该图形 卡可插拔地电性连接；第二配接部设置在该基板，用以分别电性连接该电连 接器及该显示装置。
本发明的主机板装置，用以将处理后的信号输出给一显示装置，该主机 板装置包括一主机板及该图形卡转接模块。
该主机板具有一处理单元及一快速外围组件互连插槽，该处理单元可检 测该快速外围组件互连插槽的使用状态；该图形卡转接模块插接于该主机板 的快速外围组件互连插槽上，当该第一配接部与该快速外围组件互连插槽电
性连接且该电连接器电性连接该图形卡时，该处理单元将测得该图形卡及进 入一图形卡的处理模式，并将该图形卡处理后的信号通过该第二配接部输出 至该显示装置。
本发明的第二目的，在于提供一种可安装多片插拔式图形卡于转接模块 上，且可提供桌上型计算机或可携式计算机使用的图形卡转接模块及具有该 图形卡转接模块的主机板装置。
本发明的图形卡转接模块与 一主机板的 一快速外围组件互连插槽连接， 并供至少 一 图形卡可插拔地电性连接，以将来自该快速外围组件互连插槽的 信号转送至该图形卡，且将该图形卡处理过的信号输出至一显示装置，该图 形卡转接模块包括一基板、多个第一配接部、多个电连接器及一第二配接部。
所述第一配接部设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽电
性连接；所述电连接器设置在该基板，各该电连接器并对应与各该第一配接 部电性连，用以供该图形卡可插拔地电性连接；第二配接部设置在该基板， 用以分别电性连接所述电连接器及该显示装置。
本发明的主机板装置，用以将处理后的信号输出给至少一显示装置，该 主机板装置包括一主机板及至少 一 图形卡转接模块。
该主机板具有一处理单元及至少一快速外围组件互连插槽，该处理单元 可检测该快速外围组件互连插槽的使用状态；该图形卡转接模块插接于该主 机板的快速外围组件互连插槽上，当该第 一配接部与该快速外围组件互连插 槽电性连接且该电连接器电性连接该图形卡时，该处理单元将测得该图形卡 及进入一图形卡的处理模式，并将该图形卡处理后的信号通过该第二配接部 输出至该显示装置。
由于本发明的概念，是开发具有快速外围组件互连插槽的桌上型计算机 可使用的图形卡转接模块，且该图形卡转接模块支持单一或多片小型图形卡 (如MXM规格)的安装；如此一来，只要在快速外围组件互连插槽上安装该 图形卡转接模块，且该图形卡转接模块上安装有单一或多片图形卡，除了可 以将图形卡以插拔的方式替换或升级，还可以支持单卡或双卡的处理模式。
图l是一示意图，说明支持双图形卡处理机能的硬件架构；
图2是一示意图，说明可携式计算机具有符合MXM接口的电连接器可 供对应的小型图形卡插接；
图3是一示意图，说明本发明的第一实施例，支持单插卡的图形卡转接 模块及具有该图形卡转接模块的主机板装置；及
图4是一示意图，说明本发明的第二实施例，支持多插卡的图形卡转接 模块及具有该图形卡转接模块的主机板装置。
主要组件符号说明
100、 100，主机板装置
1、 r图形卡转接模块
10、 io，基板
11、 ir、 ir，第一配接部 iii、 iir、 iir，通道接脚
12 第二配接部 121 输出接线 122输出接口
13、 13'、 13"电连接器 131、 131，、 131"配接线
14、 14，、 14"图形卡
2、 2'主才几斧反
20、 20，控制芯片組
21、 21， PCIe插槽 3显示装置
具体实施例方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图 的二优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。在本发明被详细描述之前， 要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
(一)、支持单插卡的图形卡转接模块及具有该图形卡转接模块的主机板
装置
参阅图3，第一优选实施例的图形卡转接模块1,是安装在一桌上型计 算机或可携式计算机的主机板装置100,主机板装置100具有一主机板2及
至少一快速外围组件互连插槽(以下简称PCIe插槽)21,且该图形卡转接模块 1可插拔地电性连接一图形卡14，该图形卡14是采用现有的小型图形卡的 MXM(Mobile PCI-express Module)规格。
图形卡转接模块1插接于主机板2的PCIe插槽21上，PCIe插槽21具 有多个通道(如x2, x4， x8， x16或x32)，且主机板2具有一处理单元20可 检测该PCIe插槽21的使用状态(如是否已插接该图形卡转接模块1)。
图形卡转接模块1的作用，是将PCIe插槽21各信道传递的信号，由 PCIe接口的PCIe插槽21转接至MXM接口的图形卡14,供图形卡14加以 运算处理后，再将处理后的信号输出至显示装置3，由该显示装置3负责显 示图形卡14处理后的影像画面。
图形卡转接模块1包括一基板(电路板)IO、 一电连接器13、 一第一配接 部11及一第二配接部12,各组件的作用分别说明如下
第一配接部11设置在基板10的底侧，具有多个通道接脚lll，各该通 道接脚111的一端，对应电性连接于主机板2的PCIe插槽21的各通道(未示 出)，另一端经由对应的配接线131电性连接于电连接器13,且所述通道接 脚111的数量等于或小于该PCIe插槽21的通道数量，且第一配接部11与 PCIe插槽21双向传输ASIC之间的数字信号。
电连接器13设置在基板10上，支持小型图形卡的MXM规格，供图形 卡14可插拔地电性连接。该电连接器13与第一配接部11之间是以多个配 接线131电性连接。
第二配接部12设置在基板10的一旁侧，具有一输出接线121及一输出 接口 122,该输出接线121的一端与该电连接器13电性连接，另一端与该输 出接口 122电性连接，第二配接部12的输出接口 122用以与显示装置3电 性连接。
本实施例中，第二配接部12共具有三种输出接线121,分别是一视频图 形(VGA)信号、 一电视(TV)信号及一数字视频(DVI)的信号输出接线121,用 以将图形卡14处理后的视频图形信号、电视信号或数字视频的信号接到输 出接口 122的D-SUB、 TVout及DVI的端子输出，以输出至显示装置3， 由显示装置3显示出处理后的影像画面。
(二)、支持多插卡的图形卡转接模块及具有该图形卡转接模块的主机板
装置
参阅图4，为方便说明起见，本发明的第二实施例是以可安装二片图形
卡i4，、 14"的一图形卡转接模块r为例来说明，然而，在其它实施例中，图 形卡的数量不以二片为限制。
本实施例中，图形卡转接模块r是适用于安装在支持SLi的多图形卡处
理技术的主机板2，，该主机板2具有用以支持SLI的多图形卡处理技术的一 控制芯片组20，及一 PCIe插槽21，,该PCIe插槽21，具有多个通道(如x16)。 图形卡转接模块l，包括一基板10，、多个第一配接部ll'、 11"、 一第二 配接部12，以及对应第一配接部11，、 ll"设置的多个电连接器13，、 13";其 中，电连接器13，是以输出接线121与第二配接部12连接的方式输出影像信 号，电连接器13"亦是与第二配接部12的输出接线121连接以输出影像信号， 输出接线12是接到输出接口 122的D-SUB、 TVout及DVI的端子输出。
必须说明的是，图形卡转接模块r的使用方式，是由使用者自行于计算 机开机后，在软件中自行设定是进入单卡操作模式或双卡操作模式，以下达
指令给控制芯片组20',由控制芯片组20，负责协调是单一图形卡(14，或14") 处理，或控制双片图形卡14'、 14"协同运算处理，由于此控制芯片组20，的 相关技术并非本发明重点，且属于传统技术，可参考关于SLI标准的解决方 案，在此不再赘述。
图形卡转接模块l，可将图形卡14，、 14"单独或协同处理后的信号，经 第二配接部12转接至显示装置3，由显示装置3显示处理后的影像画面。
本实施例的特点在于各电连接器13'、 13，，用以供各片图形卡14，、 14"
可插拔地电性连接，且各第一配接部ir 、 ir，对应电连接器13，、 13"配对 设置，亦即，第一配接部ir与电连接器13，为一组，第一配接部ir，与电连
接器13，，为另一组，以此类推。
各第一配接部lr、ir，各具有多个通道接脚1lr、iir，各通道接脚iir、
lll"的一端与主机板2的PCIe插槽21，电性连接，另一端是由多个配接线 131，、 131"与各电连接器13，、 13"电性连接。
必须i兌明的是，各第一配接部ir、 ir，的所述通道接脚iir、 iir，各
为8只接脚，二通道接脚lll'、 111"的总数等于PCIe插槽21，具有的通道数 量(xl6)，亦即，PCIe插槽21，具有的通道数量(xl6;信道0~15)，平均分配为 二组(通道0 7,通道8~15)，其中的通道0 7是分给第一配接部ll，的所述信 道接脚111，，信道8 15是分给第一配接部ll"的所述通道接脚111"。
本优选实施例衍生出来的硬件架构，亦可在基板IO，的另一面分别装设
二个电连接器(未示出)，假设PCIe插槽21，具有32信道，则可平均分配为四 组，每个电连接器分配8通道，其它数量的设计概念亦同，不再——赘述。 本优选实施例另外衍生的硬件架构，是主机板2，的PCIe插槽21 ，亦可为 多个(未示出)，且所述PCIe插槽21，还可分别供多个图形卡转接模块l，插接， 如此一来，各该图形卡转接模块21，即可分别输出信号给不同的显示装置3 作显示。
归纳上述，由于现有MXM规格的图形卡是针对于可携式计算机所设计， 未见有用于桌上型计算机,且MXM规格的图形卡因为没有适当的转换接口 ， 无法适用于具有SLI规格及PCIe插槽的主机板；有鉴于此，本发明提供用 以支持单一或多片MXM规格的图形卡的图形卡转接模块1、 1，，可适用于 具有SLI规格及PCIe插槽21、 21，的主机板2、 2，，使得一般桌上型计算机 或笔记本计算机的使用者，均可利用本发明的图形卡转接模块1、 1，，使用 单一或多片MXM规格的图形卡14、 14，、 14，，的可插拔特性自行升级或安装。
以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施 的范围，即大凡依本发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明 涵盖的范围内。
权利要求
1.一种图形卡转接模块，与一主机板的一快速外围组件互连插槽连接，并供一图形卡可插拔地电性连接，以将来自该快速外围组件互连插槽的信号转送至该图形卡，且将该图形卡处理过的信号输出至一显示装置，该图形卡转接模块包括一基板；一第一配接部，设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽电性连接；一电连接器，设置在该基板，并与该第一配接部电性连，用以供该图形卡可插拔地电性连接；及一第二配接部，设置在该基板，用以分别电性连接该电连接器及该显示装置。
2. 根据权利要求1所述的图形卡转接模块，其特征在于，第一配接部具 有多个通道接脚，各该通道接脚电性连接于该快速外围组件互连插槽，且所 述通道接脚数量等于或小于该快速外围组件互连插槽的通道数量。
3. 根据权利要求1所述的图形卡转接模块，其特征在于，该电连接器支 持MXM规格的图形卡。
4. 根据权利要求1所述的图形卡转接模块，其特征在于，第二配接部具 有至少 一输出接线，该输出接线的二端分别电性连接于该电连接器及该显示 装置。
5. 根据权利要求4所述的图形卡转接模块，其特征在于，第二配接部的 输出接线可供输出一视频图形(VGA)信号、 一电视(TV)信号或一数字视频 (DVI)信号其中任一信号。
6. —种主机板装置，用以将处理后的信号输出给一显示装置，该主机板 装置包括-.一主机板，具有一处理单元及一快速外围组件互连插槽，该处理单元可 检测该快速外围组件互连插槽的使用状态；及一图形卡转接模块，插接于该主机板的快速外围组件互连插槽上，该图 形卡转接模块包括一基板； 一第一配接部，设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽电性连接；一电连接器，设置在该基板，并与该第一配接部电性连，用以供该图形 卡可插拔地电性连接，并供该快速外围组件互连插槽的信号转送至该图形卡；及一第二配接部，设置在该基板，用以分别电性连接该电连接器及该显示 装置；当该第 一配接部与该快速外围组件互连插槽电性连接且该电连接器电 性连接该图形卡时，该处理单元将测得该图形卡及进入一图形卡的处理模 式，并将该图形卡处理后的信号通过该第二配接部输出至该显示装置。
7. 根据权利要求6所述的主机板装置，其特征在于，该主机板的快速外 围组件互连插槽所支持的通道数量为2, 4, 8, 16或32通道。
8. 根据权利要求6所述的主机板装置，其特征在于，第一配接部具有多 个通道接脚，各该通道接脚电性连接于该快速外围组件互连插槽，且所述通 道接脚数量等于或小于该快速外围组件互连插槽的通道数量。
9. 根据权利要求6所述的主机板装置，其特征在于，该电连接器支持 MXM规格的图形卡。
10. 根据权利要求6所述的图形卡转接模块，其特征在于，第二配接部具 有至少一输出接线，该输出接线的二端分别电性连接于该电连接器及该显示 装置。
11. 根据权利要求IO所述的主机板装置，其特征在于，第二配接部的输 出接线可供输出 一视频图形(VGA)信号、 一 电视(TV)信号或一数字视频(DVI) 信号其中任一种信号。
12. —种图形卡转接模块，与 一主机板的一快速外围组件互连插槽连接， 并供至少 一图形卡可插拔地电性连接，以将来自该快速外围组件互连插槽的 信号转送至该图形卡，且将该图形卡处理过的信号输出至一显示装置，该图 形卡转接模块包括一基板；多个第一配接部，设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽 电性连接；多个电连接器，设置在该基板，各该电连接器并对应与各该第一配接部 电性连，用以供该图形卡可插拔地电性连接；及一第二配接部，设置在该基板，用以分别电性连接所述电连接器及该显 示装置。
13. 根据权利要求12所迷的图形卡转接模块，其特征在于，所迷笫一配 接部的所述通道接脚总数，等于该快速外围组件互连插槽具有的通道数量。
14. 根据权利要求13所述的图形卡转接模块，其特征在于，该快速外围 组件互连插槽具有的信道数量，是平均分配给各该第 一配接部的所述通道接脚。
15. 根据权利要求12所述的图形卡转接模块，其特征在于，各该电连接 器系支持MXM规格的图形卡。
16. 根据权利要求12所述的图形卡转接模块，其特征在于，第二配接部 具有至少一输出接线，该输出接线的二端分别电性连接于该电连接器及该显 示装置。
17. 根据权利要求16所述的图形卡转接模块，其特征在于，第二配接部的输出接线为一视频图形(VGA)信号、 一电视(TV)信号或一数字视频(DVI) 信号其中任一种输出。
18. —种主机板装置，用以将处理后的信号输出给至少一显示装置，该主 机板装置包括一主机板，具有一处理单元及至少一快速外围组件互连插槽，该处理单 元可检测该快速外围组件互连插槽的使用状态；及至少一图形卡转接模块，插接于该主机板的快速外围组件互连插槽上， 该图形卡转接模块包括一基板；多个第一配接部，设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽 电性连接；多个电连接器，设置在该基板，各该电连接器并对应与各该第一配接部 电性连，用以供该图形卡可插拔地电性连接；及一第二配接部，设置在该基板，用以分别电性连接所述电连接器及该显 示装置；当该第 一 配接部与该快速外围组件互连插槽电性连接且该电连接器电 性连接该图形卡时，该处理单元将测得该图形卡及进入一图形卡的处理模 式，并将该图形卡处理后的信号通过该第二配接部输出至该显示装置。
19. 根据权利要求18所述的主机板装置，其特征在于，该主机板的快速 外围组件互连插槽所支持的通道数量为2, 4， 8， 16,或32通道。
20. 根据权利要求18所述的主机板装置，其特征在于，第一配接部具有 多个通道接脚，各该通道接脚电性连接于该快速外围组件互连插槽，且所述 通道接脚数量等于或小于该快速外围组件互连插槽的通道数量。
21. 根据权利要求20所述的主机板装置，其特征在于，所述第一配接部 的所述通道接脚总数，等于该快速外围组件互连插槽具有的通道数量。
22. 根据权利要求20所述的主机板装置，其特征在于，该快速外围组件 互连插槽具有的信道数量，是平均分配给各组第一配接部的所述通道接脚。
23. 根据权利要求18所述的主机板装置，其特征在于，该电连接器支持 MXM规格的图形卡。
24. 根据权利要求18所述的主机板装置，其特征在于，第二配接部具有 至少 一输出接线，该输出接线的二端分别电性连接于该电连接器及该显示装 置。
25. 根据权利要求24所述的主机板装置，其特征在于，第二配接部的输出接线为 一视频图形(VGA)信号、 一电视(TV)信号或一数字视频(DVI)信号其 中任一种输出。
26. 根据权利要求18所述的主机板装置，其特征在于，该主机板的快速 外围组件互连插槽为多个，且图形卡转接模块的安装数量为多个时，则该处 理单元可分别通过各该图形卡转接模块的第二配接部传输信号给不同的显 示装置显示。
全文摘要
一种图形卡转接模块，与一主机板的一快速外围组件互连插槽连接，并供一图形卡可插拔地电性连接，以将来自该快速外围组件互连插槽的信号转送至该图形卡，且将该图形卡处理过的信号输出至一显示装置，该图形卡转接模块包括一基板、一第一配接部、一电连接器及一第二配接部；第一配接部设置在该基板一侧，用以与该快速外围组件互连插槽电性连接；该电连接器设置在该基板，并与该第一配接部电性连接，用以供该图形卡可插拔地电性连接；第二配接部设置在该基板，用以分别电性连接该电连接器及该显示装置。
文档编号G06F3/14GK101114214SQ200610103650
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2006年7月26日
发明者庄建发, 李雅雯, 林哲毅, 苏邓昌 申请人:微星科技股份有限公司