专利名称：阶层式usb输入/出系统及计算机系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种计算机系统；尤指一种具有阶层式US B输入/出系统的计算机系统。
背景技术：
通用串行总线(universal serial bus，USB)整合了计算机系统的各种现有的周边接口，令所有的计算机周边产品采用相同的接口，因此使用者不会再因接口的不同，而产生相容性的困扰。在过去若要为计算机系统增加周边装置，例如数字相机、打印机、显示器、数据机、键盘、鼠标等各种周边设备时，就必须执行非常复杂的安装程序，但USB的即插即用(plug and play)能力使得这些困扰完全消失。因此，在现今的计算机系统中，皆会内建多组USB连接端口(port)，以方便使用者连接使用各种不同的周边设备。
图1为一传统的计算机系统100的方块图。计算机系统100包括一中央处理器(CPU)110、一系统晶片组(chipset)120以及一USB连接端口130。系统晶片组120包括一北桥(North Bridge)晶片122以及一南桥(South Bridge)晶片124，称之为“桥”的由来是其将多个不同总线连接在一起，其中北桥晶片122负责中央处理器(CPU)110与显示器及存储器间的沟通与管理；而南桥晶片124则是负责周边设备的连结，例如储存设备(软硬盘、光盘CD-ROM与刻录机等)、网络功能，并提供PCI接口以扩充连结更多周边设备，南桥晶片124亦连接一USB连接端口130。周边设备部分，除了连接屏幕的信号是由北桥晶片122负责外，举凡打印机、上网设备、喇叭与多媒体音效等，所有周边的输入/出装置，几乎都是由南桥晶片124负责。至于南桥晶片124要与中央处理器110之间沟通，则必须透过北桥晶片122再连接到中央处理器110。
如图1所示，在传统计算机系统架构中，USB连接端口是连接至南桥晶片，其中，一组USB连接端口需要用到一对传输信号，因此，每一组USB连接端口皆需占用2个南桥晶片的脚位(pin)。因此，若是需要于计算机系统中内建8～10组USB连接端口时，所需使用的南桥晶片的管脚则可高达16～20个脚位。因而严重影响了南桥晶片的管脚数目。
发明内容
本发明提出一种阶层式USB输入/出系统。此阶层式USB输入/出系统包括一系统晶片组、至少一USB连接端口以及一输入/出控制晶片。系统晶片组用以控制数据传输。输入/出控制晶片设置于系统晶片组以及USB连接端口之间，使得系统晶片组可经由输入/出控制晶片控制USB连接端口的数据传输。其中，输入/出控制晶片与系统晶片组间的传输速度较USB连接端口的传输速度快。
本发明还提供一种计算机系统，包括一中央处理器、一系统晶片组、至少一USB连接端口以及一输入/出控制晶片。中央处理器用以处理计算机系统的运算并控制计算机系统的运作。系统晶片组连接至该中央处理器，用以控制数据传输。输入/出控制晶片设置于系统晶片组以及USB连接端口之间，使得系统晶片组可经由输入/出控制晶片控制USB连接端口的数据传输。其中，输入/出控制晶片与系统晶片组间的传输速度较USB连接端口的传输速度快。
本发明所述阶层式USB输入/出系统及计算机系统，使得在计算机系统中内建USB连接端口时，所需占用的南桥晶片脚位数量大幅减少，减少其包装的面积，使用的信号脚位数量减少，降低信号间的干扰，提高了信号整合性。
图1为一传统计算机系统的方块图；图2为根据本发明一实施例的一计算机系统的方块图。
具体实施例方式
图2为根据本发明一实施例的计算机系统200的方块图。计算机系统200包括一中央处理器110、一系统晶片组120以及一阶层式USB输入/出系统150。阶层式USB输入/出系统150则包括一输入/出控制晶片140以及一USB连接端口130。而系统晶片组120包含有一北桥晶片122以及一南桥晶片124。图2与图1类似，除了连接至南桥晶片的输入/出控制晶片140，以及USB连接端口130是连接至输入/出控制晶片140，而非南桥晶片124。在图2与图1中使用相同数字标示的元件，具有相同的功能，因此在此不再说明。在本实施例中，输入/出控制晶片140，可以是一超级I/O(super I/O)晶片，如型号VT-1211的超级I/O晶片，其是用来控制各种计算机周边设备，如软盘机与键盘、鼠标端口、并行和串行端口，以及红外线端口。USB连接端口130经由输入/出控制晶片140以连接至南桥晶片124，因此，南桥晶片124可经由输入/出控制晶片140以控制USB连接端口130的数据传输。其中，由于输入/出控制晶片140与南桥的传输速度较USB连接端口130的传输速度快，因此可以减少USB连接端口130于南桥晶片124所占的信号脚位的数量。以USB 2.0的USB连接端口130为例，其传输速度可高达480Mbps，输入/出控制晶片与南桥晶片间的传输速度可为(480×4)Mbps，亦即其传输速度为USB连接端口130的4倍。因此，仅需要相当于传统1/4的南桥晶片脚位数量即可提供相同数量的USB连接端口。例如，当内建16组USB连接端口时，若使用图1的传统计算机系统架构，则需使用16×2＝32根南桥晶片的脚位，而若是使用如图2所示的本发明一实施例的计算机系统架构200，则仅需16×2/4＝8根南桥晶片的管脚。因此，本发明使得在计算机系统中内建USB连接端口时，所需占用的南桥晶片脚位数量大幅减少，故可减少其包装的面积。此外，由于使用的信号脚位数量减少，因此可降低信号间的干扰，提高了信号整合性(signalintegrity)。
此外，由于超级I/O晶片提供了如软盘机、并行和串行端口等接口，但对于现今的计算机使用者而言，使用到上述接口几率的几率很低。因此，可将原本超级I/O晶片中预定作为软盘机、并行和串行端口等接口的输入/出脚位，移作为USB连接端口的输入/出脚位使用，而不需再额外多占用超级I/O晶片的脚位。值得注意的是，在本发明的实施例中，是采用超级I/O晶片以作为图2所示的输入/出控制晶片140，但电路设计者亦可根据设计需求以及本发明的精神，使用其他种类的输入/出控制晶片。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下100计算机系统120系统晶片组200计算机系统110中央处理器122北桥晶片124南桥晶片
130USB连接端口140输入/出控制晶片150阶层式USB输入/出系统
权利要求
1.一种阶层式USB输入/出系统，连结于一系统晶片组，其特征在于，该阶层式USB输入/出系统包括至少一USB连接端口；以及一输入/出控制晶片，设置于该系统晶片组以及该USB连接端口之间，使得该系统晶片组可经由该输入/出控制晶片控制该USB连接端口的数据传输。
2.根据权利要求1所述的阶层式USB输入/出系统，其特征在于，该系统晶片组包括一南桥晶片，该南桥晶片连接至该输入/出控制晶片。
3.根据权利要求2所述的阶层式USB输入/出系统，其特征在于，该系统晶片组更包括一北桥晶片，连接于该南桥晶片。
4.根据权利要求1所述的阶层式USB输入/出系统，其特征在于，该输入/出控制晶片是为一超级I/O晶片。
5.根据权利要求1所述的阶层式USB输入/出系统，其特征在于，该输入/出控制晶片与该系统晶片组间的传输速度较该USB连接端口的传输速度快。
6.根据权利要求1所述的阶层式USB输入/出系统，其特征在于，该输入/出控制晶片与该系统晶片组间的传输速度为该USB连接端口的传输速度的4倍。
7.一种计算机系统，其特征在于，该计算机系统包括一中央处理器，用以处理该计算机系统的运算并控制该计算机系统的运作；一系统晶片组，连接至该中央处理器，用以控制数据传输；至少一USB连接端口；以及一输入/出控制晶片，设置于该系统晶片组以及该USB连接端口之间，使得该系统晶片组可经由该输入/出控制晶片控制该USB连接端口的数据传输。
8.根据权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，该系统晶片组包括一南桥晶片，该南桥晶片连接至该输入/出控制晶片。
9.根据权利要求8所述的计算机系统，其特征在于，该系统晶片组更包括一北桥晶片，连接于该中央处理器以及该南桥晶片之间。
10.根据权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，该输入/出控制晶片是为一超级I/O晶片。
11.根据权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，该输入/出控制晶片与该系统晶片组间的传输速度较该USB连接端口的传输速度快。
12.根据权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，该输入/出控制晶片与该系统晶片组间的传输速度为该USB连接端口的传输速度的4倍。
全文摘要
本发明提供一种阶层式USB输入/出系统及计算机系统，上述阶层式USB输入/出系统包括一系统晶片组、至少一USB连接端口以及一输入/出控制晶片。系统晶片组用以控制数据传输。输入/出控制晶片，设置于系统晶片组以及USB连接端口之间，使得系统晶片组可经由输入/出控制晶片控制USB连接端口的数据传输。其中由于输入/出控制晶片与系统晶片组间的传输速度较USB连接端口的传输速度快，以此使得USB连接端口所需使用的系统晶片脚位数量减少。本发明使得在计算机系统中内建USB连接端口时，所需占用的南桥晶片脚位数量大幅减少，减少其包装的面积，使用的信号脚位数量减少，降低信号间的干扰，提高了信号整合性。
文档编号G06F13/38GK1916880SQ20061011186
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月29日 优先权日2006年8月29日
发明者黄超圣 申请人:威盛电子股份有限公司