PCI‑E信号传输装置的制作方法

本发明涉及服务器技术领域，具体来说，涉及一种PCI-E信号传输装置。

背景技术：

PCI-E总线(Peripheral Component Interconnect Express)是一种全新用于计算机系统的内部连接的技术，其相对于传统总线的最大改进在于点对点协议和串行的传输方式。PCI-E总线支持弹性的多路信道连接模式，每个PCI-E设备都独享其物理信道，各设备互联时并发数据传输互不影响，可提高系统的传输速率和有效物理带宽，且具有16路信道的PCI-E×16可以提供更高的带宽水平。

在服务器领域，服务器主板通常在CPU与PCH、IB(infiniband，无线带宽)适配器之间，PCH与BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)之间采用不同位宽PCI-E总线互联通信，或通过×4、×8、×16标准的PCI-E插槽连接物理板卡，对CPU功能进行外接扩展。

针对各种用户需求，除了在服务器主板上通过标准PCI-E插槽来连接物理板卡以进行有效的物理扩展外，还有需要实现远距离的互联需求。

在现有技术中为了满足上述需求，服务器领域广泛使用PCI-E电气信号延长线缆，其两端的连接器均采用有源器件与标准的金手指工艺相结合，且使用的PCI-E电气信号延长线缆均为标准的同轴线缆。但是，由于采用标准金手指工艺，只能与附有PCI-E插槽的主板或背板进行互联，限制了其应用领域；延长线缆和连接器的尺寸较为庞大，重量较重，柔韧性较差，占用较大物理空间，在一定程度上给设备之间的布线带来困难，不利于服务器机箱或机柜设计朝小型化方向发展；延长线线缆制造会耗费较多的资源，增加了产品成本，抑制了产品竞争力，且不利于城市低碳生活标准。

在现有技术中为了满足上述需求，服务器领域也有采用PCB走线传输PCI-E信号的，其接收端通过信号调节器补偿信号。但是，这种方法对PCB材质选择、叠层设计、布线优化、加工工艺等提出更为严苛的要求，现有技术水平很难达到；采用PCB差分线传输PCI-E信号需要受到客户机构的限制，PCB具有一定尺寸，就占用了部分机柜或机箱空间，不利于服务器机箱或机柜设计朝小型化方向发展；增加的PCB尺寸和PCB材质、叠层及走线的高要求也增加了产品成本，抑制了产品竞争力，也不利于城市低碳生活标准。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种PCI-E信号传输装置，能够实现服务器的远距离物理扩展，减小PCI-E传输线缆的物理尺寸。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种PCI-E信号传输装置，用于进行主板与扩展设备之间的信号传输，包括：信号调节器和柔性的PCI-E线缆；其中，PCI-E线缆的一端通过信号调节器连接至主板的PCI-E插槽，PCI-E线缆的另一端连接至扩展设备的PCI-E插槽。

根据本发明的一个实施例，PCI-E线缆包括包裹PCI-E线缆的各个数据通路的各个差分信号对的屏蔽层。

其中，屏蔽层的材料为铝箔。

其中，屏蔽层通过压制工艺形成。

优选地，PCI-E线缆为扁平带状线缆。

优选地，还包括包裹PCI-E线缆的保护外套，且保护外套的材料为尼龙。

根据本发明的一个实施例，主板包括CPU，信号调节器通信连接于CPU。

根据本发明的一个实施例，扩展设备的PCI-E插槽为标准PCI-E插槽。

本发明通过采用信号调节器能够调节信号强度以满足信号完整性需求；同时，通过采用柔性的PCI-E线缆减小了PCI-E线缆的物理尺寸，释放了其占用的机柜或机箱空间，提高了设计人员的布局灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一个实施例的PCI-E信号传输装置的示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的PCI-E信号传输装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1和图2所示，根据本发明实施例的PCI-E信号传输装置包括：信号调节器和柔性的PCI-E线缆；其中，PCI-E线缆的一端通过信号调节器连接至主板的PCI-E插槽(未示出)，PCI-E线缆的另一端连接至扩展设备的PCI-E插槽。其中，扩展设备可以是PCI-E板卡、外围扩展背板或其它类型的扩展设备。根据实际需求，可以对PCI-E线缆的位宽进行具体设置，例如×2、×4、×8、×12、×16等，本发明对此不作出具体限定。

由于采用柔性的PCI-E线缆作为延长传输线缆，有效利用了服务器机柜和机箱有限的物理空间，在提升了延长传输线缆安装自由度的同时，降低了研发人员主板布局难度。针对主板上PCI-E连接器距离CPU需要较长PCB走线，采用信号调节器(retimer)对PCB走线造成的信号损失进行有效补偿，使系统布局更加灵活，性能更优，因此通过信号调节器可以提高信号完整性以保证系统电气性能和延长传输线缆的可靠性。

上述技术方案，同时采用信号调节器和PCI-E线缆，PCI-E线缆的一端通过信号调节器接在主板的PCI-E插槽上，另一端连接至扩展设备的PCI-E插槽，通过接口定义将连接的引脚一一映射，可以通过调节PCI-E线缆的宽度和长度，可灵活定制不同位宽的PCI-E电气信号的远距离传输，实现了服务器主板不同位宽和长度的外围扩展。

如图1所示，在一个实施例中，主板包括CPU，信号调节器通信连接至CPU。具体地，根据需要，可以通过调节器conditioner将信号调节器(retimer)通信连接至CPU。

在一个实施例中，PCI-E线缆包括包裹PCI-E线缆的各个数据通路的各个差分信号对的屏蔽层。

优选地，屏蔽层的材料为铝箔。在PCI-E总线的物理链路的一个数据通路(Lane)中，由两对差分信号、共4根信号线组成。通过采用铝箔对PCI-E线缆各Lane的两对差分信号进行了有效的物理隔离，从而抑制数据传输过程中各Lane之间的PCI-E信号串扰及外界电磁辐射的影响，提高了PCI-E线缆的总体噪声容限，降低了系统误码率，系统鲁棒性得以明显增强。

优选地，屏蔽层通过压制工艺形成。根据实际需要采用相应的压制工艺使线缆各Lane的差分信号对外层均被铝箔包裹，屏蔽了外界电磁干扰。

在一个实施例中，PCI-E线缆为扁平带状线缆。针对现有技术中的同轴线缆尺寸较大、制作过程中需要消耗较多的耗材、且使用过程中占用服务器机柜或机箱较大的物理空间等问题，通过采用材质轻薄、柔韧的扁平线缆作为其有效替代手段。其中，PCI-E线缆可以采用各方面参数均符合PCI-E外部布线规范1.0(External Cabling Specification Revision 1.0)标准的扁平twinax(屏蔽双绞线)线缆，减小了线缆的物理尺寸大小。在定制具体的使电气信号传输延长的PCI-E线缆时，可根据客户需求，选取适当宽度的扁平线缆进行搭配，以构建不同位宽的传输延长线缆。

优选地，如图2所示，还包括包裹PCI-E线缆的保护外套，且保护外套的材料为尼龙。通过在PCI-E线缆的外围增加尼龙护套，取代现有技术中常用的塑料胶皮外套，能够增强PCI-E线缆的机械强度，防止在搬运和安装的过程中，对扁平PCI-E线缆外层铝箔或线缆本身造成机械损伤。同时，通过采用尼龙材料的保护外套，在一定程度上杜绝了PCI-E线缆上破损铝箔与服务器主板或扩展背板表面电路接触而发生短路现象。进一步地，在柔性的扁平twinax线缆的外围采用普通尼龙材料的保护外套，能够增强使电气信号传输延长的PCI-E线缆的柔韧性和抗物理冲击能力。

在一个实施例中，扩展设备的PCI-E插槽为标准PCI-E插槽。在实际应用中，扩展设备的PCI-E插槽也可采用非标准的PCI-E插槽，例如Mini PCI-E插槽。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过采用信号调节器可根据PCB走线的长短调节信号强度以满足信号完整性需求；通过采用柔性的PCI-E线缆减小了PCI-E线缆的物理尺寸，释放了其占用的机柜或机箱空间，提高了设计人员的布局灵活性；在信号噪声容限范围内，可根据客户需求定制不同位宽、不同传输距离的电气信号PCI-E线缆；能够有效地减小PCI-E线缆各Lane之间的电气信号干扰和外界电磁辐射的影响；具有较强的物理柔韧性和抗机械冲击能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。