[发明专利]无桥无交换的PCIe扩展

说明书

发明领域

本发明涉及通过包括PCI Express(通常称为PCIe)的串行链路进行的高速总线数据通信的扩展。

定义

外设卡是指插入数据总线的卡。其示例包括但不限于：SCSI控制器、视频卡、声卡、USB卡等等。

“扩展单元”是指在其正常物理环境外对总线进行延伸或扩展的任意设备。扩展单元旨在正常使用外设卡。

“扩展卡”是指如下卡或者短线缆：该卡或者短线缆不在总线的环境外对总线进行扩展，但是在其环境内允许总线更容易被访问以进行调试。扩展卡并不是为了正常的使用。Catalyst(www.getcatalyst.com)生产的一些扩展卡属于这一类。

桥接设备(芯片)是指为从一个总线到另一个总线的数据信号提供接口的芯片。桥接芯片的示例包括但不限于：41210(intel)，PEX8111(PLX)，XIO2000(TI)。

交换设备(芯片)是一种逻辑桥设备。它是PCI桥的PCIe等同物。其示例是uPD720401(NEC)、PEX8508(PLX)、XIO3130(TI)。

发明背景

图1在10处示出了如下通常的构思：通过串行链路来扩展或延伸主机并行数据总线，以使得PCI/PCIe总线(PCIe是PCI总线的衍生)在扩展系统上可用。采用这种系统，无论任何主机扩展槽是否插有外设卡，在设备管理器(或类似的程序)中，主机的BIOS/OS将看到至少一个桥或交换设备12。如果存在外设卡，它们也会显露出来。在正常情况下，无论单元是在主机系统中、挂在扩展卡上，还是在扩展单元中，外设卡将(应该)对于主机系统来说总是可见的。一种这样的技术是Scottsdale，AZ的Mobility Electronics公司所销售的Split Bridge^TM扩展技术，其内容通过参考被结合在本文中。

传统的扩展桥或交换设备12使用如时钟恢复或外部时钟生成和调整的技术，以保证维持正确的时钟数据协议。桥/交换设备12还处理例如重启、唤醒之类的事情，并处理用于保证正确的外设卡功能的其他边带(side band)信号。

发明内容

本发明作为一种设备、系统或方法均具有技术优势，其适于在不使用桥接或交换设备的情况下，通过与具有高速数据总线(如PCIe总线)的扩展单元之间的串行链路，来扩展高速数据总线，例如PCI Express(PCIe)总线。不使用桥接或交换设备的一个主要的优点是扩展接口对于BIOS、处理器、CPU、OS以及在主板上的任何其他组件，无论是硬件、固件还是软件，都是完全透明的。本发明并不需要额外的协议例如TCP/IP、串行ATA，千兆比特以太网等。也没有隐含的由桥或交换设备导致的硬件或设备驱动器的等待时间。

附图说明

图1描述了一个传统的并行数据总线的框图，其使用现有技术的桥接或交换设备通过串行线缆扩展到扩展系统；

图2描述了本发明的一个实施例，其提供从主机串行数据总线到扩展系统的串行扩展，而无需桥接或交换设备；

图3描述了数据和时钟缓存，其适于缓存从串行链路的一端传送到另一端的信号；

图4描述了一个接口电路，其被配置成处理边带信号；以及

图5描述了本发明中主机扩展槽电力和处理后的边带信号的波形图。

具体实施方式

图2描述了本发明的一个实施例，如附图标记20所示，其包括具有主机数据总线24的主机22，和使用非常透明的方法通过串行数据缆线32将主机总线24扩展到扩展系统30的扩展系统数据，数据总线28。接口26包括数据和时钟缓存，其调节数据和时钟信号，如可从Pericom、Maxim、National semiconductor以及所有控制WAKE#和PERST#的边带接口电路获得的那些。

根据本发明，这些缓存22将PCIe时钟和/或数据信号增强到超过PCIExpress规范所要求的电平，以补偿信号的线缆损失。使用这种接口和方法，BIOS/OS不会看到扩展系统中的任何设备，除非扩展槽插有插入(add in)卡。这是因为，缓存22和信号不相互影响，除非将其调整到补偿随后的缆线损失的电平。在本发明中，与桥或交换设备不同，被传输和接收的数据不被改变或延迟或包装在次级协议中，例如TCP/IP中。该缓存22可以是如附图3所示的Pericom半导体公司生产的PI2EQX4驱动器。