[发明专利]一种基于XMC标准接口的5端口PCIE总线交换板

说明书

一种基于XMC标准接口的5端口PCIE总线交换板包括XMC连接器单元、电源转换单元、PCIE总线数据信号交换单元、PCIE总线时钟信号缓冲单元及标准XMC板型背板；结构简单，且电路连接容易，成本低，不但可靠性和安全性高，还可以实现5端口PCIEx1总线的扩展交换，有助于工程推广及应用。

（一）技术领域：

本发明涉及XMC（XMC-compliant mezzanine card，交换夹层卡）标准接口卡领域，尤其是涉及一种基于XMC标准接口的5端口PCIE（Peripheral Component InterconnectExpress，外围组件互连扩展）总线交换板。

（二）背景技术：

随着现代处理器技术的发展，在互连领域中，使用高速差分总线替代并行总线是大势所趋。与单端并行信号相比，高速差分信号可以使用更高的时钟频率，从而使用更少的信号线，完成之前需要许多单端并行数据信号才能达到的总线带宽。PCIE总线就是使用了高速差分总线，使其具有数据传输速率快、扩展灵活等优点。由于PCIE总线的优势明显，在几乎所有现代PC（Personal Computer，个人计算机）机中，PCIE总线作为主要的主板级互连，将主机系统处理器与集成外设连接起来，并且可以附加外设扩展卡。

XMC作为PCIE总线的一种接口形式，与金手指等其他接口相比具有连接牢靠、抗振动性强等特点。由于其优势明显，所以XMC接口被广泛应用在加固计算机中，作为扩展接口板来使用。因此，非常有必要设计一款一种基于XMC标准接口的PCIE总线交换板来满足恶劣环境条件下客户对PCIE总线外设的使用需求。

（三）发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于XMC标准接口的5端口PCIE总线交换板，它可以弥补现有技术的不足，是一种结构简单、连接牢固、可靠性及安全性高的PCIE总线交换板，可以实现5端口PCIEx1总线的扩展交换。

本发明的技术方案：一种基于XMC标准接口的5端口PCIE总线交换板，其特征在于它包括：XMC连接器单元、电源转换单元、PCIE总线数据信号交换单元、PCIE总线时钟信号缓冲单元及标准XMC板型背板；其中，所述XMC连接器单元、PCIE总线数据信号交换单元、PCIE总线时钟信号缓冲单元和电源转换单元均集成在标准XMC板型背板上；所述XMC连接器单元的输入端连接外部主机的+5V和+3.3V电源，同时接收外部PCIE总线数据信号、PCIE总线时钟信号和复位信号，其输出端与电源转换单元连接，同时与PCIE总线数据信号交换单元呈双向连接，与PCIE总线时钟信号缓冲单元呈单向连接；所述电源转换单元与PCIE总线数据信号交换单元之间呈单向连接，为PCIE总线数据信号交换单元提供+2.5V和+1.0V电源；所述PCIE总线时钟信号缓冲单元与PCIE总线数据信号交换单元之间呈单向连接，为PCIE总线数据信号交换单元提供时钟信号；所述XMC连接器单元与PCIE总线数据信号交换单元呈双向连接，与PCIE总线时钟信号缓冲单元呈单向连接；所述XMC连接器单元的输出端输出5路PCIEx1总线信号。

所述XMC连接器单元是由XMC P15连接器和XMC P16连接器构成，见图1；所述XMCP15连接器和XMC P16连接器集成在标准XMC板型背板上；所述XMC P15连接器的输入端连接外部主机的+5V和+3.3V电源，同时接收外部PCIE总线数据信号、PCIE总线时钟信号和复位信号，其输出端与电源转换单元连接，同时与PCIE总线数据信号交换单元呈双向连接，与PCIE总线时钟信号缓冲单元呈单向连接；所述XMC P16连接器与PCIE总线数据信号交换单元呈双向连接，与PCIE总线时钟信号缓冲单元呈单向连接；所述XMC P16连接器的输出端输出5路PCIEx1总线信号。

电源转换单元是由电源转换单元A和电源转换模块B构成；所述电源转换单元A和电源转换模块B集成在标准XMC板型背板上；所述电源转换单元A和电源转换模块B的输入端与XMC P15连接器连接；所述电源转换单元A和电源转换模块B与PCIE总线数据信号交换单元之间呈单向连接，为PCIE总线数据信号交换单元提供+2.5V和+1.0V电源。