[发明专利]包括信号发射电路的芯片、芯片间通信系统及其配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，尤其涉及包括信号发射电路的芯片、芯片间通信系统以及该芯片间通信系统的配置方法。

背景技术

在现有技术中，相互通信的芯片之间设计有交流耦合电容，其原因在于：根据PCIE(PCI-Express)规范，发送端(称为Tx)接入的直流偏置电压为V_bias(不大于3.6V)，而接收端(称为Rx)接入的直流偏置电压为0V。上述接入Tx和Rx的直流偏置电压的不同使得Tx信号和Rx信号的直流共模电压(DC common mode voltage)不同。进一步的，由于Tx信号和Rx信号的直流共模电压不同，因此需要交流耦合电容来隔直通交。

在相互通信的芯片之间加入交流耦合电容对于物理链路设计来说具有很多益处。比如可以实现不同系统之间的兼容，包括允许Tx和Rx具有不同的芯片制程，允许Tx和Rx具有不同的系统架构等等，因此设计人员可以灵活地为Tx和Rx选择不同的制程/架构/电源电压/地。再比如，还可以避免过压风险。上述这些益处对跨越不同系统的通信链路设计而言是非常有用的。

但是，在相互通信的芯片之间设计交流耦合电容也带来了诸多缺陷。具体而言，这些交流耦合电容占用了相当大的PCB区域并且导致了成本的增加。如图1所示的在NVIDIA的PCIE桥式芯片BR04和GPU芯片之间的16x PCIE链路布局示例，其中需要64个交流耦合电容用于这两个芯片之间的16条线路。以及，交流耦合电容的衬垫以及测试点的存在，导致了阻抗的不连续性，从而降低了在PCIE高速(5Gbps)数据交换链路上的信号完整性。

在实际应用中，在相互通信的芯片之间设计交流耦合电容对于跨平台的PCIE链路设计而言非常有用，例如母板和图形卡，以兼容它们的PCIE信号之间不同的电压，同时也可以避免过压。但对于同一平台上(尤其是在同一PCB板上)的芯片来说，如果它们具有相似的制程/架构并且可共享相同的PCIE电源电压和地，则其PCIE信号可以使用相同的共模电压。因此按照PCIE规范而采用交流耦合电容则由于该设计所导致的诸多缺陷而弊大于利。

因此，需要提供一种技术方案来解决现有芯片间通信系统中的上述问题。

发明内容

为了解决该问题，本发明公开了一种改进芯片信号发射电路的技术方案，从而针对在同一平台上的芯片间通信可消除交流耦合电容的设计，以及由此消除其带来的缺陷。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种包括信号发射电路的芯片，所述信号发射电路包括：多路选择器，包括第一输入端、第二输入端、选择输入端以及输出端，其中所述多路选择器的第一输入端接地，第二输入端连接直流偏置电压，选择输入端接收选择信号；第一偏置电阻和第二偏置电阻，其一端分别与所述多路选择器的所述输出端相连接；第一信号线和第二信号线，分别与所述第一偏置电阻和所述第二偏置电阻的另一端相耦合；信号发射端，用于通过所述第一信号线和所述第二信号线来发送一对差分信号；其中，根据所述选择信号为第一选择信号，所述多路选择器选通所述第一输入端，以及根据所述选择信号为第二选择信号，所述多路选择器选通所述第二输入端。

优选的，所述第一选择信号为零电平，所述第二选择信号为非零电平。

优选的，所述第一选择信号为非零电平，所述第二选择信号为零电平。

优选的，所述第一选择信号和所述第二选择信号设定为其他值。

优选的，所述信号发射电路还包括选择信号发生器，用于产生所述选择信号。

优选的，所述选择信号发生器可通过寄存器实现。

优选的，所述选择信号发生器通过固化在所述信号发射电路所在芯片的BIOS中的程序实现。

优选的，所述选择信号发生器可通过硬件电路实现，包括：串联在VCC端子和接地端子之间的第一选择电阻和第二选择电阻；耦合在所述第一选择电阻和所述第二选择电阻之间的选择信号输出端；其中，所述选择信号输出端、所述第一选择电阻与所述VCC端子构成第一路径，所述选择信号输出端、所述第二选择电阻与所述接地端构成第二路径；其中，在同一时刻所述第一路径和所述第二路径中仅有一条路径设为导通状态。

优选的，所述芯片从包括GPU芯片、桥式芯片、具有PCIE接口的芯片集等的组中选出。

为实现上述目的，本发明另一方面还提供了一种芯片间通信系统，包括：第一芯片，所述第一芯片为上述任一所述的芯片；第二芯片，所述第二芯片中设有信号接收电路；其中，所述第一芯片与所述第二芯片通信连接，且所述第二芯片的所述信号接收电路接收所述第一芯片发送的所述一对差分信号。