[发明专利]一种基于光纤传输的数据总线延长装置及方法

权利要求书

1.一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：包括主机卡、光纤组件和目标卡，其中：

所述主机卡包括PCIE总线接口模块、信号处理模块、控制模块和电源模块；所述PCIE总线接口模块包括PCIE总线输入接口、时钟Buffer和PCIE总线输出接口；所述信号处理模块包括PCIE总线控制电路和电阻网络，PCIE总线控制电路采用寄存器可配置的PCIE总线控制芯片，所述电阻网络设置在PCIE总线的数据发送端与光电转换模块之间；

所述光纤组件包括光纤两端连接的主端光电转换模块和从端光电转换模块，分别与主机卡和目标卡连接；

所述目标卡包括PCIE总线输入接口、时钟Buffer、交换模块、和桥接模块，以及与主机卡功能一致的电源模块、控制模块和信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述主机卡的PCIE总线输出接口和目标卡的PCIE总线输入接口均引入3.3V电源，分别用于主端和从端光电转换模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述控制模块包括单片机及外围电路，所述单片机的IIC总线与PCIE总线控制芯片相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述主机卡的电源模块的电源输入来自PCIE总线输入接口输入的12V、3.3V和3.3V常备，与上位机的电源时序保持一致，且其产生的电源时序满足主机卡上各模块的上电时序；所述目标卡的电源模块的输入由外部供电，供电电压为12V；在上电工作时，先给目标卡的12V电源上电，然后再给主机卡供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述交换模块用于将单路的PCIE信号交换复用为多路PCIE信号，将光纤延长后的单路PCIE信号作为上游端口，经内部高速数据交换成多路下游端口。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述桥接模块用于将PCIE信号桥接成PCI、CPCI、SATA和USB总线信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于光纤传输的数据总线延长装置，其特征在于：所述主机卡的时钟Buffer功能是将上位机输入的单路100MHz差分时钟分为三路100MHz差分时钟，一路时钟接入PCIE总线输出接口，作为后级PCIE总线的时钟源，另外两路用于信号处理模块中PCIE总线控制芯片；所述目标卡的时钟Buffer的输入源是从端光电转换模块中的时钟电路产生，经过该Buffer后分成多路100Mhz时钟，用于PCIE总线控制芯片、交换芯片，以及PCIE总线接口和CPCIE总线接口；所述从端光电转换模块时钟电路的单端信号幅度在0-0.7V范围内，频率为100MHz±300ppm。

8.一种利用权利要求1所述的基于光纤传输的数据总线延长装置的方法，其特征在于：主机卡信号处理模块的PCIE总线控制电路用于PCIE总线协议物理链路控制和建立，在上电初始化时，完成各项状态信息的交互和握手。在数据交互过程中，控制数据传输；PCIE总线控制电路通过控制模块中的单片机IIC总线，读写空闲状态管理的寄存器，在该寄存器的相应标志位上写入有效值，启动忽略进入空闲状态的功能；当PCIE总线的接收端检测到电压小于75mv时，PCIE总线控制芯片禁止进入空闲状态；所述寄存器的配置在握手之前上电之后马上执行，完成配置后再进行握手。

9.根据权利要求8所述的基于光纤传输的数据总线延长装置的方法，其特征在于：通过调整电阻网络的阻值，使发送端的负载直流阻抗处于40-60欧姆之间；当发送端发送检测脉冲后，经过AC耦合电容C1和C2，在电阻网络上产生的电流值将达到发送端检测从设备是否在线的电流阀值，从而判断出从端在线。