[发明专利]一种提高PCIE数据通道使用率的主板及方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种提高PCIE数据通道使用率的主板及方法。

背景技术

在主板上，PCIE的每一条数据通道，叫做一条Lane，由发送信号Tx和接收信号Rx组成。不同架构的处理器的PCIE数据通道Lane的数量不同，一般在16到48条Lanes之间，数据通道最大可以将16条Lanes配置成一组，也可以将8条Lanes配置成一组，最小可以将4条Lanes配置成一组。配置好以后，每一组可以链接一个外部PCIE设备。处理器有可能有多个桥设备，以处理器一个有16条Lanes的桥设备为例，主板可以设计四种配置，配置1一条x16的插槽，或者配置2两条x8的插槽，或者配置3一条x8及两条x4的插槽，或者配置4四条x4的插槽。

主板设计时，就要选择具体使用哪种配置，设计主板选定PCIE配置后，生产出实物主板后，不可以再对硬件PCIE插槽进行修改。如果客户插入主板的PCIE设备宽度恰好和PCIE插槽支持的最大宽度一致，才能对PCIE数据通道进行最大化使用，但是主板在客户端应用情况众多，PCIE插槽接入设备的情况多种多样，对于PCIE数据通道的限制浪费，就比较常见了。例如处理器的有一个16条数据通道Lanes的桥设备，当选择配置1时，主板上会有一个宽度为x16的PCIE插槽接口，客户可以插入宽度x16及以下的PCIE设备，当客户需要插入宽度为x1的PCIE设备时，其他15条数据通道就会被闲置浪费，即使需要再接一张x1的PCIE设备也无法实现；当选择配置2时，主板上有两个宽度为x8的PCIE插槽接口，客户可以插入宽度x8及以下的PCIE设备，当客户需要插入宽度为x1的PCIE设备时，两个插槽共计有14条数据通道被闲置浪费，同时客户如果有需要运行在宽度为x16 PCIE设备要插入主板，也是不能实现的；当选择配置3时，主板上有一个x8和两个x4的PCIE插槽接口，客户可以插入三张x1的PCIE设备，将有13条数据通道被闲置浪费，同时主板上不能接入一张宽度x16或者同时两张宽度x8的PCIE设备；当选择配置4时，主板上有四个PCIE插槽接口，客户可以接入四张x1的PCIE设备，将有12条数据通道被闲置浪费，同时宽度为x16或者x8的PCIE设备无法插入主板。由此可见，目前主板的PCIE插槽设计，对客户的PCIE设备灵活应用，限制和闲置浪费都是比较严重的。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种提高PCIE数据通道使用率的主板及方法，通过硬件线路设计和BIOS程序设计，根据插入插槽的PCIE设备宽度，实现PCIE数据通道使用率最大化。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种提高PCIE数据通道使用率的主板，其包括PCH集成南桥芯片、主板处理器和BIOS基本输入输出模块；主板处理器的根桥设备的数据通道lanes的数量为n；主板上的PCIE插槽为m个，其中包括通道数与根桥设备的lanes数量相同的第一插槽，所述根桥设备的lanes全部与第一插槽连接，其他PCIE插槽的所有lanes的触点依次顺序连接在第一插槽上的相应数量lanes的触点上；

PCH集成南桥芯片包含m个GPIO，分别为GPIO₀~GPIO_m-1，所述GPIO₀~GPIO_m-1分别与各个PCIE插槽的在位信号PRSNT1#电连接，且所有的GPIO信号外部均通过电阻R与上拉电源连接进行上拉；与每个插槽lanes连接的信号线均通过电阻接地；

BIOS程序在开机启动过程中，根据GPIO得到的在位信号PRSNT1#，获得PCIE设备的数量，从而配置根桥设备的数据通道宽度。

针对目前的处理器，所述n为16或8。

采用此技术方案，可以根据需要充分使用PCIE数据通道，灵活应对各种PCIE设备的使用。GPIO0~GPIOm-1，分别链接到各个PCIE插槽的在位信号（PRSNT1#）上面，所有GPIO信号外部均通过电阻R进行上拉，如果所有插槽没有设备插入，则所有GPIO输入高电平信号，如果有PCIE设备插入到插槽中，PRSNT1#拉低表示有PCIE设备在插槽内。

作为本发明的进一步改进，所述主板上的PCIE插槽包括宽度小于第一插槽的第二插槽、第三插槽和第四插槽，所述第二插槽的宽度大于第三插槽和第四插槽，所述第二插槽、第三插槽的lanes的触点依次顺序连接在第一插槽的相应宽度的lanes的触点上；所述第四插槽的lanes的触点分别与第二插槽的相应宽度的lanes的触点依次顺序连接。