Schaltvorrichtung, Computersystem, und Verfahren

Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Schaltvorrichtung für eine Leiterplatte , ein Computersystem umfassend eine solche Schaltvorrichtung, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Computersystems .

In bekannten Computersystemen werden unterschiedliche Plattform-Architekturen verwendet . So sind insbesondere Intel-Platt formen, sowie AMD-Platt formen bekannt . Bei verschiedenen Plattformen werden mitunter Signalleitungen, beispielsweise auf einer Systemplatine des Computersystems , unterschiedlich codiert , d . h . es liegen an Signalleitungen unterschiedliche Signale an, j e nachdem welche Plattform- Architektur verwendet wird .

Sollen nun andere Elemente mit diesen Signalleitungen verbunden werden, so sind viele unterschiedliche Aus führungen für die unterschiedlichen Plattform-Architekturen notwendig, um den unterschiedlich codierten Signalleitungen gerecht zu werden . Dies hat einen hohen Aufwand und damit hohe Kosten in Entwicklung, Produktion, Endfertigung, Vertrieb, etc . zur Folge .

Eine Aufgabe der Erfindung ist es , die oben genannten Probleme zu lösen oder zu mindern .

Die Aufgabe wird mit den Gegenständen und dem Verfahren gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Weiter Aus führungsbeispiele werden in den abhängigen Patentansprüchen, sowie in der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren of fenbart .

Eine Schaltvorrichtung für eine Leiterplatte , wobei die Schaltvorrichtung zum Anlegen von Signalleitungen an einen Platte- zu-Platte-Verbinder ausgelegt ist , umfasst :

- eine Mehrzahl von Anschlusspins für einen Platte- zu-Platte- Verbinder,

- wenigstens einen Multiplexer, der dazu eingerichtet ist , wenigstens eine an dem wenigstens einen Multiplexer anliegende Signalleitung mit wenigstens einem Anschlusspin der Mehrzahl von Anschlusspins für den Platte- zu-Platte- Verbinder zu verbinden,

- einen Controller, der dazu eingerichtet ist , eine Schaltinf ormation bezüglich einer Signalbelegung der wenigstens einen Signalleitung aus zuwerten und den wenigstens einen Multiplexer basierend auf der ausgewerteten Schaltinf ormation zu schalten .

Ein Vorteil der hier gezeigten Schaltvorrichtung ist es , dass eine Plattform-Unabhängigkeit für den Platte- zu-Platte- Verbinder erzielt wird . Es kann ein und derselbe Platte- zu- Platte-Verbinder, auch bekannt als Board-to-Board Connector, verwendet werden, um eine weitere Platte , beispielsweise eine sogenannte Adapterplatte oder Input/Output-Modulplatte , an eine Leiterplatte , auf der die Schaltvorrichtung angebracht ist , anzuschließen, unabhängig davon, was für eine Plattform- Architektur auf der Leiterplatte verwendet wird, und wie dementsprechend Signalleitungen auf der Leiterplatte codiert sind . Dies reduziert einen Aufwand für Produktion, Endfertigung, Entwicklung, Vertrieb, etc . von solchen anzuschließenden Leiterplatten und insbesondere von Platte- zu-Platte-Verbindern erheblich . Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung umfasst der wenigstens eine Multiplexer wenigstens einen 2-zu-l Multiplexer.

2-zu-l Multiplexer stellen besonders einfache und kostengünstige Versionen solcher Multiplexer dar, die einen besonders unkomplizierten und einfachen Aufbau der Schaltvorrichtung gewährleisten. Da 2-zu-l Multiplexer lediglich zwei Schalt zustände haben ermöglicht dies ferner auch eine unkomplizierte Ansteuerung und Schaltung der verwendeten Multiplexer.

Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung umfasst der wenigstens eine Multiplexer genau drei 2-zu-l Multiplexer, wobei:

- ein erster 2-zu-l Multiplexer der drei 2-zu-l Multiplexer sowohl an einen zweiten als auch an einen dritten 2-zu-l Multiplexer angeschlossen ist,

- der zweite und der dritte der drei 2-zu-l Multiplexer an entsprechende Anschlusspins der Mehrzahl von Anschlusspins für den Platte-zu-Platte-Verbinder angeschlossen sind,

- der erste 2-zu-l Multiplexer dazu eingerichtet ist eine erste Signalleitung wahlweise mit dem zweiten oder dem dritten 2-zu-l Multiplexer zu verbinden, und

- der zweite und der dritte 2-zu-l Multiplexer jeweils dazu eingerichtet ist, wahlweise eine zweite bzw. eine dritte Signalleitung oder die erste Signalleitung mit den entsprechenden Anschlusspins zu verbinden.

Eine derartige Schaltvorrichtung mit drei 2-zu-l Multiplexern gemäß der oben offenbarten Anordnung ermöglicht es insgesamt drei Signalleitungen auf der Leiterplatte mit zwei Signalleitungen des Platte-zu-Platte-Verbinders über die Anschlusspins zu verbinden. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Schaltvorrichtung dar .

Ein Computersystem umfasst eine Leiterplatte mit einer Schaltvorrichtung gemäß einer der oben gezeigten Ausgestaltungen .

Vorteile eines solchen Computersystems entsprechen im Wesentlichen den oben bezüglich der Schaltvorrichtungen beschriebenen Vorteilen .

Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung basiert die

Schaltinf ormation bezüglich der Signalbelegung der wenigstens einen Signalleitung auf einer Plattform-Architektur und/oder einer Adapterplatteninformation .

Die Information basierend auf einer Plattform-Architektur umfasst beispielsweise die Information, ob z . B . ein Intel- Chipsatz oder ein AMD-Chipsatz auf der Leiterplatte verwendet wird . Basierend auf dieser Information kann der Controller dann entsprechend zu den j eweiligen Chipsätzen gehörenden Signalleitungscodierungen den wenigstens einen Multiplexer schalten .

Bei der Information basierend auf einer Adapterplatteninformation umfasst diese beispielsweise einen Adapterplattentyp, der an den Platte- zu-Platte-Verbinder angeschlossen werden soll , beispielsweise dass es sich bei der Adapterplatte um eine WLAN/LAN-Modulplatte , eine PCIe- Modulplatte , eine Grafikmodulplatte , oder eine USB- Modulplatte handelt . Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Information basierend auf einer Adapterplatteninformation auch um eine Signal flussrichtung bezüglich der vorgesehenen Adapterplatte handeln . So kann das Computersystem beispielsweise als Host oder Sink agieren, und die Signalleitungscodierungen entsprechend unterschiedlich sein . Handelt es sich bei der Adapterplatte beispielsweise um eine USB-Modulplatte , so kann das Computersystem als USB-Host oder als USB-Drain konfiguriert sein . In beiden Fällen unterscheiden sich die Signalleitungscodierungen, sodass mit der hier gezeigten Schaltvorrichtung die Signalleitungen entsprechend an die j eweiligen Anschlusspins verschaltet werden, sodass j e nach Konfiguration die passenden Signale an den richtigen Anschlusspins anliegen bzw . abgegri f fen werden .

Somit kann sowohl eine Plattformunabhängigkeit , aber auch eine Konfigurationsunabhängigkeit für den Platte- zu-Platte- Verbinder erzielt werden .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Computersystem ferner einen Platte- zu-Platte-Verbinder, der an die Mehrzahl von Anschlusspins angeschlossen ist und eine Adapterplatte , die an die Leiterplatte über den Platte- zu- Platte-Verbinder angeschlossen ist .

Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Computersystem ferner einen Systemprozessor, wobei der Systemprozessor dazu eingerichtet ist , Signale an die Signalleitungen nach einem Schalten des wenigstens einen Multiplexers anzulegen .

Vorteilhaft hierbei ist es , dass die Schaltinf ormation bereitgestellt werden und der wenigstens eine Multiplexer geschaltet wird, bevor mittels dem Systemprozessor Signale an die Signalleitungen angelegt werden . Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Signale falsch codiert an die Anschlusspins angelegt werden, was zu Fehlern oder gar Defekten führen kann .

Ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltvorrichtungen gemäß wenigstens einer der oben genannten Ausgestaltungen umfasst die Schritte :

- Auswerten, mittels dem Controller, einer Schaltinf ormation bezüglich einer Signalbelegung der wenigstens einen

Signal lei tung,

- Schalten, mittels dem Controller, des wenigstens einen Multiplexers basierend auf der ausgewerteten

Schaltinf ormation .

Vorteile und Ausgestaltungen des Verfahrens korrespondieren zu den Vorteilen und Ausgestaltungen gemäß den oben beschriebenen Schaltvorrichtungen und Computersystemen .

In wenigstens einer Ausgestaltung des Verfahrens werden vor den Schritten des Auswertens der Schaltinf ormation und des Schaltens des wenigstens einen Multiplexers ferner folgende Schritte durchgeführt werden :

- Starten eines BIOS ,

- Auslesen einer Adapterplatteninformation aus einem Speichermodul einer über einen Platte- zu-Platte-Verbinder an die Mehrzahl von Anschlusspins angeschlossenen Adapterplatte ,

- Bestimmen einer Plattform-Architektur, und

- Bereitstellen der Schaltinf ormation für den Controller basierend auf der Adapterplatteninformation und/oder der bestimmten Plattform-Architektur .

Auf diese Weise kann das System eigenständig die entsprechenden Informationen auswerten, um eine geeignete Schaltinf ormation an dem Controller bereitzustellen . Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung des Verfahrens wird nach den Schritten des Auswertens der Schaltinf ormation und des Schaltens des wenigstens einen Multiplexers ferner folgender Schritt durchgeführt :

- Anlegen von Signalen an die wenigstens eine Signalleitung .

Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Signale falsch codiert an die Anschlusspins angelegt werden, was zu Fehlern oder gar Defekten führen kann .

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den nachfolgenden Aus führungsbeispielen anhand der Figuren beschrieben . Merkmale und Vorteile , die gemäß einer der obigen Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung, des Verfahrens , oder des Computersystems beschrieben sind können in geeigneter Weise mit beliebigen anderen hierin beschriebenen Ausgestaltungen und Aus führungsbeispielen kombiniert werden . Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion sind in den nachfolgenden Figuren mit gleichen Bezugs zeichen versehen . Dies bedeutet aber nicht , dass sie in allen Einzelheiten identisch sein müssen .

In den Figuren zeigen :

Figur 1 eine Schaltvorrichtung gemäß einem

Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine Schaltvorrichtung gemäß einem weiteren

Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Figur 3 ein Computersystem gemäß einem

Aus führungsbeispiel der Erfindung; und Figur 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung .

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltvorrichtung 1 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung . Die Schaltvorrichtung 1 ist hier schematisch dargestellt und zeigt eine mögliche Ausgestaltung, beliebige weiter Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich .

Die Schaltvorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Anschlusspins 2 für einen Platte- zu-Platte-Verbinder, der hier nicht gezeigt ist . Hier sind vier solche Anschlusspins 2 gezeigt , die beispielsweise Lötstellen oder Steckvorrichtungen auf einer Leiterplatte für einen solchen Platte- zu-Platte-Verbinder darstellen . Beliebige Anordnungen solcher Anschlusspins 2 sind hierbei möglich .

Zwei der hier gezeigten Anschlusspins 2 sind unmittelbar mit Signalleitungen 3a einer Leiterplatte , auf der diese Schaltvorrichtung 1 angeordnet ist , verbunden . Die Signalleitungen 3a, die direkt mit den Anschlusspins 2 verbunden sind, sind solche Signalleitungen 3a, die unabhängig von einer verwendeten Plattform-Architektur und unabhängig von einer verwendeten Adapterplatte stets die gleichen Signaltypen tragen, sodass für diese Signalleitungen kein Umschalten notwendig ist .

Die Schaltvorrichtung 1 umfasst weiter einen Multiplexer 4 . Der Multiplexer 4 ist in dem hier gezeigten Aus führungsbeispiel ein 2- zu- l Multiplexer 4 , der entweder zwei weitere Signalleitungen 3b mit einem der Anschlusspins 2 oder eine weitere Signalleitung 3b mit einem der Anschlusspins 2 verbindet . Dies ist mittels gestrichelter Linien in Figur 1 dargestellt . Alternativ kann der Multiplexer 4 selbstverständlich auch ein komplexerer Multiplexer sein, der zwei oder mehr Signalleitungen 3b mit zwei oder mehr der Anschlusspins 2 verschalten kann .

Ferner umfasst die Schaltvorrichtung 1 einen Controller 5 , der dazu eingerichtet ist , eine Schaltinf ormation bezüglich einer Signalbelegung der an den Multiplexer 4 angeschlossenen Signalleitungen 3b aus zuwerten . Der Controller 5 ist beispielsweise ein Eingangs-/Ausgangs-Controller , auch als I /O-Controller bekannt . Der Controller 5 ist über eine Steuerleitung 6 an den Multiplexer 4 angeschlossen und kann so den Multiplexer 4 entsprechend der ausgewerteten Schaltinf ormation schalten .

Die Schaltinf ormation kann beispielsweise auf einer Plattforminformation und/oder einer Adapterplatteninformation basieren, sodass die Signalleitungen 3b, die plattformabhängig codiert sind, an entsprechende geeignete Anschlusspins 2 , die entsprechend eines Adapterplattentyps einer Adapterplatte , die über einen Platte- zu-Platte- Verbinder an die Anschlusspins 2 angeschlossen werden soll bzw . angeschlossen ist , unterschiedliche angelegte Signale benötigt .

Auf diese Weise können immer gleiche Platte- zu-Platte- Verbinder für verschiedene Adapterplattentypen und Plattform- Architekturen, sowie für gleiche Adapterplattentypen gleiche Adapterplatten für verschiedene Plattform-Architekturen verwendet werden .

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer

Schaltvorrichtung 1 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung . Die Schaltvorrichtung 1 ist hier schematisch dargestellt und zeigt eine mögliche Ausgestaltung, beliebige weiter Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich . Einzelheiten die bereits mit Bezug auf Figur 1 beschrieben wurden werden hier nicht expli zit wiederholt , gelten aber entsprechend .

Die Schaltvorrichtung 1 gemäß Figur 2 umfasst insgesamt drei 2- zu- l Multiplexer 4a, 4b, 4c . Ein erster Multiplexer 4a ist an eine erste Signalleitung 7a angeschlossen, die einen ersten Signaleingang bereitstellt . Der erste Multiplexer 4a ist dazu eingerichtet , diese erste Signalleitung 7a wahlweise mit einem von zwei Ausgängen des ersten Multiplexers 4a zu verschalten .

Ein zweiter Multiplexer 4b und ein dritter Multiplexer 4c der drei 2- zu- l Multiplexer der Schaltvorrichtung 1 sind j eweils so angeordnet , dass j eweils wahlweise einer von zwei Eingängen auf einen Ausgang verschaltet werden kann . Als Eingänge weist der zweite Multiplexer 4b eine zweite Signalleitung 7b und einen der Ausgänge des ersten Multiplexers 4a, entsprechend der ersten Signalleitung 7a wenn entsprechend verschaltet , auf . Der dritte Multiplexer 4c weist als Eingänge eine dritte Signalleitung 7c und den anderen der Ausgänge des ersten Multiplexers 4a, entsprechend der ersten Signalleitung 7a wenn entsprechend verschaltet , auf . Alle Signalleitungen 7a, 7b, 7c und entsprechende Anschlüsse sind hier mit Doppelleitungen für di f f erenzielle Signalübertragung dargestellt . Alternativ können selbstverständlich auch Einzelleitungen verwendet werden, j e nach Anwendungsbereich . Die Ausgänge des zweiten und dritten Multiplexers 4b, 4c sind an Anschlusspins 2a, 2b eines Platte- zu-Platte-Verbinders 8 angeschlossen . Der Platte- zu-Platte-Verbinder 8 stellt einen Verbindungsanschluss für eine Adapterplatte 9 dar . Die an den Pins 2a, 2b anliegenden Signale werden über den Platte- zu- Platte-Verbinder 8 an die Adapterplatte 9 weitergeleitet . Bei der Adapterplatte 9 handelt es sich beispielsweise um eine Modulplatte , auch bekannt als Flexible Input/Output Platte ( FlexIO-Platte ) , die einen Anschluss eines Moduls , beispielswiese eines WLAN- und/oder LAN-Moduls , eines Graphik-Moduls , z . B . eines DisplayPort-Moduls , eines PCIe- Moduls , oder eines USB-Moduls bereitstellt .

Alle drei Multiplexer 4a, 4b, 4c weisen ferner j eweils einen Steueranschluss 10a, 10b, 10c auf , über den die Multiplexer 4a, 4b, 4c mit hier nicht gezeigten Steuerleitungen an entsprechende Steuerpins 11 eines Controllers 5 angeschlossen sind . Uber diese Steuerpins 11 ist der Controller 5 dazu eingerichtet , Steuersignale an die j eweiligen Multiplexer 4a, 4b, 4c zu senden und diese so zu schalten, basierend auf einer Steuerinformation, beispielsweise einer Information bezüglich einer verwendeten Plattform-Architektur oder eines verwendeten Adapterplattentyps .

Zusätzlich ist im hier gezeigten Aus führungsbeispiel der Controller 5 über einen I2C Bus ( Taktsignal und Datensignal ) direkt über den Platte- zu-Platte Verbinder 8 an eine I2C EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) Speichermodul 12 angeschlossen, über das der Controller 5 eine Information aus dem EEPROM Speichermodul 12 auslesen kann, beispielsweise eine Information bezüglich eines Adapterplattentyps oder einer Signal flussrichtung ( z . B . ob es sich um einen Host oder um einen Empfänger handelt ) . Darüber hinaus ist dem Controller 5 bekannt , in was für einer Plattform-Architektur die Schaltvorrichtung 1 verwendet wird . Hierfür weist der Controller 5 beispielsweise ebenfalls ein hier nicht gezeigtes Speichermodul auf . All diese Informationen können dann verwendet werden, um die Multiplexer 4a, 4b, 4c entsprechend zu schalten .

Zur Auswertung der Schaltinf ormation umfasst der Controller 5 beispielsweise eine Liste , in der verfügbare Typen von Adapterplatten 9 (bzw . entsprechende Typen von Modulen) und zugehörige Schalt zustande der Multiplexer 4a, 4b, 4c verknüpfen . Ein Beispiel hierfür sieht beispielsweise wie folgt aus :

MUX 1 bis 3 stehen hierbei für den ersten Multiplexer (MUX1 ) , zweiten Multiplexer (MUX2 ) , und den dritten Multiplexer (MUX3 ) . S = 1 und S = 0 stellen die j eweils zwei möglichen Schalt zustande der entsprechenden Multiplexer (MUX1 , MUX2 , MUX3 ) dar . Anhand dieser Liste können, j e nach Typ des Moduls der Adapterplatte 9 die Multiplexer 4a, 4b, 4c so geschaltet werden, dass die gewünschten Signale an den j eweiligen Anschlusspins 2a, 2b anliegen .

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Computersystems 13 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung . Das Computersystem 13 ist hier schematisch dargestellt und zeigt eine mögliche Ausgestaltung, beliebige weiter Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich . Einzelheiten die bereits mit Bezug auf Figuren 1 und 2 beschrieben wurden werden hier nicht expli zit wiederholt , gelten aber entsprechend .

Das Computersystem 13 umfasst eine Systemplatine 14 , auf der eine Schaltvorrichtung 1 angeordnet ist , beispielsweise eine Schaltvorrichtung 1 wie sie gemäß Figur 1 oder Figur 2 beschrieben ist . Die Systemplatine 14 ist hier als Beispiel gewählt , es kann sich auch um eine beliebige andere Leiterplatte handeln . Die Schaltvorrichtung 1 ist ferner mit einem Platte- zu-Platte Verbinder 8 und einer Adapterplatte 9 verbunden . Auf der Adapterplatte 9 ist ein EEPROM Speichermodul 12 angeordnet . Einzelheiten hierzu sind bereits mit Bezug auf Figur 1 und 2 beschrieben und werden hier nicht wiederholt .

Auf der Systemplatine 14 ist ferner ein Systemprozessor 15 angeordnet . Der Systemprozessor 15 ist beispielsweise dazu eingerichtet , ein BIOS des Computersystems 14 zu starten oder das Computersystem 14 aus einem Schlaf zustand zu wecken und, wenn ein Schalten der Multiplexer der Schaltvorrichtung 1 abgeschlossen ist , die entsprechenden Signale an die Signalleitungen anzulegen .

Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung . Figur 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines solchen Verfahrens , beliebige weiter Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich . Das Verfahren gemäß Figur 4 ist insbesondere dazu geeignet , eine Schaltvorrichtung bzw . ein Computersystem gemäß einem der Beispiele wie mit Bezug auf Figuren 1 , 2 und 3 beschrieben, zu betreiben . Einzelheiten die bereits mit Bezug auf Figuren 1 , 2 und 3 beschrieben wurden werden hier nicht expli zit wiederholt , gelten aber entsprechend .

In einem Schritt S 1 wird ein BIOS eines Computersystems gestartet oder das Computersystem aus einem Schlaf zustand geweckt .

In einem Schritt S2 wird eine Adapterplatteninformation aus einem Speichermodul einer über einen Platte- zu-Platte- Verbinder an eine Mehrzahl von Anschlusspins der Schaltvorrichtung angeschlossenen Adapterplatte ausgelesen .

In einem Schritt S3 wird eine Plattform-Architektur die in dem Computersystem verwendet wird, in dem die Schaltvorrichtung angeordnet ist , festgestellt .

In einem Schritt S5 wird eine Schaltinf ormation bezüglich einer Signalbelegung von wenigstens einer Signalleitung der Schaltvorrichtung ausgewertet .

In einem Schritt S 6 wird wenigstens ein Multiplexer der Schaltvorrichtung basierend auf der ausgewerteten Schaltinf ormation geschaltet .

In einem Schritt S 6 werden Signale an die wenigstens eine Signalleitung der Schaltvorrichtung angelegt . Bezugs zeichenliste

1 Schaltvorrichtung

2 Anschlusspin

3 Signalleitung

4 Multiplexer

5 Controller

6 Steuerleitung

7 Signalleitung

8 Platte- zu-Platte Verbinder

9 Adapterplatte

10 Steueranschluss

11 Steuerpin

12 EEPROM Speichermodul

13 Computersystem

14 Systemplatine

15 Systemprozessor

S I - S 6 Verfahrensschritte