Способ снижения шума за счет реализации некоторой задержки от порта к порту

Изобретение относится к области эдектрорадиотехники. Способ присоединения портов к сети электроснабжения в компьютерной системе содержит этапы на которых: определяют частоту наибольшего шума на высокоскоростной линии передачи данных при включении сети энергоснабжения; определяют время задержки между первым портом и вторым портом, которое минимизирует наибольший шум; и включают второй порт спустя время задержки от включения первого порта. Раскрываются и заявляются также другие варианты осуществления. Технический результат - снижение шума в высокоскоростном интерфейсе. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Уровень техники

В высокоскоростном интерфейсе, таком, например, как PCI-E (экспресс-соединение периферийных компонентов), CSI (общий системный интерфейс), FBD (полностью буферизованный DIMM) и т.п., может присутствовать шум переменного тока, вызванный производной di/dt (изменение тока/изменение времени) полной эффективной нагрузки, которая представляет собой мгновенную сумму нагрузки отдельных каналов и может восприниматься входной-выходной электросетью. Каждый канал интерфейса ввода-вывода может иметь передатчик, приемник и другие цифровые цепи. Каждый отдельный канал может генерировать нагрузку канала. Электросеть может воспринимать воздействие полной эффективной нагрузки всех рабочих каналов и может иметь шум переменного тока.

Краткое описание чертежей

Описанное здесь изобретение иллюстрируется на сопровождающих чертежах посредством примера, а не путем ограничения. Для простоты и ясности иллюстрации показанные на чертежах элементы не обязательно изображены в масштабе. Например, размерности некоторых элементов могут быть для ясности преувеличены по отношению к прочим элементам. Далее, если это считается приемлемым, ссылочные позиции повторяются на чертежах, чтобы указывать соответствующие или аналогичные элементы.

Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления компьютерной системы.

Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления системы интерфейса ввода-вывода.

Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления графика шума.

Фиг.4 иллюстрирует вариант осуществления способа снижения шума, который может быть реализован системой по фиг.1.

Подробное описание

В нижеследующем подробном описании многочисленные конкретные подробности описаны для обеспечения основательного понимания изобретения. Однако настоящее изобретение может быть осуществлено без этих конкретных подробностей. В прочих отношениях общеизвестные способы, процедуры, компоненты и схемы не описаны в подробностях, чтобы не затемнять настоящее изобретение. Далее, могут быть заданы примерные размеры/модели/значения/пределы, хотя настоящее изобретение не ограничено этими конкретными примерами.

Ссылки в описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления», «примерный вариант осуществления» и т.п. указывают, что описанный вариант осуществления может включать в себя частные признак, структуру или характеристику. Кроме того, такие выражения не обязательно ссылаются на один и тот же вариант осуществления. Далее, когда частные признак, структура или характеристика описаны в связи с вариантом осуществления, предполагается, что в знания специалиста входит употребление таких признака, структуры или характеристики с другими вариантами осуществления, указано ли или не указано это явным образом.

К тому же элементы, указанные здесь общей ссылочной позицией, за которой следует конкретный номер, могут быть совместно обозначены одной ссылочной позицией. Например, каналы 200А, 200В, 200С, 200N могут быть совместно обозначены как каналы 200. Аналогично, цепи 210A, 210В, …, 210N задержки могут быть совместно обозначены как задержки 210.

На фиг.1 показан вариант осуществления компьютерной системы. Компьютерная система может включать в себя процессор 100, набор 110 микросхем, память 120 и устройства 130 ввода-вывода (I/O). Как показано, процессор 100 может быть связан с набором 110 микросхем по шине памяти. Устройства 130 ввода-вывода могут быть связаны с набором 110 микросхем по шине ввода-вывода, такой, например, как шины PCI (соединение периферийных компонентов), шины PCI Express, шины USB (универсальная последовательная шина), шинам SATA (усовершенствованная технология последовательного присоединения) и т.п.

Процессор 100 может быть реализован как процессор Intel® Pentium® 4, процессор Intel® Pentium® М и (или) любой иной тип процессора 100 общего назначения, способного исполнять программные и (или) прошитые команды. В одном варианте осуществления процессор 100 может исполнять команды, хранящиеся в памяти 120, для выполнения разнообразных задач и для управления общей работой компьютерной системы. Процессор 100 может также исполнять команды и (или) подпрограммы, связанные с управлением питанием, такие как вызванные компонентом, к примеру, интерфейсом ввода-вывода, для снижения шума переменного тока во время работы системы.

Набор 110 микросхем может содержать одну или несколько интегральных схем или микросхем для связи процессоров 100 с остальными компонентами компьютерной системы. Как показано, набор 110 микросхем может содержать концентратор 140 контроллера памяти (МСН) и концентратор 150 контроллера ввода-вывода (ICH). Концентратор 140 контроллера памяти может обеспечивать интерфейс к запоминающим устройствам памяти 120. В частности, концентратор 140 контроллера памяти может генерировать сигналы на шине памяти для чтения и (или) записи данных в запоминающих устройствах памяти 120 в ответ на запросы от процессора 100 и устройств 130 ввода-вывода. Память 120 может содержать, например, ОЗУ (оперативные запоминающие устройства) (RAM), такие как динамические ОЗУ синхронного доступа к источникам информации и ОЗУ с двойной скоростью (DDR RAM).

Концентратор 150 контроллера ввода-вывода согласно одному варианту осуществления может содержать интерфейс 160 ввода-вывода, такой, например, как интерфейс PCI Express. Интерфейс 160 ввода-вывода может обеспечивать взаимодействие устройств 130 ввода-вывода с концентратором 150 контроллера ввода-вывода, тем самым позволяя передавать данные между процессором 100 и устройствами 130 ввода-вывода и между памятью 120 и устройствами 130 ввода-вывода. В одном варианте осуществления интерфейс 160 ввода-вывода может присутствовать в процессоре 100 или в концентраторе 140 контроллера памяти.

Как показано, компьютерная система может также содержать устройства 130 ввода-вывода. Устройство 130 ввода-вывода может воплощать различные функции ввода-вывода для компьютерной системы. Например, устройство 130 ввода-вывода может содержать накопители на жестких дисках, клавиатуры, мыши, дисководы для компакт-дисков (CD), дисководы для цифровых видео дисков (DVD), принтеры, сканеры и т.п.

На фиг.2 показан вариант осуществления интерфейсной системы 160 ввода-вывода. Как показано, интерфейсная система 160 ввода-вывода может содержать множество портов 270, включающее в себя множество каналов 200, таких, например, как 200А, 200В, 200С, …, 200N, множество цепей 210 задержки, таких, например, как 210А, 210В, …, 200С, 210N, логику 220 управления задержкой и сеть 260 энергоснабжения. Канал 200А может быть связан с каналом 200В через цепь 210А задержки, предусмотренную между каналами 200А-200В, а канал 200В может быть связан с каналом 200С через другую цепь 210В задержки, предусмотренную между каналами 200В и 200С, и так далее до канала 200N, имеющего цепь 210N задержки между смежными каналами 200. Логика 220 управления задержкой может быть связана с каждой цепью 210A-210N задержки.

Как показано, каждый канал из каналов 200 в одном варианте осуществления может содержать передатчик 230, приемник 240 и цифровую цепь 250. Когда питание подается сетью 260 энергоснабжения к портам 270 системы ввода-вывода, все каналы 200 могут включаться одновременно, и из-за наличия в каналах 200 передатчика 230, приемника 240 и цифровой цепи 250 каждый канал 200A-200N может накладывать нагрузку канала на сеть энергопитания. Сеть 260 энергопитания может воспринимать воздействие производной di/dt (мгновенная сумма всех нагрузок отдельны каналов) всех работающих каналов 200 и генерирует шум переменного тока в процессе работы системы ввода-вывода. Цепи 210 задержки могут вводить временную задержку между каналами 200 для задержки включения последующих каналов 200. В одном варианте осуществления временем задержки/постоянной времени в цепях 210 задержки можно управлять с помощью логики 220 управления задержкой за счет изменения напряжения в цепях 210 задержки.

В одном варианте осуществления для вычисления запрограммированного времени задержки определяют посредством экспериментирования частоту, которая вносит наибольший шум в интерфейс 160 ввода-вывода, когда канал 200 порта 270 включен. В одном примере график шума, такой как показан на фиг.3, измеряют из канала 200А порта 270А, чтобы определить частоту с наибольшим шумовым вкладом. На основе этой частоты можно определить время задержки, чтобы минимизировать шум на этой частоте таким включением последующих каналов, чтобы их порты не совпадали на этой частоте по фазе на 180°. В одном варианте осуществления данная частота именуется резонансной частотой сети 260 энергоснабжения. В случае, когда эта частота составляет 100 МГц, время задержки будет равно половине периода или 5 нс. Если интерфейс ввода-вывода работает на 6,4 ГГц, это время задержки составит 32 единичных интервала (UI).

В одном варианте осуществления может существовать внутренняя задержка между каналами, и логика 220 управления задержкой может добавлять такую дополнительную задержку, чтобы достичь вычисленного времени задержки. Цепи 210 задержки могут также задерживать выключение каждого канала каждого порта, например, как часть схемы экономии мощности. Логика 220 управления задержкой может подавать второе время задержки на цепи 210 задержки для выключения каждого следующего канала, которые может быть, а может и не быть отличным от времени задержки для включения каждого следующего канала.

В одном варианте осуществления за счет введения цепей 210 запрограммированных задержек нагрузки отдельных каналов могут быть равномерно разнесены, чтобы снизить перекрытие и совмещение нагрузок в каналах 200. Тем самым полная эффективная нагрузка (мгновенная сумма всех нагрузок отдельных каналов), воспринимаемая сетью 260 энергоснабжения, может быть существенно снижена, и это снижение в полной эффективной нагрузке может дать результат в меньшем полном размахе шума переменного тока в системе ввода-вывода.

На фиг.3 иллюстрируется один вариант осуществления графика шума. Как показано, схема 300 изображает измерения тока разных частотных компонентов во включаемом канале. В данном примере 100 МГц есть частота наибольшего шума. В одном варианте осуществления график 300 измерен на канале 200А.

На фиг.4 иллюстрируется вариант осуществления способа снижения шума, реализованный системой по фиг.1. Как показано в блоке 400, определяют частоту наибольшего шума. В одном варианте осуществления график шума, такой как показан на фиг.3, получают для визуального определения того, какая частота вносит наибольший шум в канале 200 при его включении.

В блоке 410 определяют время задержки, которое минимизирует наибольший шум. В одном варианте осуществления время задержки составляет половину периода частоты, найденной в блоке 400.

В блоке 420, как показано, время задержки реализуется в интерфейсе 160 ввода-вывода. В одном варианте осуществления логика 220 управления задержкой выполнена с возможностью хранения соответствующего времени задержки для использования в цепях 210 управления задержкой.

Некоторые признаки изобретения описаны со ссылкой на примерные варианты осуществления. Однако описание не следует толковать в ограничительном смысле. Различные модификации примерных вариантов осуществления, а также других вариантов осуществления, очевидные для специалиста, к которому относится изобретение, считаются лежащими в сути и объеме изобретения.

1. Способ присоединения портов к сети энергоснабжения в компьютерной системе, содержащий этапы, на которых:
определяют частоту наибольшего шума на высокоскоростной линии передачи данных при включении сети энергоснабжения;
определяют время задержки между первым портом и вторым портом, которое минимизирует наибольший шум; и
включают второй порт спустя время задержки от включения первого порта.

2. Способ по п.1, в котором этап определения частоты наибольшего шума содержит этап, на котором определяют резонансную частоту сети энергоснабжения.

3. Способ по п.1, в котором частота составляет примерно 1000 МГц.

4. Способ по п.1, в котором время задержки соответствует включению первого порта и включению второго порта, не совпадающих по фазе на 180° на частоте с наибольшим шумом.

5. Способ по п.1, содержащий далее этап, на котором включают третий порт спустя время задержки от включения второго порта.

6. Способ по п.1, содержащий далее этап, на котором выключают второй порт спустя время задержки от выключения первого порта.

7. Интерфейс ввода-вывода, содержащий множество каналов, подлежащих включению,
цепь задержки для обеспечения запрограммированной задержки между каналами для включения следующего канала спустя запрограммированную задержку и
логику управления задержкой для управления временем задержки в цепи задержки, причем время задержки определяют для минимизации наибольшего шума в канале, когда включают сеть энергоснабжения.

8. Интерфейс ввода-вывода по п.7, в котором время задержки составляет половину периода частоты наибольшего шума.

9. Интерфейс ввода-вывода по п.7, в котором время задержки составляет примерно 32 единичных интервала.

10. Интерфейс ввода-вывода по п.7, в котором наивысший шум происходит на резонансной частоте сети энергоснабжения.

11. Интерфейс ввода-вывода по п.7, содержащий далее цепь задержки для обеспечения второй запрограммированной задержки между каналами для выключения следующих каналов спустя вторую запрограммированную задержку.

12. Интерфейс ввода-вывода по п.11, в котором первая и вторая задержки являются практически одинаковыми.

13. Компьютерная система, содержащая
процессор;
набор микросхем для облегчения передачи сигнала ввода-вывода к компьютерной системе; устройства ввода-вывода для обеспечения команд в компьютерную систему и интерфейсы ввода-вывода для связывания устройств ввода-вывода с набором микросхем для обеспечения запрограммированной задержки между каналами, чтобы включать следующие каналы спустя запрограммированную задержку, при этом запрограммированную задержку определяют для минимизации наибольшего шума в канале при включении сети энергоснабжения.

14. Компьютерная система по п.13, в которой запрограммированная задержка составляет половину периода частоты наибольшего шума.

15. Компьютерная система по п.13, в которой запрограммированная задержка составляет примерно 32 единичных интервала.

16. Компьютерная система по п.13, в которой наивысший шум происходит на резонансной частоте сети энергоснабжения.

17. Компьютерная система по п.13, содержащая далее интерфейсы ввода-вывода для обеспечения второй запрограммированной задержки между каналами для выключения следующих каналов спустя вторую запрограммированную задержку.

18. Компьютерная система по п.17, в которой первая и вторая запрограммированные задержки являются практически одинаковыми.