接口扩展卡和接口扩展系统的制作方法

1.本技术涉及数据传输技术领域，特别是涉及一种接口扩展卡和接口扩展系统。


背景技术：

2.随着信息技术的快速发展，工控计算机为满足空间狭小的应用现场，设计上具有体积比较小、接口数量少的特点，通常只配置一个pcie(peripheral component interconnect express，高速率串行计算机扩展总线标准)x1接口。随着工业4.0的快速推动，工控计算机的的应用得到广泛推广，呈现多样化的需求，单路pcie x1在有些场景下并不能满足实际使用需要，且存在数据传输效率低下的问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种接口扩展卡和接口扩展系统。
4.第一方面，本技术提供一种接口扩展卡，被配置有传输接口，所述传输接口用于连接主机，以与所述主机进行数据传输；所述接口扩展卡包括：
5.数据管理模块，被配置有存储端、数据输出端和多个数据输入端，所述数据输出端与所述传输接口连接，多个所述数据输入端用于与外部设备的多个不同类型的接口对应连接，以与所述外部设备进行数据传输；所述数据管理模块用于当所述数据输出端处于正在传输数据的状态时，将任一数据输入端接收的来自所述外部设备的待传输数据传输至所述存储端；
6.存储模块，与所述存储端连接，用于存储经所述存储端传输的所述待传输数据。
7.在其中一个实施例中，所述数据管理模块还用于当所述数据输出端不处于正在传输数据的状态时，将所述存储模块中存储的所述传输数据经所述存储端输出至所述数据输出端。
8.在其中一个实施例中，所述数据管理模块还包括：
9.控制单元，分别与存储端、所述数据输出端和所述多个数据输入端连接，所述控制单元用于识别所述数据输出端是否处于正在传输数据的状态，当所述数据输出端处于正在传输数据的状态时，控制所述数据输入端与所述存储端之间的数据传输通道导通，以将来自所述数据输入端的待传输数据经所述存储端输入至所述存储模块。
10.在其中一个实施例中，所述控制单元还用于识别所述存储模块是否存储有待传输数据；
11.当所述存储模块未存储待传输数据，且所述数据输出端不处于正在传输数据的状态时，控制所述数据输入端与所述数据输出端之间的数据传输通道导通，以将来自所述数据输入端的待传输数据经所述数据输出端输入至主机。
12.在其中一个实施例中，所述控制单元还用于识别所述存储模块是否存储有待传输数据；
13.当所述存储模块存储有待传输数据，且所述数据输出端不处于正在传输数据的状
态时，控制所述存储端与所述数据输出端之间的数据传输通道导通，以将存储于存储模块的所述待传输数据经所述数据输出端输入至主机。
14.在其中一个实施例中，所述接口扩展卡还包括：
15.信号转换模块，与至少部分所述数据输入端对应连接，用于互相转换主机输出的待传输数据和pci信号；
16.pci接口，与所述信号转换模块连接，用于与所述外部设备的pci接口对应连接，以传输所述pci信号。
17.在其中一个实施例中，所述接口扩展卡还包括：
18.以太网接口，与至少部分所述数据输入端连接，用于将含rj45接口的外部设备输入的待传输数据通过所述数据输入端输入至所述主机。
19.在其中一个实施例中，所述接口扩展卡还包括：
20.无线网络接口，与至少部分所述数据输入端连接，用于将含无线网络接口的外部设备输入的待传输数据通过所述数据输入端输入至所述主机。
21.在其中一个实施例中，所述接口扩展卡还包括：
22.usb接口扩展模块，与所述传输接口连接，用于连接至少一个含usb接口的外部设备。
23.第二方面，本技术还提供一种接口扩展系统，所述接口扩展系统包括：
24.上述的接口扩展卡；
25.至少一个外部设备，与所述接口扩展卡连接，用于与所述接口扩展卡进行数据传输；
26.主机，与所述接口扩展卡连接，用于通过所述接口扩展卡与所述外部设备进行数据传输。
27.上述接口扩展卡和接口扩展系统，接口扩展卡被配置有传输接口，传输接口用于连接主机以与主机进行数据传输；接口扩展卡包括数据管理模块和存储模块，其中数据管理模块具有存储端、数据输出端和多个数据输入端，数据输出端与传输接口连接，多个数据输入端用于与外部设备的多个不同类型的接口对应连接，以与外部设备进行数据传输；数据管理模块用于当数据输出端处于正在传输数据的状态时，将任一数据输入端接收的来自外部设备的待传输数据传输至存储端；存储模块与存储端连接，用于存储经存储端传输的待传输数据。因此，主机能够通过上述接口扩展卡与含不同接口的外部设备进行数据传输，同时，在主机与多个外部设备进行数据传输时，当数据输出端已经在传输数据时，通过将待传输数据经数据管理模块的存储端传输至存储模块，缓解数据输出端的数据传输压力，避免数据拥堵，提高了数据传输的效率。
附图说明
28.图1为一个实施例中接口扩展卡的结构示意框图之一；
29.图2为一个实施例中接口扩展卡的结构示意框图之二；
30.图3为一个实施例中接口扩展卡的结构示意框图之三；
31.图4为一个实施例中接口扩展卡的结构示意框图之四；
32.图5为一个实施例中接口扩展卡的结构示意框图之五；
33.图6为一个实施例中接口扩展系统的结构示意框图。
34.附图标号：
35.接口扩展卡：100；传输接口：110；数据管理模块：120；型号为asm1187e的pcie桥芯片：121；pcie x4接口：1210；存储模块：130；nand flash存储器：131；信号转换模块：140；型号为asm1085的芯片：141；pci接口：150；以太网接口：160；千兆以太网接口：161；无线网络接口：170；usb接口扩展模块：180；4引脚连接器：190；红色led灯1010；绿色led灯1011；主机：200；外部设备：300；外部设备的pcie x4接口：310；接口扩展系统：600。
具体实施方式
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
42.在一个实施例中，本技术提供一种接口扩展卡，参考如图1所示出的接口扩展卡的结构示意框图之一，接口扩展卡100被配置有传输接口110、数据管理模块120和存储模块
130。传输接口100用于连接主机200，以与主机进行数据传输；数据管理模块120被配置有存储端、数据输出端和多个数据输入端，数据输出端与传输接口110连接，多个数据输入端用于与外部设备300的多个不同类型的接口对应连接，以与外部设备300进行数据传输；数据管理模块120用于当数据输出端处于正在传输数据的状态时，将任一数据输入端接收的来自外部设备300的待传输数据传输至存储端；存储模块130与存储端连接，用于存储经存储端传输的待传输数据。
43.其中，传输接口110可以被设置为fpc(flexible printed circuit board，柔性印刷电路板)连接口；数据输入端可以是pcie x4数据接口；数据管理模块120可以是型号为asm1187e的pcie桥芯片；存储模块130可以是nand flash存储器。
44.在本实施例中，接口扩展卡100被配置有传输接口110，所述传输接口110可以被设置为fpc(flexible printed circuit board，柔性印刷电路板)连接口，因此能够适配主机200的pcie(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)x1接口，与主机200连接。接口扩展卡100包括数据管理模块120，数据管理模块120具有存储端、数据输出端和多个数据输入端。数据输出端与传输接口110连接，可以理解的是，数据输出端与传输接口110之间的连接线路在所述接口扩展卡100中形成数据传输通道。多个数据输入端所配置的接口类型不一，多个数据输入端用于与外部设备300的多个不同类型的接口对应连接，以与外部设备300进行数据传输；进一步地，由于所述数据管理模块120可以是asm1187e的pcie桥芯片，能够将来自主机200的待传输信号经过传输接口110进入数据管理模块120，并经过数据管理模块120的多个数据输入端传输所在的多个数据传输通道传输至外部设备300。因此，通过上述接口扩展卡100，主机200能够与含不同接口类型的外部设备300进行数据传输。需注意的是，不同的接口类型可以均位于一个外部设备300，也可以是多个外部设备300，各外部设备300被配置有不同的接口类型。当数据输出端处于正在传输数据的状态时，数据管理模块120能够将任一数据输入端接收的来自外部设备300的待传输数据传输至存储端，可以理解的是，各数据输入端与存储端之间在接口扩展卡100中也存在数据传输通道；因此，当数据输出端处于正在传输数据的状态时，通过将待传输数据经数据管理模块120的存储端传输至存储模块130，能够缓解数据输出端的数据传输压力，避免数据拥堵，提高数据传输的效率。
45.在一个实施例中，数据管理模块还用于当数据输出端不处于正在传输数据的状态时，将存储模块中存储的传输数据经存储端输出至数据输出端。
46.在本实施例中，可以理解的是，存储模块、存储端和数据输出端之间在接口扩展卡中存在数据传输通道。具体地，存储模块按接收待传输数据的时间顺序存储上述待传输数据，在数据输出端不处于正在传输数据的状态时，数据管理模块按上述时间顺序将存储模块中存储的传输数据经存储端输出至数据输出端，存储模块接收待传输数据的时间在前的，在数据输出端不处于正在传输数据的状态时，优先经存储端输出至数据输出端，保证了经接口扩展卡进行数据传输的时效性。
47.在一个实施例中，数据管理模块还包括控制单元。控制单元分别与存储端、数据输出端和多个数据输入端连接，控制单元用于识别数据输出端是否处于正在传输数据的状态，当数据输出端处于正在传输数据的状态时，控制数据输入端与存储端之间的数据传输通道导通，以将来自数据输入端的待传输数据经存储端输入至存储模块。
pci信号之间的互相转换。
55.在本实施例中，在接口扩展卡100中设置有信号转换模块140，由于主机200输出的信号通常为pcie信号，信号转换模块140能够实现pcie信号和32bit pci信号之间的互相转换，因此在接口扩展卡100中设置pci接口150，32bit pci信号通过pcb电路传输至pci接口150，在主机200与含pci接口150的外部设备300分别连接接口扩展卡100时，接口扩展卡100能够实现主机200与含pci接口150之间的数据传输。
56.在一个实施例中，接口扩展卡还包括4引脚连接器和多种不同颜色的led灯。4引脚连接器用于连接主机的状态信号接口，以接收主机的状态信号；各led灯分别与4引脚连接器连接；各颜色的led灯分别对应主机的运行状态。
57.具体地，可以包括红色的led灯和绿色的led灯，主机的状态信号包括开机状态信号和数据读写信号，开机状态信号对应绿色的led灯，数据读写信号对应红色的led灯。
58.在本实施例中，接口扩展卡中设置有4引脚连接器和多种不同颜色的led灯，由于4引脚连接器用于连接主机的状态信号接口，以接收主机的状态信号，各led灯分别与4引脚连接器连接；各颜色的led灯分别对应主机的运行状态；因此，由于主机在不同的运行状态时，接口扩展卡接收到的状态信号不同，各状态信号分别导通不同颜色的led灯所在的线路以使不同颜色的led灯发光，因此，根据不同颜色的led灯可以监测主机的运行状态。
59.在一个实施例中，如图3所示的接口扩展卡结构示意框图之三；接口扩展卡100还包括以太网接口160。以太网接口160与至少部分数据输入端连接，用于将含rj45接口的外部设备300输入的待传输数据通过数据输入端输入至主机200。
60.其中，以太网接口160为千兆以太网接口160，传输速率为1000mbps。
61.在本实施例中，接口扩展卡100设置有以太网接口160，以太网接口160与至少部分数据输入端连接，使得主机200通过接口扩展卡100能够与含rj45接口的外部设备300进行数据传输，丰富了接口扩展卡100适配外部设备300的接口类型。
62.在一个实施例中，再次参考如图3所示的接口扩展卡结构示意框图；接口扩展卡100还包括无线网络接口170。无线网络接口170与至少部分数据输入端连接，用于将含无线网络接口170的外部设备300输入的待传输数据通过数据输入端输入至主机200。
63.其中，无线网络接口170能够支持2.4g/5g双频wifi信号。
64.在本实施例中，在接口扩展卡100中设置无线网络接口170，无线网络接口170与至少部分数据输入端连接，主机200和含无线网络接口170的外部设备300分别连接接口扩展卡100时，能够实现主机200和含无线网络接口170的外部设备300之间的数据传输。
65.在一个实施例中，参考如图4所示的接口扩展卡100结构示意框图之四；接口扩展卡100还包括usb接口扩展模块180。usb接口扩展模块180与传输接口110连接，用于连接至少一个含usb接口的外部设备300。
66.其中，usb接口扩展模块180包括型号为fe1.1s的usb信号扩展芯片、两个usb插针和两个usb接口，usb信号扩展芯片与传输接口110连接；usb插针用于连接外部设备300的usb插座；usb接口用于连接外部设备300的usb接口。可以理解的是，usb插座即为与usb插针适配的连接器。
67.在本实施例中，通过在接口扩展卡100中设置由型号为fe1.1s的usb信号扩展芯片、两个usb插针和两个usb接口构成的usb接口扩展模块180，由于usb信号扩展芯片能够将
来自主机200的usb信号转换为4通道的usb信号，对于需要支持usb设备的扩展卡应用场景，本实施例所述接口扩展卡100能够传输独立的usb信号，相对于现有技术，可以不需要另外配置pcie-usb信号转换设备即实现主机200与含usb接口和usb插座的外部设备300之间的数据传输。
68.在一个实施例中，接口扩展卡还包括散热片，散热片通过底部导热散热膏粘贴于数据管理模块上表面，以降低数据管理模块运行时的温度。
69.在本实施例中，散热片采用铝制材质、平行多鳍片的设计，以增加散热面，散热片通过底部导热散热膏粘到数据管理模块上表面，能够降低数据管理模块运行时的温度，从而保证数据管理模块的性能，降低数据管理模块的误码率。
70.在一个实施例中，参考如图5所示的接口扩展卡示意框图之五。接口扩展卡100被配置有fpc连接口111以连接主机200的pcie x1接口210，接口扩展卡100包括型号为asm1187e的pcie桥芯片121、nand flash存储器131、型号为asm1085的芯片141、pci接口150、千兆以太网接口161、无线网络接口170、usb接口扩展模块180、4引脚连接器190、红色led灯1010和绿色led灯1011。其中，型号为asm1187e的pcie桥芯片121被配置有存储端、数据输出端和7个数据输入端，数据输出端与fpc连接口111连接，nand flash存储器131与存储端连接，其中，4个数据输入端组成一个pcie x4接口1210以连接外部设备的pcie x4接口310，型号为asm1085的芯片141与1个数据输入端和pci接口150连接，pci接口150用于连接外部设备的pci接口，1个数据输入端连接千兆以太网接口161，千兆以太网接口161用于连接外部设备的rj45接口，1个数据输入端连接无线网络接口170，无线网络接口170用于连接外部设备的无线网络接口170，usb接口扩展模块180包括型号为fe1.1s的usb信号扩展芯片、两个usb插针和两个usb接口，usb信号扩展芯片与fpc接口连接；usb插针用于连接外部设备的usb插座；usb接口用于连接外部设备的usb接口；4引脚连接器190用于连接主机200的状态信号接口220，以接收主机200的状态信号；红色led灯1010和绿色led灯1011分别与4引脚连接器190连接。
71.在本实施例中，由于接口扩展卡100被配置有fpc连接口111以连接主机200，接口扩展卡100包括型号为asm1187e的pcie桥芯片121、型号为asm1085的芯片141、pci接口150、千兆以太网接口161、无线网络接口170和usb接口扩展模块180。因此，当主机200、含pci接口150的外部设备、含pcie x4接口310的外部设备、含rj45接口的外部设备、含无线网络接口170的外部设备、含usb插座的设备和含usb接口的设备分别与接口插座卡连接时，主机200能够与上述各外部设备进行数据传输。主机200的状态信号包括开机状态信号和数据读写信号，开机状态信号对应绿色的led灯，数据读写信号对应红色的led灯，因此该接口扩展卡100能够指示主机200的开机状态和数据读写状态。由于通过上述接口扩展卡100，在主机200与多个外部设备进行数据传输时，当数据输出端已经在传输数据时，通过将待传输数据经型号为asm1187e的pcie桥芯片121的存储端传输至nand flash存储器131，缓解数据输出端的数据传输压力，避免数据拥堵，提高了数据传输的效率。
72.在一个实施例中，本技术还提供一种接口扩展系统，参考如图6所示的接口扩展系统的结构示意框图。接口扩展系统600包括上述任一实施例的接口扩展卡100、至少一个外部设备300和主机200。至少一个外部设备300与接口扩展卡100连接，用于与接口扩展卡100进行数据传输；主机200与接口扩展卡100连接，用于通过接口扩展卡100与外部设备300进
行数据传输。
73.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
74.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种接口扩展卡，其特征在于，被配置有传输接口，所述传输接口用于连接主机，以与所述主机进行数据传输；所述接口扩展卡包括：数据管理模块，被配置有存储端、数据输出端和多个数据输入端，所述数据输出端与所述传输接口连接，多个所述数据输入端用于与外部设备的多个不同类型的接口对应连接，以与所述外部设备进行数据传输；所述数据管理模块用于当所述数据输出端处于正在传输数据的状态时，将任一数据输入端接收的来自所述外部设备的待传输数据传输至所述存储端；存储模块，与所述存储端连接，用于存储经所述存储端传输的所述待传输数据。2.根据权利要求1所述的接口扩展卡，其特征在于，所述数据管理模块还用于当所述数据输出端不处于正在传输数据的状态时，将所述存储模块中存储的所述传输数据经所述存储端输出至所述数据输出端。3.根据权利要求1所述的接口扩展卡，其特征在于，所述数据管理模块还包括：控制单元，分别与存储端、所述数据输出端和所述多个数据输入端连接，所述控制单元用于识别所述数据输出端是否处于正在传输数据的状态，当所述数据输出端处于正在传输数据的状态时，控制所述数据输入端与所述存储端之间的数据传输通道导通，以将来自所述数据输入端的待传输数据经所述存储端输入至所述存储模块。4.根据权利要求3所述的接口扩展卡，其特征在于，所述控制单元还用于识别所述存储模块是否存储有待传输数据；当所述存储模块未存储待传输数据，且所述数据输出端不处于正在传输数据的状态时，控制所述数据输入端与所述数据输出端之间的数据传输通道导通，以将来自所述数据输入端的待传输数据经所述数据输出端输入至主机。5.根据权利要求3所述的接口扩展卡，其特征在于，所述控制单元还用于识别所述存储模块是否存储有待传输数据；当所述存储模块存储有待传输数据，且所述数据输出端不处于正在传输数据的状态时，控制所述存储端与所述数据输出端之间的数据传输通道导通，以将存储于存储模块的所述待传输数据经所述数据输出端输入至主机。6.根据权利要求1所述的接口扩展卡，其特征在于，所述接口扩展卡还包括：信号转换模块，与至少部分所述数据输入端对应连接，用于互相转换主机输出的待传输数据和pci信号；pci接口，与所述信号转换模块连接，用于与所述外部设备的pci接口对应连接，以传输所述pci信号。7.根据权利要求1至6任一项所述的接口扩展卡，其特征在于，所述接口扩展卡还包括：以太网接口，与至少部分所述数据输入端连接，用于将含rj45接口的外部设备输入的待传输数据通过所述数据输入端输入至所述主机。8.根据权利要求7所述的接口扩展卡，其特征在于，所述接口扩展卡还包括：无线网络接口，与至少部分所述数据输入端连接，用于将含无线网络接口的外部设备输入的待传输数据通过所述数据输入端输入至所述主机。9.根据权利要求1所述的接口扩展卡，其特征在于，所述接口扩展卡还包括：usb接口扩展模块，与所述传输接口连接，用于连接至少一个含usb接口的外部设备。
10.一种接口扩展系统，其特征在于，所述接口扩展系统包括：权利要求1至9任一项所述的接口扩展卡；至少一个外部设备，与所述接口扩展卡连接，用于与所述接口扩展卡进行数据传输；主机，与所述接口扩展卡连接，用于通过所述接口扩展卡与所述外部设备进行数据传输。

技术总结
本申请涉及一种接口扩展卡和接口扩展系统，接口扩展卡被配置有传输接口，以连接主机并与主机进行数据传输；接口扩展卡包括数据管理模块，被配置有存储端、数据输出端和多个数据输入端，数据输出端与传输接口连接，多个数据输入端用于与外部设备的多个不同类型的接口对应连接，以与外部设备进行数据传输；数据管理模块用于当数据输出端处于正在传输数据的状态时，将任一数据输入端接收的来自外部设备的待传输数据传输至存储端；存储模块与存储端连接，用于存储经存储端传输的待传输数据。因此，通过上述接口扩展卡，主机能够与含不同接口的外部设备进行数据传输，且能够缓解数据输出端的数据传输压力，避免数据拥堵，提高数据传输的效率。据传输的效率。据传输的效率。


技术研发人员：钟煌
受保护的技术使用者：深圳市研盛芯控电子技术有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/28