针对I/O模块以SUMIT堆栈扩充规格设计概论

对新产品的设计，SUMIT的中心思想就是提供设计者一个可堆栈又可扩充式的规格。在相同的小尺寸平台上，SUMIT的信号包含最先进的串行信号以及传统的I/O扩充bus。SUMIT规格是一种以I/O为主的方式，独立于堆栈的主板外并且清楚定义连接器以及相关的堆栈方法。结合过去与未来接口的桥梁。SUMIT，是一个相当全面并多功能的规格。图1说明SUMIT接口的基本架构，并总结其总线、接口、以及所支持的信号。

每一个扩充模块上会包含两个连接器，SUMIT A以及SUMIT B。这两个连接器搭载许多不同的高速信号。譬如：PCIe以及USB2.0是为了现在以及未来的应用。其他诸如：LPC、SPI还有SMBus/I2C等legacy界面的需求。SUMIT A搭载一对PCIe x 1，4对USB 2.0以及其他legacy接口。一般而言，SUMIT模块包含上层与下层的SUMIT A以及上层与下层的SUMIT B。对于有成本考虑的低价版模块可能只会搭载SUMIT A。然而一般的设计通常都会将SUMIT A与SUMIT B同时设计在一起。关于SUMIT A与SUMIT B这两个连接器的相对位置与摆放方式都在SUMIT的规格清楚定义。但整块模块的大小却并未明确定义，设计者可因应不同的需求而加以变化。因此，在定义了SUMIT A与SUMIT B的相对位置与摆放方式后，不同的模块将可以不受限制地搭载在另一块含有SUMIT规格的板子上加以扩充。如此，大大地增加SUMIT在应用方面的弹性。

SUMIT规范支持两个高速密脚(fine-pitch, 0.635mm/0.025 inch)的堆栈式连接器，此两个连接器在pin脚定义上为central ground blade，这样的方式可确保模块间传输的高速信号有良好的阻抗控制。另一方面，如果扩充模块间因为板上有体积过大的组件，需要额外的空间，堆栈的高度可据此做变化。而目前标准的堆栈高度是15.24厘米与22厘米。

图2是SUMIT堆栈的标准范例，下层是Ampro by ADLINK的CoreModule730，搭配上层Ampro by ADLINK的MiniModuleSIO. 在上方模块靠近左方板边边缘的这面，可以看到两个SUMIT连接器。请注意这两个板子的规格大小不尽相同，而连接器虽然可在两个模块间传输许多高速的总线，但其尺寸却非常小且密实。

如同前文所述，SUMIT在A、B connector中可搭载多组PCIe的界面。值得一提的是，SUMIT B规范一组单独的PCIe x1通道，以及一组PCIe x4通道，而此PCIe x4通道也可以拆解成四组PCIe x1通道加以应用。SUMIT A则包含一组单独的PCIe x1通道。SUMIT在连结上有一个十分特殊的应用，就是PCIe总线上可进行“Link-shifting”的概念，这样的概念可以让堆栈架构中的信号链接更加直接迅速。“Link-shifting”可让模块与模块之间的堆栈更加容易，并且可以避免在模块表面额外配置jumper或switch来设定PCIe的路由。更重要的是，这种shift的方式，能让模块上的layout针对需要传输模块与模块间的高速信号总线，做更好的配置。

图3是针对Link-shifting的一个简易示意图。X、Y、Z分别代表由下而上经由SUMIT堆栈的三块不同的模块。其中，最下面的模块X可产生4组信号源(分别以1、2、3、4代表其顺序)，第1组信号传到第2层模块Y后，剩下的3组就会以link-shifting方式，左移连结到对应第3组模块的前3对信号。这种shifting的目的，就是因为各层板内已使用掉某些连结，而这些连结是不会被传输到更上层板去的。

举例而言。模块Y使用第1组由模块X链接而来的信号源，而剩下3组信号源就直接链接到模块Z。由图3可以很清楚地了解模块Z使用其中2组信号源。然而，模块Z并不需要考虑它因身处在模块Y上方这样的组合而重新做硬件配置，因为模块Z永远都可以从最左边的信号取得它板内所需的连结。这样的方式可以让多层板的堆栈更加容易，不需做额外的硬件配置来告知每一个模块要取得哪一个连结使用。堆栈架构中的每一个模块都从最左边取用连结。显然地，每个模块当然无法使用多于底板所提供的信号链接，然而这样的配置方式是采用link-shifting的必然结果。显而易见的好处是，由于Link-shifting在连接器针脚间的微小距离内就被处理完毕。PCB板layout相对地变得简单，这对于需要维持信号完整性的高速总线传输，如PCIe来说是相当重要的。

图4呈现实际上SUMIT规格中所使用的PCIe Link-shifting方式。有趣的是，由于SUMIT A与SUMIT B都分布了PCIe通道，因此Link-shifting也会在两个连接器之间进行。来自SUMIT B的PCIe x1连结会移转到SUMIT A，SUMIT B PCIe x4的第一