关于MXM显卡转接的原理分析与资料公开
众所周知,MXM显卡是一套基于PCIE信号规范来设计的,MXM定义是一套比较复杂的信号规范,里面包含了有DP,LVDS,VGA等显示信号的定义,由于其利用PCIE协议进行通讯,因而让MXM显卡作为PCIE设备转接到台式机上是具有可能性的。
由于MXM接口的特殊性,在转接之后的MXM卡,不仅仅只靠PCIE协议通讯,还需要针对MXM接口上的视频信号进行引出并加以规范化,这样子MXM转接才能真正意义上做到完全可用。

因此,MXM的转接总结来说,总共分为视频信号,PCIE信号,电源信号(电平)信号及逻辑型信号。

除了这些标准的信号,MXM协议还存在让厂家进行OEM定义的pin,这也导致MXM卡的不通用性,这也为MXM的通用化造成了巨大的阻碍。


即使是这样,MXM3.0协议中,绝大多数的pin都是跟着标准走的,改来改去也就只能是一些电源信号的修改,最核心的PCIE,DP等高速数字信号,不同的厂家还是按着标准来的,Signal lane也不会存在不兼容的情况。因此,MXM to PCIE的可能性是百分之一百存在的。
因此,MXM to PCIE(以下简称MXM2PCIE)的核心便是PCIE/DP/VGA/LVDS等高速lane的引出以及电路设计,并不难。

(以下原理图处理基于OrCAD capture/立创EDA,PCB设计模拟基于立创EDA,感谢立创EDA的在线封装库让设计交互更加便捷)
DP信号部分电路(已通过验证):

MXM接口上存在4组DP信号,这4组DP信号都是支持DP1.2/1.4/2.0的,这4组DP信号电路都是一样的,不存在不同的DP需要什么模式等,除非是由vb控制的,需要在MXM卡上动手脚。
MXM接口上存在的是DP信号,一般HDMI输出是以DP信号转换为HDMI,直接以HDMI模式输出的话,会因为cross talk的问题导致在高分辨率的情况下出现信号失真导致花屏的情况,需要在①基础上进行改进。


在HDMI/DP/LVDS/PCIE信号的diff part中,差分对阻抗控制需要设置在100Ω,这样才能保证信号的正确传输。除了HDMI/DP/LVDS,还有VGA信号,但是在如今这个DP HDMI横行霸道的时代,VGA也将近淘汰了吧....本文暂不涉及到VGA模拟输出的研究与分析。
至于电源等逻辑型信号的输出,可以用最简单的mos开关方式去应对。


在分析完各种信号之后,MXM转接还带来一个比较麻烦的问题:视频输出如何解决?
这也是MXM转接的难题之一,因为MXM显卡的输出完全由显卡的vbios来决定:

比如一张7970M的mxm显卡

无论N卡还是A卡,在MXM转接板上,可能只有一组DP甚至没有DP,或者两组DP能够输出,这个时候我们就需要思考是否是vb的问题。因为GPU在工作时会跟vb沟通,vb给予GPU正确的运行参数,GPU才能使用。
比如安提的MXM RTX3000 原厂的vb没有任何视频输出

在这个情况下,只能通过硬刷入不同vb来解决这些问题。
鉴于篇幅限制,有关的资料在后续的更新中再完善吧。