多年以來，視頻已經(jīng)成為消費者對臺式電腦進行任意升級的一大特色。早期的IBM電腦配置有一個MGA (單色圖形適配器)或一個CGA (彩色圖形適配器)。消費者可以選擇相同型號的計算機，而根據(jù)所選的顯示器自己挑選圖形卡。這些早期的適配器演變成了VGA (視頻圖形列陣)標準，可以驅動具有多種顏色或者灰階的單色或彩色圖形。

 

視頻顯卡發(fā)展得如此迅速以至于GPU (圖形處理器)已經(jīng)成為臺式電腦的關鍵處理器之一。這些處理器已經(jīng)演化為小型完善系統(tǒng)，可具備高達512MB內存和非常高級的浮點運算能力，并可驅動不同顯示器的多路輸出。

 

近年來，筆記本電腦的銷售量已經(jīng)超過了臺式機。筆記本電腦的成本已大幅下降，許多消費者把筆記本電腦看作是臺式機的替代品。一臺具有全尺寸鍵盤的17英寸筆記本電腦是臺式機非常合適的替代品。通過家中配備的無線局域網(wǎng)(WiFi)，消費者只需插上交流電源保持設備供電，而所有電纜、鍵盤、鼠標和揚聲器均被淘汰。然而，游戲玩家和在家辦公/遠程辦公人員需要使用高端筆記本電腦，因為他們需要大屏幕顯示器和全尺寸鍵盤。

 

直到2007年，幾乎所有的筆記本電腦仍然采用內置圖形卡。電腦生產(chǎn)商既生產(chǎn)帶有內置圖形卡的低成本設備，也生產(chǎn)主板帶有第三方圖形卡的高端設備。采用第三方圖形卡往往使系統(tǒng)的成本大幅升高。2004年，NVIDIA®與業(yè)界領先的筆記本電腦生產(chǎn)商一起開發(fā)了相互一致的圖形接口，稱為MXM¹，使得制造商的筆記本設計能夠與來自任何廠家的任何圖形解決方案相兼容。這樣就能夠通過單一的系統(tǒng)設計實現(xiàn)多種配置并且可以升級，如同臺式電腦多年前就已具備的功能。

 

圖1所示為一款實際的MXM GPU，在其一側裝有一排標準的MXM連接器。通過簡單切換，筆記本電腦生產(chǎn)商就可以設計一種既包含內置芯片組廠家圖形卡又包括MXM插槽的母版，從而能夠升級至更強大的第三方圖形卡。

 

圖1. MXM GPU，底邊為標準MXM連接器引腳。

 

升級筆記本電腦設計時，增加圖形卡模塊要比簡單地增大內存困難一些，因為必須解決模塊的冷卻問題。然而，筆記本電腦生產(chǎn)商可以減少對不同主板的設計和庫存管理?？梢栽谧罱K組裝時解決消費者對特定圖形卡的要求。多數(shù)情況下，零售商和分銷商可以在將筆記本電腦交付給用戶之前加入所需模塊，從而縮短交付周期，降低由于設備圖形處理能力與消費者要求不符而導致的丟單幾率。

 

當消費者或供貨商在臺式電腦上添加圖形卡時，消費者只需簡單地將顯示器插入顯卡的VGA或DVI連接器即可。而筆記本電腦需要驅動的是LCD屏幕。實際上，LCD屏幕是消費者使用的主監(jiān)視器，如果只是為了外接顯示器，購買一款高端顯卡的意義就不大。

 

筆記本電腦顯示屏傳統(tǒng)上采用扁平電纜接收來自圖形卡的數(shù)據(jù)。在MXM應用中，數(shù)據(jù)以4對或8對LVDS信號的形式進行傳輸，模塊輸入為帶有多達16路通道的PCI Express® (PCIe®)接口，輸出包括VGA、TMDS® (用于DVI™/HDMI™)、DisplayPort™和LVDS。

 

如果筆記本電腦生產(chǎn)商希望采用內部圖形卡設計，以獲得最低成本，并且可以升級到高端設計的第三方圖形卡，則必須切換幾組信號，本文僅討論LVDS信號的切換。低成本筆記本電腦采用單鏈路LVDS，而高端系統(tǒng)則采用雙鏈路LVDS。每對數(shù)據(jù)速率預計高達800Mbps。LVDS信號為直流耦合，所以長期直流平衡沒有問題。這些信號的直流分量大約為1.25V，擺幅為(最小值)。接收靈敏度為因此在發(fā)送和接收信號之間允許有8dB的損耗。

 

為了切換LVDS信號，開關總損耗不能高于1dB。此外，開關應具備低電容特性，以避免增加引起反射和不匹配的無功功率。MAX4889 PCIe無源開關可滿足上述要求，非常適合LVDS應用。工作于+3.3V時，可以輕松處理整個LVDS信號范圍(0.67V至1.8V)的信號，輸入電容< 2pF。對于≤ 800Mbps的LVDS數(shù)據(jù)率，插入損耗< 0.5dB。

 

MAX4889在2:1應用中能夠切換4對信號，其中有2個可能的輸入源(內部圖形卡或MXM圖形卡)和1路輸出。對于18位圖形卡，只需要一個MAX4889開關；對于24位圖形卡，必須采用兩個MAX4889開關。MAX4889用于在內部圖形卡或MXM模塊兩個源之間選擇—檢測是否存在MXM模塊，如果存在，則允許選擇MXM作為視頻源。

 

圖2所示MA4889在24位圖形系統(tǒng)中用于切換4對LVDS信號。盡管LVDS開關用于高位和低位數(shù)據(jù)組合，但為清晰起見，該圖只畫出了R、G、B (高位)和時鐘信號²。24位圖形應用中需采用第二個MAX4889開關(未顯示)處理低位數(shù)據(jù)。

 

圖2. MAX4889在24位圖形應用中切換4對LVDS信號，需要注意的是圖中僅給出了高位數(shù)據(jù)和時鐘信號，第二個MAX4889用于處理低位數(shù)據(jù)。

 

 

利用MXM，筆記本電腦生產(chǎn)商可以設計一種主板既可以在低成本應用中采用內部圖形卡，又可以采用獨立的MXM GPU，以提高圖形性能，滿足消費者的需求。為了使MXM模塊和內部圖形卡都可以輸出到筆記本電腦的LCD屏幕上，必須進行一定形式的切換。理想開關為電氣開關，所以不但系統(tǒng)可以方便地檢測到MXM模塊，而且用戶還可以手動選擇內部顯卡或MXM顯卡。無論哪種情況，均通過集成開關完成切換以滿足穩(wěn)定性和最小尺寸/功率比的要求。MAX4889是滿足上述LVDS應用需求的理想開關。工作在3.3V時，可輕松處理高達800Mbps的LVDS信號，任何工作條件下，確保消耗電流≤ 120µA，插入損耗< 0.5dB，并且電容< 2pF。