與可以輕松升級(jí)視頻圖形功能的臺(tái)式計(jì)算機(jī)不同，筆記本電腦歷來(lái)無(wú)法進(jìn)行此類升級(jí)。理想情況下，筆記本電腦設(shè)計(jì)將允許顯卡成為附加功能。為了實(shí)現(xiàn)這種可能性，一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案是在設(shè)計(jì)中添加一個(gè)開關(guān)，該開關(guān)將選擇內(nèi)部圖形或附加卡的LVDS輸出。由于MAX4889可以在兩個(gè)LVDS源之間切換至單個(gè)目的地，因此是筆記本電腦設(shè)計(jì)的理想選擇。

多年來(lái)，視頻圖形一直是消費(fèi)者可以在臺(tái)式計(jì)算機(jī)中隨意升級(jí)的功能。早期的IBM計(jì)算機(jī)配置了MGA（單色圖形適配器）或CGA（彩色圖形適配器）。消費(fèi)者可以選擇相同型號(hào)的計(jì)算機(jī)，但根據(jù)所選的顯示器選擇任一圖形卡。這些早期的適配器演變成為VGA（視頻圖形陣列）標(biāo)準(zhǔn)，它可以分別驅(qū)動(dòng)具有多種顏色或灰度的單色或彩色圖形。

視頻圖形已經(jīng)取得了如此長(zhǎng)足的進(jìn)步，以至于GPU（圖形處理器單元）已成為臺(tái)式計(jì)算機(jī)中最復(fù)雜的處理器之一。這些處理器已經(jīng)發(fā)展成為微型完整系統(tǒng)，具有多達(dá)512MB的內(nèi)存和非常復(fù)雜的浮點(diǎn)處理，以及驅(qū)動(dòng)各種顯示器的多個(gè)輸出。

近年來(lái)，筆記本電腦的銷量已超過(guò)臺(tái)式電腦。筆記本電腦的成本急劇下降，許多消費(fèi)者將筆記本電腦視為臺(tái)式機(jī)的替代品。帶有全尺寸鍵盤的 17 英寸筆記本電腦是臺(tái)式機(jī)的非常合理的替代品。有了家中的WiFi，消費(fèi)者只需要插入交流電源即可為設(shè)備充電，所有的電線，鍵盤，鼠標(biāo)和揚(yáng)聲器都消失了。然而，高端筆記本電腦也被游戲玩家和家庭/遠(yuǎn)程辦公專業(yè)人士使用，他們都需要大屏幕和全尺寸鍵盤。

直到2007年，幾乎所有的筆記本電腦都是用內(nèi)部圖形構(gòu)建的。計(jì)算機(jī)制造商要么構(gòu)建了具有內(nèi)置圖形的低成本單元，要么構(gòu)建了具有內(nèi)置第三方圖形的高端機(jī)器。包含第三方圖形總是使系統(tǒng)的成本高得多。2004年，NVIDIA與行業(yè)領(lǐng)先的筆記型電腦製造商合作，創(chuàng)建了一致的繪圖界面，稱為MXM?1，這將允許制造商創(chuàng)建與任何供應(yīng)商的任何圖形解決方案兼容的筆記本電腦設(shè)計(jì)。這允許從單個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行多種配置和可升級(jí)性，類似于臺(tái)式計(jì)算機(jī)多年來(lái)允許的。

圖 1 顯示了一個(gè)實(shí)際的 MXM GPU，其一側(cè)邊緣有一排標(biāo)準(zhǔn) MXM 連接器。通過(guò)一些切換，筆記本電腦制造商可以設(shè)計(jì)一個(gè)包含內(nèi)置芯片組供應(yīng)商圖形的主板和一個(gè)MXM插槽，用于升級(jí)到更高功率的第三方圖形。

圖1.MXM GPU，在底部邊緣顯示標(biāo)準(zhǔn) MXM 連接器引腳。

升級(jí)筆記本設(shè)計(jì)以允許附加圖形模塊比簡(jiǎn)單地添加更多內(nèi)存要困難一些，因?yàn)楸仨毥鉀Q模塊的冷卻問(wèn)題。但是，筆記本電腦制造商可以減少需要設(shè)計(jì)和盤點(diǎn)的不同主板的數(shù)量。因此，消費(fèi)者期望的特定圖形可以在最終組裝時(shí)解決。在許多情況下，零售商或分銷商可以在消費(fèi)者收到筆記本電腦之前添加請(qǐng)求的模塊，從而減少滯后時(shí)間和因設(shè)備具有錯(cuò)誤的圖形功能而失去銷售的可能性，以滿足客戶的需求。

當(dāng)消費(fèi)者或供應(yīng)商將圖形卡添加到臺(tái)式計(jì)算機(jī)時(shí)，消費(fèi)者只需將顯示器插入卡上的 VGA 或 DVI 連接器即可。在筆記本電腦中，該裝置具有用于驅(qū)動(dòng)的LCD屏幕。事實(shí)上，內(nèi)置LCD屏幕幾乎可以肯定是消費(fèi)者將使用的主屏幕。如果高端顯卡僅用于外部圖形，那么購(gòu)買該卡就沒(méi)有意義了。

傳統(tǒng)上，筆記本電腦顯示器使用帶狀電纜從圖形卡接收數(shù)據(jù)。MXM應(yīng)用中的數(shù)據(jù)以四對(duì)或八對(duì)LVDS信號(hào)的形式進(jìn)行通信，其中模塊輸入是具有多達(dá)16個(gè)通道的PCI Express（PCIe）接口，輸出包括VGA，TMDS（用于DVI????/HDMI?）、顯示端口?和 LVDS。

如果筆記本電腦制造商希望設(shè)計(jì)使用內(nèi)部圖形作為最低成本型號(hào)，但可以升級(jí)到第三方圖形以獲得高端型號(hào)，則必須切換幾組信號(hào)。本文僅討論LVDS信號(hào)。低成本筆記本電腦使用單鏈路LVDS，而高端系統(tǒng)使用雙鏈路LVDS。預(yù)計(jì)每對(duì)數(shù)據(jù)速率可能高達(dá)800Mbps。LVDS信號(hào)是直流耦合的，因此它們不存在長(zhǎng)期直流平衡的問(wèn)題。這些信號(hào)具有~1.25V的直流分量，擺幅為±250mVP-P（分鐘）。接收靈敏度為100mVP-P，從而允許發(fā)射和接收信號(hào)之間的損耗為 8dB。

為了切換LVDS信號(hào)，開關(guān)插入的總損耗不應(yīng)超過(guò)1dB。此外，開關(guān)應(yīng)具有低電容，以免添加可能導(dǎo)致反射和失配的電抗元件。MAX4889 PCIe無(wú)源開關(guān)滿足這些需求，非常適合LVDS應(yīng)用。工作在+3.3V時(shí)，它可以輕松處理整個(gè)LVDS信號(hào)范圍（0.67V至1.8V），輸入電容<2pF。對(duì)于 0Mbps ≤ LVDS 數(shù)據(jù)速率，插入損耗< 5.800dB。

MAX4889在2：1應(yīng)用中切換四對(duì)信號(hào)，具有兩個(gè)可能的信號(hào)源（內(nèi)部圖形或MXM圖形）和一個(gè)目的地。對(duì)于18位圖形，只需要一個(gè)MAX4889;對(duì)于24位圖形，必須使用兩個(gè)MAX4889開關(guān)。MAX4889用于在內(nèi)部圖形或MXM模塊兩個(gè)信號(hào)源之間進(jìn)行選擇，測(cè)試是否存在MXM模塊，如果存在，則允許選擇MXM作為圖形源。

圖2所示為MAX4889在24位圖形應(yīng)用中用于切換四對(duì)LVDS信號(hào)。雖然預(yù)計(jì)LVDS開關(guān)用于整套上限和下位，但該圖僅顯示R、G、B（高位）和時(shí)鐘信號(hào)2為了清楚起見。由于這是一個(gè)24位圖形應(yīng)用，第二個(gè)MAX4889開關(guān)（未顯示）將用于處理低位。

圖2.MAX4889在24位圖形應(yīng)用中切換4889個(gè)LVDS信號(hào)對(duì)。請(qǐng)注意，僅顯示上位和時(shí)鐘;第二個(gè)MAX<>將處理較低的位。

結(jié)論

MXM 允許筆記本電腦制造商構(gòu)建一個(gè)可以使用內(nèi)部圖形以最低成本的主板，或者允許使用附加 MXM GPU 來(lái)改進(jìn)圖形并滿足消費(fèi)者需求。為了使MXM模塊和內(nèi)部圖形都能尋址筆記本電腦的LCD面板，必須執(zhí)行某種形式的切換。理想的開關(guān)是電氣開關(guān)，因此系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地感知MXM模塊的存在，或者用戶可以手動(dòng)選擇內(nèi)部或MXM圖形。無(wú)論哪種情況，開關(guān)都是通過(guò)半導(dǎo)體開關(guān)完成的，以確保可靠性和最小尺寸/功率要求。MAX4889是用于LVDS的理想開關(guān)。當(dāng)采用 3.3V 工作時(shí)，該器件可輕松處理高達(dá) 800Mbps 的 LVDS 信號(hào)電平，在任何工作條件下均消耗 120μA ≤電流，插入 0.5dB 損耗<并具有 2pF 電容<。

審核編輯：郭婷