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标题: 关于Thinkpad扩展坞的设计 [打印本页]

作者: 合肥亮少 时间: 2011-11-16 10:27 标题: 关于Thinkpad扩展坞的设计

复合材料, 笔记本, 快捷键, 半导体,
多年来，Thinkpad一直以服务工商业高效可靠生产为目的，打造着一代又一代的移动计算传奇。同其他笔记本一样，随着时代的演进和半导体工业的急速发展，Thinkpad面临着诸如手机，PDA，HPC，UMPC等其他移动计算工具的挑战。为了更好地满足商务人群的工作需要，Thinkpad在保留标志性的复合材料顶盖，七行全尺寸键盘，友好的快捷键，耐久的电力，坚固的架构之外，已不断着眼于本体的轻量化，让Thinkpad的客户在拥有强大的移动计算力的同时，具备更高的机动力。最新型号的X系列，已经带着Thinkpad的血统和传承逼近了1kg的临界质量，不能不说是非常瞩目的成绩。而且，Thinkpad拥有高中低配置的各种坞站，齐全的产品线足以傲视同类，可以瞬间将身材苗条的移动精灵装备成性能强大的尖锋战士。本文就以Thinkpad的扩展坞为研究对象，谈谈对Thinkpad下一代扩展坞的设计创想，顺便借15周年设计大赛的机会和各位黑友切磋。
一. 扩展坞的定义。
扩展坞的原文称作Docking Station。它泛指一类没有单独计算能力，却集成了多种接口和功能模块的硬件。当它和匹配的移动主机连接之后，可以扩展移动主机的接口，实现更多的功能。扩展坞一般被设计成匹配移动主机安放的物理平台形状，这也是扩展坞得名的原因之一。
Thinkpad的扩展坞根据扩展功能和接口的丰富程度，可以分为以下三类。
端口复制器 Port Replicator
端口复制器是体积最为轻便的一类扩展坞。它借助本体的扩展接口，将本体的各种输入输出连接扩展成标准外设的兼容插口。笔记本本体连接端口复制器后，即具备D-Sub显示口，DVI显示口，串口并口，USB，模拟音频输入输出，火线，外接软驱等接口。如果在端口复制器上按台式机配置的标准预先连接好显示器鼠标键盘音响网络等外设，那么当笔记本连接上端口复制器后，就可以立即变成一台拥有齐全功能的台式机；当笔记本脱离端口复制器时，原先台式机的计算和存储核心又还原成可以放在公文包里带走的笔记本。
标准扩展坞 Standard/Advanced Dock
标准扩展坞是比端口复制器更全面的扩展设备。除拥有端口复制器的全部功能外，通常拥有一个或数个扩展槽(Bay)，可以在本体之外扩展出第二硬盘，光驱等符合扩展槽规范的设备。和端口复制器对比，标准扩展坞不仅扩展了接口，还拥有进一步扩展子设备的空间。光软全外置的轻薄型号的笔记本通过标准扩展坞扩展后，其功能就能与全功能笔记本甚至台式机一较高下。这是标准扩展坞存在的主要意义。

加强型扩展坞 Enhanced Dock
顾名思义，加强型扩展坞是比标准扩展坞更为强力的扩展设备。除了拥有标准扩展坞的全部功能外，通常加强型扩展坞还可以直接利用台式机的标准配件进行扩展，诸如PCI卡，标准ATAPI设备等等。有些全功能的加强型扩展坞，体积已大大超过了笔记本本体。可以想象，娇小玲珑的笔记本和全长的PCI卡，5.25寸光驱配合之后的架式，只能以“怪兽”来形容。加强型扩展坞完全不考虑体积因素，直接把笔记本的对外接口扩展成台式机兼容级别，让用户使用价格更为低廉的台式机配件，恐怕这是此类扩展坞的设计初衷，只是现在看来已经不合时宜了。
二. 扩展坞的结构和功能设计。
我把扩展坞的结构根据其主要功能分为6部分。对于每一部分都做了简单说明，为了帮助读者更好地理解后文的设计陈述。
扩展坞接口模块
扩展坞和本体之间的连接部分。为了便于快速连接，使本体上的接口做的尽量小巧，扩展坞和本体之间的连接通常做成非常紧凑的卡座形式。设计上要求此类卡座连接可靠，有较高的反复插拔耐用度，有防尘和防辐射的保护设计。
本体承托平台和定位模块
负责承托笔记本本体，并且在笔记本和扩展坞接口对接前，完成两者相对定位的模块。该模块中还可以集成对本体的散热模块，使得笔记本本体在坞站上可以毫无顾忌地全速运行。
本体锁定和弹出模块
本体锁定模块负责在扩展坞和本体连接时锁定两者的可靠的联系。在外界异常振动下不影响两者的电气插接。物理上将本体锁定，保证第三者不能将本体从坞站上取走的安全设计，也属于本体锁定模块。弹出模块的功能则与锁定模块功能相反，提供使本体和坞站快速分离的机构。
扩展坞主板
不赘述。没有主板的扩展坞本人还没有见过。来自本体接口的各种接线，具体化为各种总线，在此得到分流和中继。这一模块从外观看来默默无闻，毫无疑问是扩展坞的核心。扩展坞的主板决定了扩展坞所能扩展出的接口和外设的型号和规模。
扩展接口（含外设接口）
诸如USB，串并口，火线，Modem，网络，PS/2，Ultraslim等等的接口。这些接口来自扩展坞的主板，扩展坞的功能直接通过这些接口得到实现。
其他内嵌或辅助模块
不在上述五类定

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