ThinkPad X61加装mini PCI-e的详细技术方案

在之前的贴子上,我分析了X61-29C的电路,初步确定了部分无第二个mini PCI-e的X61机型加装插槽及sIM卡槽的可行性,现在进行了详细的分析,制定了加装的技术方案。另起一个新贴子,图文对照全部奉上!

先看看X61主板的架构图,由ICH8M南桥引出两个Mini PCI-e接口,红框下面的是由PCIexpress通道连接,用途为WLAN,也就是无线局域网卡,大家左边的插槽,3945/4965。上面的是由USB2.0通道连接的用于WWAN的接口,当然也保留了PCI express,询盘用的是PCIe。

2个mini PCI slot是不太一样的.只有第二个和SIM卡有联系，且有专门的供电。也就是说这个槽，也就只能装迅盘或者WWAN，如果装其他的WLAN卡，能用但是看不到屏幕下面的信号灯点亮。而左边第一个槽，只能装WLAN或者迅盘，装WWAN肯定找不到sim卡。。。。mini PCI 里面有很多保留定义的针脚，在左边第一个slot里面，定义了WLAN的信号，包括屏幕灯等，第二个slot定义了WWAN的信号，和SIM的连线，USB-CH2通道2的接口(965主板一共有8个USB2.0通道,最最关键的是第二个slot的3.3V供电和第一个不是一条路线，叫做VCC3WAN，是一条专门控制WWAN开关的供电，而第一个slot是普通的3.3V,定义为VCC3B。经过检测Slot2的VCC3WAN电压为0，但是1.5V供电ok。其他针脚都是0V。

一些基本知识

把之前发的基础知识转过来,这样连续性好。

先看看mini PCI-e的定义，然后检测下，哪些针脚没信号

Mini PCI Express Bus Description
A Brief Description of the MiniCard interface. MiniCard is also called Mini PCI Express bus [PCI= Peripheral Component Interface]. The Minicard is a small form factor board used to implement the PCI Express interface on Notebook computers. The card size is 30mm wide by 50.95mm long by 5mm high. The Minicard uses a 52-pin card edge connector, the card pins are fingers at the edge of the card. MiniCard is used to implement both the 1x PCI Express Bus interface and a USB 2.0 interface.

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Mini PCI Express Bus Interface IC Manufacturers
Refer to the main PCI Express Bus for a list of manufacturers producing interface IC's
Like other PC buses, there are no glue logic devices just ASICs and chip sets in PCI Express; Similar to PCI. Refer to the LVDS page for additional information on the LVDS electrical interface. This page provides a comparison of Interface Switching levels for different types of electrical standards.

{Mini PCI Bus Index}

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Mini-PCI Express Online Standards and Specifications
PCI: The original specification 'Peripheral Component Interface', [parallel interface]
PCI Express Bus: [used in desktop computers, the physical layer is not compatible with the PCI bus]
PCIe Mini Card Electromechanical Specification [used in Notebook/Laptop computers]

PCISIG {Peripheral Component Interconnect - Special Interest Group}
PICMG {PCI Industrial Computer Manufacturers Group}

{MiniCard Bus Index}

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Mini PCI Express Connector Manufacturers
A Mini-PCI Express connector accepts a 52-pin card edge with one key slot. The Board has fingers at the card edge, the card key is an absence of fingers.

{MiniCard Bus Index}

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Mini PCI Express Pinout
The Mini-PCI Express 52-pin connector pin out is listed below. I still need to verify the pin out table for errors.

MiniCard PinoutPin #Signal NamePin #Signal Name
51Reserved52 3.3V
49Reserved50GND
47Reserved48 1.5V
45Reserved46LED_WPAN#
43Reserved44LED_WLAN#
41Reserved42LED_WWAN#
39Reserved40GND
37Reserved38USB_D
35GND36USB_D-
33PETp034GND
31PETn032SMB_DATA
29GND30SMB_CLK
27GND28 1.5V
25PERp026GND
23PERn024 3.3Vaux
21GND22PERST#
19Reserved (UIM_C420Reserved
17Reserved (UIM_C818GND
Mechanical Key
15GND16UIM_VPP
13REFCLK 14UIM_RESET
11REFCLK-12UIM_CLK
9GND10UIM_DATA
7CLKREQ#8UIM_PWR
5Reserved61.5V
3Reserved4GND
1WAKE#23.3V

先看看主要的电源端口有没有电。mini的52pin，先看：
1、供电：主要的是 pin23.3V，pin61.5V， 24 3.3Vaux ， 28 1.5V ， 48 1.5V ，52 3.3V
2、接地：所有的GND看看是不是和公共地线想通，我想应该没问题，接地是全局设计的 ，应该有接。
3、USB：mini-PCIe是联合使用了PCIe总线和USB总线的 (MiniCard is used to implement both the 1x PCI Express Bus interface and a USB 2.0 interface，所以要看看USB的几个pin是否有连接。 38USB_D 36USB_D-

4、3个信号灯的连接，可以看看 46LED_WPAN# 44LED_WLAN#42LED_WWAN#特别是42LED_WWAN#，为了X上3G。

5、PETxxx的信号，主要是PCI Express x1数据界面，包括了数据的发送和接受，这个可以和左边的WLAN的插槽比较检测。

6、UIM，剩下的就是UIM的信号了，UIM是User IdentityModule (UIM ,
***UIM(User Identity Model用户识别模块，是由中国联通公司倡导并得到国际CDMA组织(CDG支持的移动通信终端用户识别及加密技术***
或许这个UIM就是连接到内存模块旁边的SIM插槽的信号通路了，为什么叫UIM不是SIM，可能是UIM才够3G，这个我也不太清楚了。具体的
UIM_PWR 给UIM供电
UIM_RESET UIM重置信号
UIM_CLKUIM时钟信号
UIM_VPP UIM可变电压输出，可能用不到
UIM_DATA UIM的数据输入输出信号。

还有其他的一些pin的连接，都可以与左边的插槽比对。

先主要是检测电源吧。

很多3G卡，使用的仅仅是USB总线，但是询盘可能用了PCI总线。

下面上具体的两个插槽的电路图,前面的一些设想得到了实际的验证。

左边mini PCI-e插槽的电路图分析

左边电路没有问题,不会缺零件,这里贴上以求完整性。这个槽在电路上编号CN9,主要为WLAN服务,一些特殊的引脚用途我专门做了标注。包括WLAN信号(LED,WLAN和BT工作忙的信号等等。

右边Mini PCi-E电路分析

右边的槽叫CN10,专门为WWAN设计好电路。Mini PCiE的52个Pin有各自的定义,除了通用的PCI express,USB,电源之外就是大量的保留端口(Reserved可以看到,左右两个槽的保留端口的使用完全不同。右边的动用了与UIM(SIM的通迅电路和USB2.0的一个CH。到UIM的电路很简单,包括供电、时钟、复位、数据几个通道。中间通过一些保护电阻(0欧相连。与UIM相连电路的原件都没有焊接。3V供电没有连接。CN10比CN9还多了一个USB通道,ICH8有八组USB通道,CN10的是CH2。所以推测WWAN或迅盘可能用到USB。

CN10供电

看过电路板并测电压后发现,CN10也就是右边槽,根本没有 3.3V供电,但是1.5V有电。下面就看看电从何处来?如何供上?

CN10供电主要叫VCC3WAN,看电路有两路输出,一个与VCC3B通过0欧电阻R1006直连,另一个由Q75输出。Q75可能是供电IC,功能包括了电路开关,稳压等。由VCCWAN-DRV驱动电路控制。可能就是Fn F5的软开关,由供电I/0发出的驱动信号来开启或关闭WWAN供电。而右上角的VCCWAN是不受控制的,可能用于迅盘的供电吧,直定义上又叫VCC3-AUX,对应看楼上CN10电路图左边的VCC3WA

再看电路板的背面,Q75,R1006都没有焊。 VCC3WAN(Q75供电后面的两个电容也没有C952、C953.另外R855负责时钟请求,也没有。

因此,要解决供电这个首要问题,我们需要从下零件:

1、Q75供电IC,型号FDC655BN-GP,可能最难买了。
2、Q75的周边原件R949,R950,D93,C967
R949,270欧、尺寸0402, 5%误差
R950,470千欧、尺寸0402, 5%误差
D93,RB521s,二极管
C967, SCD1U16V, 0.1uF, 耐压16V
3、R1006电阻,0R3J. 0代表0欧,R为电阻,3代表电阻尺寸为0603 ,J代表误差5%
4、电容,C952.C953, 型号SCD1U10V2kx, D1U是0.1uF,10V耐压10V, 2代表尺寸0402
5、另外这个电阻R855,与供电无关也要焊。0R2J, 0欧尺寸0402。

其实这些电阻电容很好买的,主要是Q75。如果买不到,有一个办法,把两个VCC3WAN短接,也就是把R1006的一端直接与Q75的第4脚短接,这样很方便,不过就是不能软开关了,倒是省元件
如果没有Q75,那么R949,R950.D93.C967也不需要了

主板背面图,南桥面

这附近都是供电元件,结合上页看

连按SIM电路

凡是没有右槽的,必然没有SIM槽,而且这部分零件不少,但很好买。具体看,主要是UIM的保护电阻,R587,R588,R589,C527.D28。参见6楼电路图上左和下面的电路板图

其中R587,588,589为0欧的尺寸0402的电阻,负责UIM数据、时钟信号。这些0欧电阻不如说是跳线、保险之类的。C527为供电滤波电容,4.7uF,耐压10V。D28为一个二极管组,共4个组成的反向接地电路。把UIM的4路信号各自反向接地,起到保护主板的作用。保护接地是为防止电源极性接反造成设备损坏而设置的保护装置，简单的方法是在电源的输入端对地加反向二极管。这里的目的就是怕小白插SIM卡的时侯弄短路而烧主板。

所以这部分电路要搞定,必需的是买一个SIM卡槽,3个0欧电阻,C527电容,至于D28能买到最好,没有也无妨,自己小心就好,关机拔电池再插卡OK。

D28与C527

D28,C527在主板中间,二奶风扇位的上面。D28可省咯,或用4个小二极管自己做

SIM的定义

slM插座好像能买到FRU的,买不到去手机修理点很好弄,只要尽寸差不多,注意分向与缺口

总结：

首先我不专业,差很远,我是医学专业,在读肿瘤生物博士,电子的知识纯属业余爱好。错误的地方大家批评指正。
然后,我这里买元件远比深圳广州北京难的多,还没有买齐,已经把我的X61出了,换了个高分的X61T,所以没机会实践了。
最好再有一个完整的X61做对比,可能还有其他遗漏,因为电路图也会改版,可能有小更改。

总之,先搞定供电,再弄slM,就OK。望有致力钻研的专业人士继续,需要电路图和位点图的可以留言