Объединительная плата - Backplane

Основные компоненты активной объединительной платы PICMG 1.3
Объединительная плата с проволочной обмоткой из 1960-х годов PDP-8 миникомпьютер

А объединительная плата (или «объединительная плата») - это группа электрические разъемы параллельно друг другу, так что каждый контакт каждого разъема связан с одним и тем же относительным контактом всех других разъемов, образуя компьютерный автобус. Он используется в качестве основы для соединения нескольких печатных плат вместе, чтобы составить единое целое. компьютерная система. Объединительные платы обычно используют печатная плата, но проволочный объединительные платы также использовались в миникомпьютеры и высоконадежные приложения.

Объединительная плата обычно отличается от материнская плата отсутствием на борту элементов обработки и хранения. Объединительная плата использует сменные карты для хранения и обработки.

использование

Ранние микрокомпьютерные системы, такие как Альтаир 8800 использовал объединительную плату для процессора и карты расширения.

Объединительные платы обычно используются вместо кабелей из-за их большей надежность. В кабельной системе кабели необходимо сгибать каждый раз, когда карта добавляется или удаляется из системы; это изгибание в конечном итоге вызывает механические поломки. Объединительная плата не страдает этой проблемой, поэтому срок ее службы ограничен только долговечностью разъемов. Например, DIN 41612 разъемы (используются в VMEbus системы) имеют три класса прочности, рассчитанные на то, чтобы выдерживать (соответственно) 50, 400 и 500 вставок и извлечений, или «циклов сопряжения». Для передачи информации технология Serial Back-Plane использует низковольтная дифференциальная сигнализация метод передачи для отправки информации.[1]

Кроме того, существуют кабели расширения шины, которые расширяют шину компьютера до внешней объединительной платы, обычно расположенной в корпусе, чтобы обеспечить больше или другие слоты, чем предоставляет главный компьютер. В этих наборах кабелей есть плата передатчика, расположенная в компьютере, плата расширения на удаленной объединительной плате и кабель между ними.

Сравнение активных и пассивных объединительных плат

Пассивная объединительная плата ISA с разъемами и параллельными сигнальными дорожками на задней стороне. Только компоненты - это разъемы, конденсаторы, резисторы и светодиоды индикатора напряжения.

Объединительные платы выросли по сложности из простых Стандартная отраслевая архитектура (ISA) (используется в исходном IBM PC ) или же С-100 стиль, в котором все разъемы были подключены к общей шине. Из-за ограничений, присущих Подключение периферийных компонентов (PCI) для слотов, объединительные платы теперь предлагаются как пассивный и активный.

Истинно пассивные объединительные платы не имеют активной схемы управления шиной. Любая желаемая арбитражная логика размещается на дочерних картах. Активные объединительные платы включают микросхемы, которые буфер различные сигналы к слотам.

Различие между ними не всегда ясно, но может стать важной проблемой, если ожидается, что вся система не будет иметь единая точка отказа (СПОФ). Распространенный миф о пассивной объединительной плате, даже если она является холост, обычно не считается SPOF. Активные объединительные платы еще более сложны и, следовательно, имеют ненулевой риск неисправности. Однако одна ситуация, которая может вызвать сбои как в случае активной, так и в пассивной объединительной панели, - это при выполнении работ по техническому обслуживанию, то есть при замене плат всегда существует вероятность повреждения контактов / разъемов на объединительной панели, это может вызвать полное отключение для система, так как все платы, установленные на объединительной панели, должны быть удалены, чтобы зафиксировать систему. Таким образом, мы видим новые архитектуры, в которых системы используют высокоскоростное резервное соединение для соединения системных плат «точка-точка» без единой точки отказа в любой части системы.

Объединительные платы против материнских плат

Когда объединительная плата используется с плагином одноплатный компьютер (SBC) или системная плата хоста (SHB) комбинация обеспечивает ту же функциональность, что и материнская плата, обеспечивающий вычислительную мощность, память, ввод / вывод и слоты для сменных карт. Хотя есть несколько материнских плат, которые предлагают более 8 слотов, это традиционный предел. Кроме того, по мере развития технологий доступность и количество слотов определенного типа могут быть ограничены с точки зрения того, что в настоящее время предлагается производителями материнских плат.

Однако архитектура объединительной платы в некоторой степени не связана с подключенной к ней технологией SBC. Существуют некоторые ограничения на то, что может быть сконструировано, в том смысле, что набор микросхем SBC и процессор должны обеспечивать возможность поддержки типов слотов. Кроме того, практически неограниченное количество слотов может быть предоставлено с 20, включая слот SBC, в качестве практического, но не абсолютного ограничения. Таким образом, объединительная плата PICMG может предоставить любое количество и любое сочетание слотов ISA, PCI, PCI-X и PCI-e, ограниченное только способностью SBC взаимодействовать с этими слотами и управлять ими. Например, SBC с новейшим процессором i7 может взаимодействовать с объединительной платой, предоставляющей до 19 слотов ISA для управления устаревшими картами ввода-вывода.

Средняя плоскость

Некоторые объединительные платы имеют слоты для подключения к устройствам с обеих сторон и называются промежуточными панелями. Эта возможность подключать карты к любой стороне объединительной платы часто бывает полезной в более крупных системах, состоящих в основном из модулей, подключенных к объединительной панели.

Промежуточные платы часто используются в компьютерах, в основном в блейд-серверы, где блейд-серверы расположены с одной стороны, а периферийные устройства (питание, сеть и другие устройства ввода-вывода) и сервисные модули - с другой. Midplanes также популярны в сетевом и телекоммуникационном оборудовании, где одна сторона шасси принимает карты системной обработки и другая сторона корпуса принимает сетевые карты.

Ортогональные промежуточные платы соединяют вертикальные платы с одной стороны с горизонтальными платами с другой стороны.[2][3]Одна общая ортогональная соединительная панель соединяет множество вертикальных телефонов. линейные карты с одной стороны, каждый из них подключен к медным телефонным проводам, с другой - к горизонтальной коммуникационной карте.[4]

«Виртуальная промежуточная панель» - это воображаемая плоскость между вертикальными платами на одной стороне, которые напрямую соединяются с горизонтальными платами на другой стороне; выравниватели гнезда для карт каркаса для карт и самоустанавливающиеся разъемы на картах удерживают карты на месте.[5]

Некоторые люди используют термин «промежуточная плата» для описания платы, которая находится между объединительной платой жестких дисков с возможностью горячей замены и резервными источниками питания и соединяет их.[6][7]

Объединительные платы на хранении

Серверы обычно имеют объединительную плату для подключения жестких дисков с возможностью горячей замены; Контакты объединительной платы проходят непосредственно в разъемы жесткого диска без кабелей. У них может быть один разъем для подключения одного контроллер дискового массива или несколько разъемов, которые могут быть подключены к одному или нескольким контроллерам произвольным образом. Объединительные платы обычно встречаются в дисковые полки, дисковые массивы, и серверы.

Объединительные платы для жестких дисков SAS и SATA чаще всего используют SGPIO протокол как средство связи между хост-адаптер и объединительная плата. Альтернативно Услуги SCSI Enclosure может быть использован. С Параллельный SCSI подсистемы, SAF-TE используется.

Платформы

PICMG

А одноплатный компьютер установлен в пассивный объединительная плата
Основная статья: PICMG

Одноплатный компьютер, отвечающий спецификации PICMG 1.3 и совместимый с объединительной платой PICMG 1.3, называется Системная плата хоста.

В мире одноплатных компьютеров Intel PICMG предоставляет стандарты для интерфейса объединительной платы:PICMG 1.0, 1.1 и 1.2[8] обеспечивают поддержку ISA и PCI, а в версии 1.2 добавлена ​​поддержка PCIX. PICMG 1.3[9][10] обеспечивает поддержку PCI-Express.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Варнарвас, Коста. «Технологии последовательной обратной связи в современной архитектуре авионики». Сервер технических отчетов НАСА. Центр космических полетов Маршалла. HDL:2060/20050215620.
  2. ^ Кевин О’Коннор.«Технология ортогональных соединителей объединительной платы обеспечивает гибкость конструкции».2010.
  3. ^ Пит.«Высокоскоростные ортогональные соединители оптимизируют целостность сигнала» В архиве 28 апреля 2015 г. Wayback Machine.2011.
  4. ^ «AirMax VS Ортогональный» В архиве 14 июня 2014 г. Wayback Machine.
  5. ^ Майкл Фаулер.«Виртуальная объединительная плата реализует сверхбыстрые соединения карт».Электронный дизайн.2002.
  6. ^ «Корпус HP StorageWorks Modular Smart Array 70 - замена объединительной платы».
  7. ^ "Руководство по обслуживанию серверной системы Intel SR2612UR".
  8. ^ «PICMG 1.0, 1.1 и 1.2». Picmgeu.org. Архивировано из оригинал 26 июня 2012 г.. Получено 2012-09-20.
  9. ^ «PICMG 1.3». Picmgeu.org. Архивировано из оригинал 26 июня 2012 г.. Получено 2012-09-20.
  10. ^ «PICMG 1.3 SHB Express Resources». Picmg.org. Архивировано из оригинал 30 ноября 2012 г.. Получено 2012-09-20.