Объединительная плата

Основные компоненты активной объединительной платы PICMG 1.3

Объединительная плата или система объединительных плат представляет собой группу электрических разъемов, расположенных параллельно друг другу, так что каждый контакт каждого разъема связан с одним и тем же относительным контактом всех остальных разъемов, образуя компьютерную шину . Он используется для соединения нескольких печатных плат вместе для создания полноценной компьютерной системы . В объединительных панелях обычно используются печатные платы , но объединительные платы с проволочной обмоткой также используются в миникомпьютерах и приложениях с высокой надежностью.

Объединительная плата обычно отличается от материнской платы отсутствием встроенных элементов обработки и хранения данных. Объединительная плата использует сменные карты для хранения и обработки данных.

Использование

Ранние микрокомпьютерные системы, такие как Altair 8800, использовали объединительную плату для процессора и карт расширения .

Объединительные платы обычно используются вместо кабелей из-за их большей надежности . В кабельной системе кабели необходимо сгибать каждый раз, когда карта добавляется или удаляется из системы; это сгибание в конечном итоге приводит к механическим повреждениям. Объединительная плата не страдает от этой проблемы, поэтому срок ее службы ограничен только долговечностью ее разъемов. Например, DIN 41612 разъемы (используемые в системе VMEbus ) имеют три класса прочности, рассчитанные на то, чтобы выдерживать (соответственно) 50, 400 и 500 вставок и удалений, или «циклов соединения». Для передачи информации технология Serial Back-Plane использует метод передачи низковольтных дифференциальных сигналов для отправки информации. ^{[ 1 ]}

Кроме того, существуют кабели расширения шины, которые продлевают компьютерную шину до внешней объединительной платы, обычно расположенной в корпусе, чтобы обеспечить больше или другие слоты, чем имеется на главном компьютере. Эти наборы кабелей состоят из платы передатчика, расположенной в компьютере, платы расширения на удаленной объединительной панели и кабеля между ними.

Активные и пассивные объединительные платы

Пассивная объединительная плата ISA с разъемами и параллельными сигнальными дорожками на задней стороне. Единственными компонентами являются разъемы, конденсаторы, резисторы и светодиоды-индикаторы напряжения.

Объединительные платы усложнились по сравнению с простой архитектурой промышленного стандарта (ISA) (использовавшейся в исходном IBM PC ) или стилем S-100 , где все разъемы были подключены к общей шине. Из-за ограничений, присущих спецификации Peripheral Component Interconnect (PCI) для управляющих слотов, объединительные платы теперь предлагаются как пассивные и активные .

Настоящие пассивные объединительные платы не имеют схемы активного управления шиной. Любая желаемая арбитражная логика размещается на дочерних картах. Активные объединительные платы включают в себя микросхемы, которые буферизуют различные сигналы, поступающие в слоты.

Разница между ними не всегда очевидна, но может стать важной проблемой, если ожидается, что вся система не будет иметь единой точки отказа (SPOF). Распространенный миф о пассивной объединительной плате, даже если она одна , обычно не считается SPOF. Активные объединительные платы еще более сложны и поэтому имеют ненулевой риск неисправности. Однако одна ситуация, которая может вызвать сбой как в случае с активной, так и с пассивной объединительной платой, связана с выполнением работ по техническому обслуживанию, т. е. при замене плат всегда существует вероятность повреждения контактов/разъемов на объединительной панели, что может привести к полному отключению системы, так как все платы, установленные на объединительной панели, необходимо снять, чтобы зафиксировать систему. Поэтому мы видим новые архитектуры, в которых системы используют высокоскоростное резервное соединение для соединения системных плат «точка-точка» без единой точки отказа где-либо в системе.

Объединительные платы по сравнению с материнскими платами

Когда объединительная плата используется со сменным одноплатным компьютером (SBC) или системной платой хоста (SHB), эта комбинация обеспечивает ту же функциональность, что и материнская плата , обеспечивая вычислительную мощность, память, ввод-вывод и слоты для подключаемых модулей. карты. 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 по сравнению с тем, что в настоящее время предлагают производители материнских плат.

Однако архитектура объединительной платы несколько не связана с подключенной к ней технологией SBC. Существуют некоторые ограничения на то, что можно сконструировать, поскольку набор микросхем и процессор SBC должны обеспечивать возможность поддержки типов слотов. Кроме того, может быть предоставлено практически неограниченное количество слотов — 20, включая слот SBC, что является практическим, но не абсолютным пределом. Таким образом, объединительная плата PICMG может предоставлять 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, обеспечивающей до 19 слотов ISA для управления устаревшими картами ввода-вывода.

Средняя плата

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

Промежуточные платы часто используются в компьютерах, в основном в блейд-серверах , где блейд-серверы расположены на одной стороне, а периферийные (питание, сеть и другие модули ввода-вывода) и сервисные модули — на другой. Промежуточные платы также популярны в сетевом и телекоммуникационном оборудовании, где одна сторона шасси принимает карты системной обработки, а другая сторона шасси принимает карты сетевого интерфейса.

Ортогональные соединительные панели соединяют вертикальные платы с одной стороны с горизонтальными платами с другой стороны. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Одна общая ортогональная объединительная плата соединяет множество карт вертикальных телефонных линий на одной стороне, каждая из которых подключена к медным телефонным проводам, с горизонтальной картой связи на другой стороне. ^{[ 4 ]}

«Виртуальная промежуточная плоскость» — это воображаемая плоскость между вертикальными платами на одной стороне, которые напрямую соединяются с горизонтальными платами на другой стороне; выравниватели слотов для карт в отсеке для карт и самовыравнивающиеся разъемы на картах удерживают карты на месте. ^{[ 5 ]}

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

Объединительные платы на хранении

Серверы обычно имеют объединительную панель для подключения жестких дисков и твердотельных накопителей с возможностью горячей замены; Контакты объединительной платы вставляются непосредственно в разъемы жестких дисков без использования кабелей. Они могут иметь один разъем для подключения одного контроллера дискового массива или несколько разъемов, которые можно произвольно подключить к одному или нескольким контроллерам. Объединительные платы обычно встречаются в дисковых массивах , дисковых массивах и серверах .

Объединительные платы для жестких дисков SAS и SATA чаще всего используют протокол SGPIO в качестве средства связи между хост-адаптером и объединительной платой. В качестве альтернативы службы SCSI Enclosure Services можно использовать . В Parallel SCSI подсистемах SAF-TE используется .

Платформы

ПИКМГ

установленный Одноплатный компьютер, в пассивную объединительную плату.

Одноплатный компьютер, соответствующий спецификации PICMG 1.3 и совместимый с объединительной платой PICMG 1.3, называется системной хост-платой .

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

См. также

Ссылки

^ Варнавас, Коста (2005). «Технологии серийных объединительных плат в усовершенствованных архитектурах авионики» . 24-я конференция по цифровым авиационным системам . Том. 2. дои : 10.1109/DASC.2005.1563416 . ISBN 978-0-7803-9307-3 . S2CID 8974309 .
^ Кевин О'Коннор. «Технология ортогональных разъемов объединительной платы обеспечивает гибкость конструкции» . 2010.
^ Пит. «Высокоскоростные ортогональные разъемы оптимизируют целостность сигнала». Архивировано 28 апреля 2015 г. в Wayback Machine . 2011.
^ «AirMax VS Orthogonal». Архивировано 14 июня 2014 г. в Wayback Machine .
^ Майкл Фаулер. «Виртуальная объединительная плата обеспечивает сверхбыстрое соединение карт» . Электронный дизайн. 2002.
^ «Корпус HP StorageWorks Modular Smart Array 70 — замена объединительной платы» .
^ «Руководство по обслуживанию серверной системы Intel SR2612UR» .
^ «ПИКМГ 1.0, 1.1 и 1.2» . Picmgeu.org. Архивировано из оригинала 26 июня 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.
^ «ПИКМГ 1.3» . Picmgeu.org. Архивировано из оригинала 26 июня 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.
^ «Экспресс-ресурсы PICMG 1.3 SHB» . Picmg.org. Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.

Дальнейшее чтение

Каранасиос, В.; Хорлик, Г. (август 1985 г.). «Структуры и системы объединительной шины». Таланта . 32 (8): 583–599. дои : 10.1016/0039-9140(85)80155-7 . OCLC 269384772 . ПМИД 18963977 .
Каранасиос, В.; Хорлик, Г. (август 1985 г.). «Умные объединительные платы — I: Яблоко II». Таланта . 32 (8): 601–614. дои : 10.1016/0039-9140(85)80156-9 . OCLC 4928218486 . ПМИД 18963978 .
Каранасиос, В.; Хорлик, Г. (август 1985 г.). «Интеллектуальные объединительные платы — II: IBM PC». Таланта . 32 (8): 615–631. дои : 10.1016/0039-9140(85)80157-0 . OCLC 269384774 . ПМИД 18963979 .

[1] Варнавас, Коста (2005). «Технологии серийных объединительных плат в усовершенствованных архитектурах авионики» . 24-я конференция по цифровым авиационным системам . Том. 2. дои : 10.1109/DASC.2005.1563416 . ISBN 978-0-7803-9307-3 . S2CID 8974309 .

[2] Кевин О'Коннор. «Технология ортогональных разъемов объединительной платы обеспечивает гибкость конструкции» . 2010.

[3] Пит. «Высокоскоростные ортогональные разъемы оптимизируют целостность сигнала». Архивировано 28 апреля 2015 г. в Wayback Machine . 2011.

[4] «AirMax VS Orthogonal». Архивировано 14 июня 2014 г. в Wayback Machine .

[5] Майкл Фаулер. «Виртуальная объединительная плата обеспечивает сверхбыстрое соединение карт» . Электронный дизайн. 2002.

[6] «Корпус HP StorageWorks Modular Smart Array 70 — замена объединительной платы» .

[7] «Руководство по обслуживанию серверной системы Intel SR2612UR» .

[8] «ПИКМГ 1.0, 1.1 и 1.2» . Picmgeu.org. Архивировано из оригинала 26 июня 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.

[9] «ПИКМГ 1.3» . Picmgeu.org. Архивировано из оригинала 26 июня 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.

[10] «Экспресс-ресурсы PICMG 1.3 SHB» . Picmg.org. Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 года . Проверено 20 сентября 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]