Горячий обмен

Горячее обмена - это замена или добавление компонентов в компьютерную систему без остановки, выключения или перезагрузки системы; ^{[ 1 ]} Горячая подключение описывает только добавление компонентов. ^{[ 2 ]} Компоненты, которые имеют такую функциональность, называются горячими или зажигательными или сжимаемыми ; Аналогично, компоненты, которые не могут быть холодными или подлежащими холодным .

Большинство настольных компьютерных аппаратных средств , таких как процессоры и память, только при холодном подготовке. Тем не менее, для средних и высококачественных серверов и мэйнфреймов является общепринятым мощностью для оборудования для аппаратных компонентов, таких как процессор , память, PCIe , SATA и SAS .

Примером горячего замены является экспресс -способность вытащить устройство с помощью универсальной последовательной шины (USB) универсальное периферийное , такое как фальшивый диск, внешний жесткий диск (HDD), мышь, клавиатура или принтер из USB -слота компьютера или периферийного хаба не выбрасывая его первым.

Большинство смартфонов и планшетов с держателями для загрузки лоток могут обмениваться SIM-картами, не выпуская системы.

Выделенные цифровые камеры и видеокамерки обычно имеют легко доступную карту памяти и аккумуляторные отсеки для быстрого изменения с минимальным прерыванием работы. Батареи могут проходить велосипед, перезаряжая резервные батареи снаружи, находясь не используемыми. Многие камеры и видеокамер имеют внутреннюю память, позволяющую захватить, когда карта памяти не вставлена.

Обоснование

Горячий обмен используется всякий раз, когда желательно изменить конфигурацию или восстановить рабочую систему, не прерывая ее работу. ^{[ 3 ]} Это может быть просто для удобства избежать задержки и неприятностей отключения, а затем перезагрузки сложного оборудования или потому, что это важно для того, чтобы оборудование, такое как сервер , непрерывно активно активно.

Горячий обмена может использоваться для добавления или удаления периферийных устройств или компонентов, чтобы устройство синхронизировать данные с компьютером и заменять неисправные модули без прерывания работы оборудования. У машины могут быть двойные источники питания , каждый из которых адекватен для питания машины; Неисправный может быть горячий. Важные карты, такие как контроллеры дисков или адаптеры хоста, могут быть разработаны с помощью избыточных путей, чтобы они могли быть заменены в случае сбоя без необходимости прерывания работы в связи с помощью компьютерной системы.

Системные соображения

Машины, которые поддерживают горячее обмена, должны иметь возможность изменять свою работу для измененной конфигурации , либо автоматически при обнаружении изменения, либо путем вмешательства пользователя. Все электрические и механические соединения, связанные с горячим обменом, должны быть разработаны, чтобы ни оборудование, ни пользователь не могли быть причинены во время горячего. Другие компоненты в системе должны быть спроектированы таким образом, чтобы удаление горячего компонента не прерывает работу.

Механический дизайн

Защитные покрывающие пластины, щиты или рамки могут использоваться либо на съемных компонентах, либо на самом основном устройстве, чтобы предотвратить контакт оператора с живым схемами, чтобы обеспечить антистатическую защиту для добавления или удаления компонентов, или для предотвращения повторных компонентов. и сокращение питающих компонентов в рабочем устройстве.

Дополнительные направляющие слоты, булавки, выемки или отверстия могут использоваться для помощи в надлежащей внедрении компонента между другими живыми компонентами, в то время как механические защелкивания, ручки или рычаги могут использоваться, чтобы помочь в надлежащей вставке и удалении устройств, которые требуют либо требуются либо устройства, которые требуют либо требуемых устройств, которые требуют либо устройств. Большое количество силы для подключения или отключения, или для помощи в надлежащем спаривании и удержании соединителей мощности и связи.

Вариации

Есть два слегка разных значения термина горячего замены . Он может относиться только к возможности добавления или удаления аппаратного обеспечения без выработки системы, в то время как системное программное обеспечение может быть уведомлено пользователем события, чтобы справиться с ним. Примеры включают RS-232 более низкого уровня и устройства SCSI .

Некоторые реализации требуют процедуры выключения компонента до удаления. Это упрощает дизайн, но такие устройства не являются надежными в случае сбоя компонентов. Если компонент удаляется во время его использования, операции для этого устройства не удастся, и пользователь несет ответственность за повторение, если это необходимо, хотя это обычно не считается проблемой.

Более сложные реализации могут рекомендовать, но не требуют, чтобы компонент был выключен, с достаточной избыточностью в системе, чтобы операция продолжалась, если компонент удаляется без выключения. В этих системах горячее обмен обычно используется для регулярного обслуживания компьютера или для замены сломанного компонента.

Разъемы

Большинство современных методов горячей замены используют специализированный разъем с ошеломленными булавками, так что некоторые булавки наверняка будут подключены к другим. Большинство конструкций с шахматной пинкой имеют заземленные пинаты дольше, чем другие, гарантируя, что никакая чувствительная схема не подключена до того, как появится надежная земля системы. Все другие контакты могут быть одинаковой длиной, но в некоторых случаях используются три длина контактов, чтобы входящее устройство заземлено сначала, линии данных подключены вторым, а мощность применяется третьей, в быстрой последовательности при вставке устройства. Контакты одной и той же номинальной длины не обязательно вступают в контакт в то же время из -за механических допусков и рыболовного разъема при вставке.

Когда -то считалось, что ошеломленные булавки были дорогим решением, ^{[ Цитация необходима ]} Но многие современные семейства соединителей теперь поставляются с ошеломленными булавками в стандартной комплектации; Например, они используются для всех современных серийных дисковых дисков SCSI. Специализированные булавки разъема с горячим питанием в настоящее время коммерчески доступны с повторяющимися рейтингами прерываний тока постоянного тока до 16 A. Печатные платы с печатью изготовлены с ошеломленными кражами для прямых горячего разъема в разъем на задней плане.

Несмотря на то, что скорость подключения нельзя контролировать точно, практические соображения будут обеспечивать ограничения, которые можно использовать для определения условий наихудшего. Для типичной конструкции ошеломленного штифта, где разница в длине составляет 0,5 мм, время истекшего времени между длинным и коротким контактом с штифтом составляет от 25 до 250 мс. Это довольно практично проектировать цепи горячей замены, которые могут работать на этой скорости.

Пока разъем горячей замены достаточно жесткий, одна из четырех угловых булавок всегда будет первым. Для типичного двух рядового разъема это обеспечивает четыре контакта с первым набором, которые обычно используются для территории. Другие контакты вблизи углах могут использоваться для функций, которые также выиграют от этого эффекта, например, восприятие, когда разъем полностью сидит. Эта диаграмма иллюстрирует хорошую практику, где территория находится в углах, а штифты сил находятся рядом с центром. Два смысла расположены в противоположных углах, так что полностью сидячие обнаружения подтверждается только тогда, когда оба они находятся в контакте со слотом. Остальные выводы используются для всех других сигналов данных.

Электроника

Питание постоянного тока поставляется в компонент горячей замены, как правило, предварительно заряжаются выделенными длинными булавками, которые вступают в контакт перед основными булавками. Эти штифты предварительного заряда защищены схемой, которая ограничивает ток запуска до приемлемого значения, которое не может повредить штифты и не нарушать напряжение питания на соседние слоты. Цепь предварительной зарядки может быть простым серийным резистором , резистором отрицательного температуры (NTC) или цепью тока . Дополнительная защита может быть обеспечена схемой «мягкой», которая обеспечивает управляемое наращивание внутренних напряжений питания постоянного тока в компоненте.

Типичная последовательность для компонента горячей замены, подключаемой в слот, может быть следующей:

Длинные наземные булавки вступают в контакт; Основная электрическая безопасность и защита ESD становится доступными.
Длинные (или средние) предварительные штифты вступают в контакт; Размещение конденсаторов начинает заряжаться.
В реальном времени задержка десятков миллисекундов.
Короткие мощности/сигнальные штифты вступают в контакт.
Разъем становится полностью сидящим; Сигнал сброса, утвержденный в компоненте
Схема мягкой звезды начинает применять питание к компоненту.
В реальном времени задержка десятков миллисекундов.
Схема мягкой звезды завершает последовательность; сброс сброса сброса
Компонент начинает нормальную работу.

Схема питания горячих заводов теперь можно приобрести в коммерческих целях в специально разработанных ASICS, называемых Managers Power Power Hot Swap (HSPM).

Сигнальная электроника

Схема, прикрепленная к сигнальным контактам в компоненте горячей замены, должна включать некоторую защиту от электростатического разряда (ESD). Обычно это принимает форму зажимов на землю и напряжение питания постоянного тока. Эффекты ESD могут быть уменьшены путем тщательной конструкции механического пакета вокруг компонента горячей замены, возможно, за счет покрытия его тонкой пленкой проводящего материала.

Особое забот должен проявляться при разработке систем с автобусными сигналами, которые подключены к более чем одному компоненту горячей замены. Когда компонент горячей замены вставлен, его входные и выходные сигналы будут представлять собой временный короткий цикл на землю. Это может привести к нежелательным импульсам на уровне земли на сигналах, которые могут нарушить работу других компонентов горячих заводов в системе. Это было проблемой для ранних SCSI параллельных дисковых дисков . Одним из распространенных проектных решений является защита бункеров с помощью серийных диодов или резисторов. Буферные устройства CMOS теперь доступны со специализированными входами и выходами, которые сводят к минимуму нарушение шин-сигналов во время работы горячей замены. Если все остальное не удается, другое решение состоит в том, чтобы покрасить работу всех компонентов во время операции горячей замены.

Приложения

Радиопередатчики

Современные радиопередатчики (и некоторые телевизионные передатчики ) также используют модули RF -транзисторы с высокой мощностью вместо вакуумных труб . Модули горячих мощных мощных сил - это не новая технология, так как многие радиопередатчики, изготовленные в 1930 -х годах трубки.

В середине 1990-х годов несколько радиопередатчиков в США начали предлагать сменные радиочастотные транзисторные модули с высокой мощностью.

В то время не было отраслевого стандарта для проектирования сменных модулей сил.
Ранние конструкции модулей имели лишь ограниченную патентную защиту.
К началу 2000 -х годов было доступно многие модели передатчиков, в которых использовались множество различных модулей мощности.

Реинтродукция модулей Power была хорошей для индустрии радиопередатчиков, поскольку это способствовало инновациям. Модульные передатчики оказались более надежными, чем трубчатые передатчики, когда передатчик правильно выбран для условий на месте передачи.

Ограничения власти:

Модульный передатчик с самой низкой мощностью: обычно 1,0 кВт, используя модули 600 Вт.
Наибольший модный модульный передатчик: 1,0 МВт (для LW , MW ).
Наибольший модный модульный передатчик: 45 кВт (FM, телевизор).

Игры

Хотя большинство современных систем видеоигр могут обмениваться играми и мультимедиа (например, Blu-Rays ), не выпуская системы, старшие поколения систем варьировались в их поддержке возможностей для горячего. Например, в то время как Sony PlayStation и PlayStation 2 могли бы выбросить игровой диск с включенной системой, Nintendo Game Boy Advance, и Nintendo 64 замерзает и может стать повреждением, если игровой картридж будет удален с силой. Производители специально предупредили о такой практике в руководстве владельца или на игровом картридже. ^{[ 4 ]} По этой причине якобы был, что Stop 'N' Swop был выведен из серии Banjo-Kazooie . С системой Sega Genesis/Mega Drive , иногда можно было применять читы (такие как игрок, имеющий бесконечную жизнь) и другие временные изменения программного обеспечения на игры с помощью горячих патронов, даже если патроны не были предназначены для того, чтобы быть горячими заменями. ^{[ 5 ]}

Клавишные

Горячие замены клавиатуры позволяют изменять переключатели без необходимости разобрать клавиатуру. ^{[ 6 ]} На стандартных клавиатурах механического переключения переключатель прямо припаянный к печатной плате . Вместо этого горячие замены клавиатуры имеют розетку, которая позволяет свободно заменить переключатель без перезабоновки. ^{[ 7 ]}

Из-за того, что у них есть горячие перевороты, которые менее распространены, они часто требуют, чтобы они были созданы или покупаются у производителей пользовательских клавиатур. ^{[ 6 ]} Их можно найти в различных размерах и макетах , включая более специализированные эргономические макеты.

Программное обеспечение

Горячий обмен может также относиться к возможности изменять запущенную код программы без необходимости прерывать ее выполнение. Интерактивное программирование - это парадигма программирования , которая широко использует горячее обмена, поэтому программирование становится частью самого потока программы.

Только несколько языков программирования поддерживают горячее обмена, включая Pike , Lisp , Erlang , Smalltalk , Visual Basic 6 (не VB.Net ), Java и совсем недавно ELM ^{[ 8 ]} и Эликсир . Microsoft Visual Studio поддерживает своего рода горячий обмена, называемые Edit and Contine, который поддерживается C# , VB.NET и C / C ++ при запуске под отладчиком. ^{[ 9 ]}

Горячее обмена является центральным методом в живом кодировании , где программирование является неотъемлемой частью процесса выполнения. В целом, все языки программирования, используемые в живом кодировании, такие как SuperCollider , TidalCycles или Extempore , поддерживая горячее обмена.

Некоторые веб-фреймворки, такие как Django , поддерживают изменения модуля и перезагружают их на лету. Однако, хотя и так же, как и Hotsweping для большинства намерений и целей, это технически просто чистка кэша , вызванная новым файлом. Это не относится к языкам разметки и программирования, таким как HTML и PHP соответственно, в общем случае, поскольку эти файлы обычно переосмысливаются по каждому использованию по умолчанию. Однако есть несколько CMSE и других PHP-рампейков (таких как Drupal ), которые используют кэширование. В этих случаях применяются аналогичные способности и исключения.

Горячий обмена также облегчает разработку систем, в которых обрабатываются большие объемы данных, как во всех геномах в алгоритмах биоинформатики. ^{[ 10 ]}

Товарные знаки

Термин «горячий плагин» был зарегистрирован в качестве товарного знака в Соединенных Штатах в ноябре 1992 года для Core International, Inc. и отменен в мае 1999 года. ^{[ 11 ]}

Смотрите также

Удев

Ссылки

^ Хеннесси, Джон Л.; Паттерсон, Дэвид А. (2002). Компьютерная архитектура: количественный подход . Серия Morgan Kaufmann в области компьютерной архитектуры и дизайна. Морган Кауфманн. п. 707. ISBN 9780080502526 .
^ «Горячий обмен и горячая вилка» . SearchStorage.techtarget.com . TechTarget . Получено 2013-08-18 .
^ Табиш, Вашингтон; Йованович, мм; Ли, ФК (23–27 февраля 1992 г.). Настоящее и будущее распределенных энергетических систем . Седьмая годовая конференция и экспозиция Applied Power Electronics, 1992. APEC '92. Конференция 1992 года. IEEE. С. 11–12. doi : 10.1109/APEC.1992.228437 . ISBN 0-7803-0485-3 Полем Правильно спроектированная параллельная конфигурация позволяет замену онлайна (горячее обмена) дефектных модулей. Это предоставляет средства для неинтерротного обслуживания и ремонта, очень желательной функции в системах с высокой надежностью, работающими непрерывно.
^ «Меры предосторожности для здоровья и безопасности для консолей на основе картриджей» . nintendo.com . Nintendo . Получено 2014-04-22 .
^ Редакторы журнала GamePro (1994). Sega Genesis Games Секреты величайшие советы (2 -е изд.). Prima Publishing . п. 217. ISBN 9781559584012 Полем Получено 2014-05-12 . {{cite book}}: |author= имеет общее имя ( справка )
^ Jump up to: ^а ^{беременный} "Что такое горячий переключатель клавиатуры?" Полем Цифровые тенденции . 2022-09-15 . Получено 2022-12-02 .
^ «8 лучших горячих сменных механических клавиатур - обзор Geek» . www.reviewgeek.com . 9 февраля 2020 года . Получено 2022-12-02 .
^ «Интерактивное программирование-горячее поживание в ELM» . ELM-lang.org. Архивировано из оригинала 2013-10-06 . Получено 2015-02-15 .
^ «Статья MSDN для редактирования и продолжения» . Msdn.microsoft.com. Архивировано из оригинала 2010-07-31 . Получено 2013-08-18 .
^ Гилла, Кристоф; Робинсон, Питер Н. (2006). «Hotswap для биоинформатики: учебник по ремешкам» . BMC Bioinformatics . 7 BiomedCentral.com: 64. DOI : 10.1186/1471-2105-7-64 . PMC 1386713 . PMID 16469097 . S2CID 18283272 .
^ «Статус товарного знака и поиск документов (TSDR); Марк: горячий платеж; серийный номер США: 74140414; Дата подачи заявки: 19 февраля 1991 года; регистрационный номер США: 1732038; Дата регистрации: 10 ноября 1992 г.» . USPTO . Получено 27 ноября 2016 года .

[1] Хеннесси, Джон Л.; Паттерсон, Дэвид А. (2002). Компьютерная архитектура: количественный подход . Серия Morgan Kaufmann в области компьютерной архитектуры и дизайна. Морган Кауфманн. п. 707. ISBN 9780080502526 .

[Hot_swap_vs._Hot_plug-2] «Горячий обмен и горячая вилка» . SearchStorage.techtarget.com . TechTarget . Получено 2013-08-18 .

[3] Табиш, Вашингтон; Йованович, мм; Ли, ФК (23–27 февраля 1992 г.). Настоящее и будущее распределенных энергетических систем . Седьмая годовая конференция и экспозиция Applied Power Electronics, 1992. APEC '92. Конференция 1992 года. IEEE. С. 11–12. doi : 10.1109/APEC.1992.228437 . ISBN 0-7803-0485-3 Полем Правильно спроектированная параллельная конфигурация позволяет замену онлайна (горячее обмена) дефектных модулей. Это предоставляет средства для неинтерротного обслуживания и ремонта, очень желательной функции в системах с высокой надежностью, работающими непрерывно.

[Health_&_Safety_Precautions_for_Cartridge-Based_Consoles-4] «Меры предосторожности для здоровья и безопасности для консолей на основе картриджей» . nintendo.com . Nintendo . Получено 2014-04-22 .

[5] Редакторы журнала GamePro (1994). Sega Genesis Games Секреты величайшие советы (2 -е изд.). Prima Publishing . п. 217. ISBN 9781559584012 Полем Получено 2014-05-12 . {{cite book}}: |author= имеет общее имя ( справка )

[:02-6] Jump up to: ^а ^{беременный} "Что такое горячий переключатель клавиатуры?" Полем Цифровые тенденции . 2022-09-15 . Получено 2022-12-02 .

[7] «8 лучших горячих сменных механических клавиатур - обзор Geek» . www.reviewgeek.com . 9 февраля 2020 года . Получено 2022-12-02 .

[8] «Интерактивное программирование-горячее поживание в ELM» . ELM-lang.org. Архивировано из оригинала 2013-10-06 . Получено 2015-02-15 .

[9] «Статья MSDN для редактирования и продолжения» . Msdn.microsoft.com. Архивировано из оригинала 2010-07-31 . Получено 2013-08-18 .

[10] Гилла, Кристоф; Робинсон, Питер Н. (2006). «Hotswap для биоинформатики: учебник по ремешкам» . BMC Bioinformatics . 7 BiomedCentral.com: 64. DOI : 10.1186/1471-2105-7-64 . PMC 1386713 . PMID 16469097 . S2CID 18283272 .

[11] «Статус товарного знака и поиск документов (TSDR); Марк: горячий платеж; серийный номер США: 74140414; Дата подачи заявки: 19 февраля 1991 года; регистрационный номер США: 1732038; Дата регистрации: 10 ноября 1992 г.» . USPTO . Получено 27 ноября 2016 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]