Základní deska - Backplane
Základní deska (nebo „systém propojovací desky“) je skupina elektrických konektorů , které jsou navzájem rovnoběžné, takže každý kolík každého konektoru je spojen se stejným relativním kolíkem všech ostatních konektorů a tvoří počítačovou sběrnici . Používá se jako páteř k propojení několika desek plošných spojů dohromady, aby se vytvořil kompletní počítačový systém . Backplanes běžně používají desku s tištěnými obvody , ale backplanes zabalené v drátu byly také použity v minipočítačích a vysoce spolehlivých aplikacích.
Základní deska se obecně liší od základní desky tím, že nemá integrované prvky pro zpracování a ukládání. Backplane používá zásuvné karty pro ukládání a zpracování.
Používání
Rané mikropočítačové systémy jako Altair 8800 používaly základní desku pro procesor a rozšiřující karty .
Pro větší spolehlivost se obvykle používají přednostně propojovací kabely před kabely . V kabelovém systému musí být kabely ohnuty pokaždé, když je karta přidána nebo odebrána ze systému; toto ohnutí nakonec způsobí mechanické poruchy. Backplane tímto problémem netrpí, takže jeho životnost je omezena pouze dlouhou životností jeho konektorů. Například konektory DIN 41612 (používané v systému VMEbus ) mají tři stupně odolnosti postavené tak, aby vydržely (respektive) 50, 400 a 500 zasouvání a vyjímání, neboli „párovací cykly“. K přenosu informací využívá technologie Serial Back-Plane pro odesílání informací nízkonapěťovou diferenciální signalizační metodu přenosu.
Kromě toho existují rozšiřující kabely sběrnice, které rozšíří počítačovou sběrnici na externí základní desku, obvykle umístěnou v krytu, aby poskytly více nebo jiné sloty, než poskytuje hostitelský počítač. Tyto sady kabelů mají desku vysílače umístěnou v počítači, rozšiřující desku ve vzdálené propojovací desce a kabel mezi nimi.
Aktivní versus pasivní propojovací roviny
Složitost backplanesů vzrostla na jednoduchou architekturu Industry Standard Architecture (ISA) (používanou v původním IBM PC ) nebo styl S-100, kde byly všechny konektory připojeny ke společné sběrnici. Vzhledem k omezením obsaženým ve specifikaci PCI ( Peripheral Component Interconnect ) pro řídící sloty jsou backplany nyní nabízeny jako pasivní a aktivní .
Skutečně pasivní propojovací desky nenabízejí žádné aktivní obvody pro řízení autobusů. Libovolná arbitrážní logika je umístěna na dceřiné karty. Aktivní backplanes obsahují čipy, které ukládají různé signály do slotů.
Rozdíl mezi těmito dvěma není vždy jasný, ale může se stát důležitým problémem, pokud se očekává, že celý systém nebude mít jediný bod selhání (SPOF). Běžný mýtus kolem pasivního backplane, i když je single, není obvykle považován za SPOF. Aktivní zadní roviny jsou ještě komplikovanější a mají tedy nenulové riziko poruchy. Nicméně jedna situace, která může způsobit narušení jak v případě aktivních, tak pasivních zadních rovin, je při provádění činností údržby, tj. Při výměně desek existuje vždy možnost poškození kolíků/konektorů v zadní rovině, což může způsobit úplný výpadek systém, protože všechny desky namontované na zadní rovině by měly být odstraněny, aby se systém opravil. Proto jsme svědky novějších architektur, kde systémy používají vysokorychlostní redundantní konektivitu k propojení systémových desek bod od bodu bez jediného bodu selhání kdekoli v systému.
Backplanes versus základní desky
Pokud je backplane použit s plug-in single board computer (SBC) nebo system host board (SHB), kombinace poskytuje stejné funkce jako základní deska , poskytuje výpočetní výkon, paměť, I/O a sloty pro plug-in karty . I když existuje několik základních desek, které nabízejí více než 8 slotů, je to tradiční limit. Kromě toho, jak technologie postupuje, může být dostupnost a počet konkrétního typu slotu omezena z hlediska toho, co aktuálně nabízejí výrobci základních desek.
Architektura backplane však poněkud nesouvisí s technologií SBC, která je do ní zapojena. Existuje určité omezení toho, co lze zkonstruovat, v tom, že sada čipů SBC a procesor musí poskytovat schopnost podporovat typy slotů. Kromě toho lze prakticky neomezený počet slotů vybavit 20, včetně slotu SBC, jako praktický, i když ne absolutní limit. Základní deska PICMG tedy může poskytovat libovolný počet a libovolný mix slotů ISA, PCI, PCI-X a PCI-e, omezený pouze schopností SBC propojit a řídit tyto sloty. Například SBC s nejnovějším procesorem i7 by mohlo být propojeno se základní deskou poskytující až 19 slotů ISA pro řízení starších I/O karet.
Střední letadlo
Některá propojovací letadla jsou konstruována se sloty pro připojení k zařízením na obou stranách a jsou označována jako střední letadla. Tato schopnost zapojit karty na obě strany midplane je často užitečná ve větších systémech složených převážně z modulů připojených ke midplane.
Midplanes se často používají v počítačích, většinou na blade serverech , kde jsou blade servery umístěny na jedné straně a periferní (napájecí, síťové a další I/O) a servisní moduly na straně druhé. Midplanes jsou také populární v síťových a telekomunikačních zařízeních, kde jedna strana šasi přijímá karty zpracování systému a druhá strana šasi přijímá karty síťového rozhraní.
Ortogonální střední roviny spojují svislé karty na jedné straně s vodorovnými deskami na druhé straně. Jedna společná ortogonální střední rovina spojuje mnoho karet svislé telefonní linky na jedné straně, každá je připojena k měděným telefonním kabelům, k horizontální komunikační kartě na druhé straně.
„Virtuální střední rovina“ je imaginární rovina mezi svislými kartami na jedné straně, která se přímo spojuje s vodorovnými deskami na druhé straně; zarovnávače slotů pro karty v kleci na karty a samovyrovnávací konektory na kartách drží karty na svém místě.
Někteří lidé používají termín „midplane“ k popisu desky, která sedí mezi a připojuje backplane pevného disku vyměnitelného za běhu a nadbytečné napájecí zdroje.
Backplanes v úložišti
Servery mají běžně backplane pro připojení za provozu vyměnitelných pevných disků; kolíky propojovací desky procházejí přímo do zásuvek pevného disku bez kabelů. Mohou mít jeden konektor pro připojení jednoho řadiče diskového pole nebo více konektorů, které lze libovolně připojit k jednomu nebo více řadičům. Backplanes se běžně nacházejí v přílohách disků , diskových polích a serverech .
Základní desky pro pevné disky SAS a SATA nejčastěji používají protokol SGPIO jako způsob komunikace mezi hostitelským adaptérem a základní deskou. Alternativně lze použít služby SCSI Enclosure Services . U subsystémů Parallel SCSI se používá SAF-TE .
Platformy
PICMG
Jednodeskový počítač splňující specifikaci PICMG 1.3 a kompatibilní se základní deskou PICMG 1.3 se označuje jako hostitelská deska systému .
Ve světě Intel Single Board Computer poskytuje PICMG standardy pro rozhraní backplane: PICMG 1.0 , 1.1 a 1.2 poskytuje podporu ISA a PCI a 1.2 přidává podporu PCIX. PICMG 1.3 poskytuje podporu PCI-Express.
Viz také
- Základní deska
- Přepnutá tkanina
- Daughterboard
- Modul M
- Autobus SS-50
- Autobus STD
- STEbus
- Eurocard (deska s plošnými spoji)
- VXI