CN101641624B

CN101641624B - 连接结构和信息处理设备

Info

Publication number: CN101641624B
Application number: CN2007800520930A
Authority: CN
Inventors: 町山意知郎; 柳町成行; 飞鹰洋一; 小仓一郎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-11-26
Also published as: US20100321902A1; JPWO2008111267A1; WO2008111267A1; CN101641624A

Abstract

一种连接结构，包括：外壳(10)、背板(13)和光线路板(14)，外壳(10)具有多个插入/移除开口(11a，12a)，使电子部件安装在线路板上的多个CPU卡(6)和切换卡(7)被插入插入/移除开口(11a，12a)中和从插入/移除开口(11a，12a)移除，卡(6，7)电连接到背板(13)，光线路板(14)光连接到被布置在卡(6，7)上的光连接器(16)，以在卡(6，7)连接到背板(13)的情况下，从插入/移除开口(11a，12a)露到外壳(10)的外部。

Description

连接结构和信息处理设备

技术领域

本发明涉及用于光连接需要高容量数据处理和传输的功能卡的连接结构和信息处理设备。

背景技术

近年来，诸如计算机之类的信息处理设备需要的性能已经显著增加。例如，在计算机系统中，其CPU(中央处理单元)的性能迅速提高，可以执行的计算量也已经飞速增加。作为与本发明相关的信息处理设备的示例，已知一种所谓的刀片服务器(blade server)，在该刀片服务器中，每一个通过将CPU安装在线路板上而形成的一个或多个CPU卡被安装在外壳中，并且这些CPU卡用于连接处理(linkage processing)。通过使用安装到CPU卡的外部接口(以太网，等等)、通过经由设置到该外壳的切换卡的通信来执行CPU卡之间的连接处理。

在图1中示出与本发明相关的刀片服务器的一般结构。如图1中所示，外壳110的正面(front side)设有安装CPU卡106的CPU卡插槽111和安装切换卡107的切换卡插槽112。刀片服务器是以如下方式构建的：以与CPU卡106相同的方向从外壳110的正面安装切换卡107。对于刀片服务器，为了减小CPU卡106与切换卡107之间的最大延迟(这对连接处理有影响)，一般采用的是：将切换卡107布置在位于各个CPU卡106之间的正面中央。

近来，随着CPU的性能增强，数据传输容量增加。结果，即使使用具有10Gbps通信速度的以太网，图1中所示的结构也还是引起某些问题。一般，对于10Gbps以太网通信的物理传输，使用称为XAUI(10Gbit附接单元接口)的2.5Gbps×4通道(lane)的电接口。电接口具有每通道2.5Gbps的传输频带，使得与慢的电信号相比较，缩短了传输距离(通常，对于2.5Gbps，缩短数厘米)。因此，需要用于尽可能抑制连接处理的性能降低并且缩短CPU卡106和切换卡107之间的距离(布线长度(distributing length))的设计。

图2A和图2B示出对应于CPU卡106与切换卡107之间的高速数据传输的结构。如图2A和图2B中所示，在该结构中，CPU卡106被布置为附接到外壳110的正面并且可从外壳110的正面拆卸，并且切换卡107被布置为附接到外壳110的背面(backside)并且可从外壳110的背面拆卸。此外，在该结构中，为了缩短从各个CPU卡106到切换卡107的布线长度，切换卡107的线路板的厚度方向被布置为与CPU卡106的线路板的厚度方向垂直。换而言之，切换卡107的切换卡插槽112被布置为使得其插入/移除开口的长度方向与CPU卡106的CPU卡插槽111的插入/移除开口的长度方向垂直。

然后，对于图2A和图2B中所示的结构，将描述设置到外壳110的背板(接口板)和每一个功能卡的结构。CPU卡106和切换卡107分别设有用于数据传输的电连接器(未示出)、用于卡控制信号传输的电连接器(未示出)、电源连接器(未示出)等。此外，如图3A和图3B所示，外壳110设有传送数据和卡控制信号并且供电的背板(back plane)113。背板113还设有用于数据传输的电连接器131、用于卡控制信号传输的电连接器132、电源连接器133等等，这些连接器要被电连接到CPU卡106和切换卡107的各个电连接器。

然而，在图2A、图2B、图3A和图3B中所示的结构中，背板113上满是各个电连接器131、132、133。因此，背板113的通风孔134如此之小，以致在外壳110中冷却气体的流动受到阻碍。结果，很难将具有相对大的发热值的高性能CPU安装在CPU卡106上并且很难提高刀片服务器的整个系统的信息处理性能。

关于此，日本专利申请特开2003-121697公开了一种背板，在该背板中，与电传输系统相比，布线长度不受限制，使用了能够进行高速度并且高容量数据传输的光传输系统，并且混合了光连接和电连接。图4示出混合了光连接和电连接的背板用于数据传输的情况中背板的结构。如图4中所示，在背板140中，仅对执行高速数据通信的数据传输，使用通过光连接器141的光连接。然而，对于使用具有100Mbps等级的通信速度的低速信号的卡控制信号传输，如现有技术中一样使用电传输。在背板140的结构中，放宽了对切换卡107的布置限制。因此，可以如图1中所示布置切换卡107，并且相比于图2A和图2B中所示的结构，可以扩大通风孔134的大小。

发明内容

然而，以上结构具有以下问题。

首先，在与本发明相关的、安装了CPU卡和连接CPU卡的切换卡并且通过光传输来执行CPU卡和切换卡之间的通信的信息处理设备中，很难增强信息处理设备的性能。

理由如下：尽管相比于电传输的结构，可以使得背板中的通风孔的大小更大，但是背板的面积仍然很大。因此，在外壳中冷却气体的流动受到背板的阻碍，使得很难安装具有相对大的发热值的高性能LSI作为功能卡。

第二，在与本发明相关的、安装了CPU卡和连接CPU卡的切换卡并且通过光传输来执行CPU卡和切换卡之间的通信的信息处理设备中，在其操作期间，很难执行对混合了电连接和光连接的背板的维护。此外，在执行对CPU卡的维护的情况中，需要停止整个信息处理设备系统，并且因此使得维护操作很麻烦。

理由如下：混合了电连接和光连接的背板一般布置在离外壳的正面约30cm～50cm、朝向外壳的背面的位置上，外壳的正面上布置有卡插槽的插入/移除开口。此外，每个CPU卡的间隔具有约20mm的相对小的间距(pitch)。因此，在与本发明相关的信息处理设备中，当在操作期间发生问题时，很难从卡插槽移除任何有问题的CPU卡并且很难清理被布置在背板上的相应CPU卡的光连接器。

本发明的一个目的是提供一种使得能够改善外壳中的通风、能够增强信息处理的性能并且能够在执行对光连接器的维护时改善操作能力的连接结构和信息处理设备。

为了实现以上目的，一种与本发明相关的连接结构包括：外壳，该外壳具有多个插入/移除开口，使电子部件安装在线路板上的多个功能卡被插入插入/移除开口和从插入/移除开口移除；接口板，功能卡中的每一个功能卡电连接到该接口板；以及光线路板，该光线路板光连接到被布置在每一个功能卡上的光连接器，以在功能卡中的每一个功能卡电连接到接口板的情况下，从插入/移除开口面向外壳的外部。

根据上述连接结构，提供了电连接到各个功能卡的接口卡和光连接到各个功能卡的光连接器的光线路板，使得接口板上用来连接各个功能卡的连接器的占用面积更小。因此，可以确保外壳中相对较大的用于冷却的气体通道。因此，可以将具有相对大的发热值的高性能LSI(集成电路)安装在功能卡上，使得可以改善信息处理的性能。此外，根据该连接结构，光线路板独立于接口板被提供，并且光线路板经由被布置在各个功能卡上的光连接器连接到各个功能卡，以在各个功能卡电连接到接口板的情况下，从插入/移除开口面向外壳的外部。因此，能够容易地执行对光连接器的维护操作。

此外，本发明的信息处理设备包括上述连接结构。

同时，在本发明中，功能卡是指包括CPU卡和切换卡，并且其上安装了获取各种功能的电子部件的板，CPU卡具有安装在线路板上、作为电子部件的CPU，切换卡具有安装在线路板上、用于切换到由各个CPU执行的连接处理的切换元件。

根据本发明，获得以下第一效果：提供了一种光线路板，该光线路板光连接到被布置在各个功能卡上的光连接器，以在各个功能卡电连接到接口板的情况下，从插入/移除开口面向外壳的外部，使得可以确保相对大的用于冷却的气体通道。因此，可以将具有相对大的发热值的高性能LSI(集成电路)安装在功能卡上，使得能够改善信息处理的性能。

第二效果如下：可以从插入/移除开口仅仅移除有问题的功能卡，并且可以容易地清理相应功能卡的光连接器。因此，可以顺利地执行维护操作，而不停止整个信息处理设备。

附图说明

图1是示出与本发明相关的信息处理设备的第一配置示例的示意图；

图2A是示出与本发明相关的信息处理设备的第二配置示例中外壳的正面的示意图。

图2B是示出与本发明相关的信息处理设备的第二配置示例中外壳的背面的示意图。

图3A是示出被设置给与本发明相关的信息处理设备的第二配置示例的背板的正视图。

图3B是示出被设置给与本发明相关的信息处理设备的第二配置示例的背板的后视图。

图4是示出被设置给与本发明相关的信息处理设备的第三配置示例的背板的正面的示意图。

图5是示出第一示例性实施例的信息处理设备的示意图。

图6是示出被设置给第一示例性实施例的信息处理设备的背板的示意图。

图7是示出第二示例性实施例的主要部件的示意图。

具体实施方式

以下，将具体描述本发明的示例性实施例。

本示例性实施例的信息处理设备是具有卡插槽的信息处理设备，各种功能卡(例如，具有安装在线路板上作为电子部件的CPU的CPU卡和具有安装在线路板上作为电子部件的切换元件的切换卡)可拆卸地安装于卡插槽中。该信息处理设备适用于所谓的刀片服务器等。

(第一示例性实施例)

图5是示出根据第一示例性实施例的信息处理设备的示意图。如图5中所示，该示例性实施例的信息处理设备1包括：CPU卡6可拆卸地安装到其中的CPU卡插槽11、切换卡7可拆卸地安装到其中的切换卡插槽12和外壳10，外壳10包括每个卡插槽11、12的插入/移除开口11a、12a中的每一个。

此外，信息处理设备1具有背板13和光线路板14，CPU卡6和切换卡7分别电连接到作为接口板的背板13，CPU卡6和切换卡7分别光连接到光线路板14。

CPU卡6和切换卡7中的每一个具有用于控制信号的电连接器和从电源单元(未示出)向其供电的电源连接器，电连接器和电源连接器都未被示出。此外，CPU卡6和切换卡7中的每一个具有用于CPU卡6和切换卡7之间的光数据传输的光连接器16。光连接器16被布置在CPU卡6和切换卡7的端面(end face)上，以在安装到卡插槽11、12的CPU卡6和切换卡7电连接到背板13的情况下，从插入/移除开口11a、12a面向外壳10的外部，即，被露在外部。

CPU卡插槽11和切换卡插槽12的插入/移除开口11a、12a被布置在外壳10的正面上。为了缩短从每个CPU卡6到每个切换卡7的布线长度，CPU卡插槽11被布置在正面的每一侧上并且切换卡插槽12被布置在正面的中心。换而言之，该示例性实施例具有这样的结构：和在如图1中所示的与本发明相关的示例中一样，切换卡7从与CPU卡6相同的方向插入外壳10和从外壳10移除。

图6示出提供给第一示例性实施例的信息处理设备1的背板13的结构。如图6中所示，背板13具有用于控制信号的电连接器13a和电源连接器13b，CPU卡6和切换卡7的电连接器连接到电连接器13a，并且CPU卡6和切换卡7的电源连接器连接到电源连接器13b。

如图5中所示，光线路板14被布置在与外壳10的正面接近的外壳10的顶面上。光线路板14具有多个光连接器18并且具有线路板，多个光连接器18光连接到CPU卡6和切换卡7的各个光连接器16，各个光连接器18经由挠性连接线18a而光连接到线路板。

光线路板14的光连接器18分别连接到安装到卡插槽11、12的CPU卡6和切换卡7的光连接器16，使得光数据传输在CPU卡6和切换卡7之间被执行。

同时，光线路板14不限于被布置在外壳的顶面的结构。换而言之，光线路板可以布置在外壳10的另一位置上，只要它是与被布置在外壳10的背面上的背板13相分离布置的即可。

根据该示例性实施例，由于用于将CPU卡6和切换卡7进行光连接的光连接器18不是布置在背板13上，因此，可以减小背板13的面积。因此，可以确保在外壳10的背板13周围具有相对大的面积的用于冷却的气体通道，气体通道用来冷却CPU卡6等的电子部件。

根据以上结构，当操作信息处理设备1时，可以仅仅从卡插槽11、12移除有问题的CPU卡6或切换卡7，从而可以很容易地清理其功能卡6、7的光连接器18。因此，可以顺利地执行维护操作，而不停止信息处理设备1的整个系统。

此外，根据该示例性实施例，可以减小背板13的尺寸，这是因为与图4中所示的与本发明相关的、包括混合了电连接和光连接的背板的信息处理设备相比，在背板13中没有光连接器。结果，可以确保在背板13中较大的用于冷却CPU等的气体通道。因此，由于在外壳10中通风得到增强，所以可以在CPU卡6上安装和使用具有相对大的发热值的高性能CPU，从而使得可以增强信息处理设备1的处理性能。

此外，根据本示例性实施例的信息处理设备1，由于背板13可以被缩小，所以可以缩小整个信息处理设备1。

此外，本示例性实施例的信息处理设备1非常适合其中光连接有需要相对高容量数据处理和数据传输的功能卡的外壳中的连接结构。

(第二示例性实施例)

图7是示出第二示例性实施例的信息处理设备的主要部件的结构的示意图。第二示例性实施例具有的光线路板的结构与图5中所示的第一示例性实施例的光线路板的结构不同。在第二示例性实施例中，光线路板包括光线路卡，光线路卡包括一个功能卡，其中，光连接器被布置在外壳的正面的端面上。光线路卡以如下方式构建：光线路卡被安装到布置在外壳的正面上的卡插槽。同时，在第二示例性实施例中，与第一示例性实施例相同的部分用相同的标号示出并且将省略对它们的描述。

如图7中所示，本示例性实施例的信息处理设备2包括光线路卡24和卡插槽25，CPU卡6和切换卡7光连接到光线路卡24，并且光线路卡24可拆卸地安装到卡插槽25。

光线路卡24包括多个光连接器26并且包括线路板，多个光连接器26光连接到CPU卡6和切换卡7的各个光连接器16光连接器26经由挠性连接线26a而光连接到线路板。光连接器16被布置在光线路卡24的端面上，以在光线路板24安装到卡插槽25的情况下，从插入/移除开口25a面向外壳的外部。

卡插槽25布置在外壳10的正面上，正面还设有插入/移除开口25a，光线路卡24插入插入/移除开口25a中和从其中移除。

在该示例性实施例中，光线路卡24安装到卡插槽25并且光线路卡24的光连接器26分别连接到安装于卡插槽11、12的CPU卡6和切换卡7的光连接器16，从而使得能够在CPU卡6和切换卡7之间执行光数据传输。

因此，如在第一示例性实施例中一样，根据本示例性实施例，可以获得增强外壳10中的通风、信息处理的性能和光连接器16、26的维护操作的效果。

同时，在该示例性实施例中，功能卡的光连接器被布置在该功能卡的端面上，以在功能卡安装到卡插槽的情况下，从插入/移除开口露到外壳的外部。然而，功能卡的光连接器可以布置在另一位置，只要该位置面向外壳的外部并且光连接器能够容易地从外部连接到该位置即可。

尽管已经参考本发明的示例性实施例示出和描述了本发明，但是本发明不限于此。换而言之，本领域技术人员将理解，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面做出各种改变。

本申请要求2007年3月9日递交的日本专利申请No.2007-060407的优先权，其公开通过引用被结合于此。

Claims

1.一种连接结构，包括：

外壳，所述外壳具有多个插入/移除开口，使电子部件安装在线路板上的多个功能卡被插入所述插入/移除开口和从所述插入/移除开口移除；

接口板，所述功能卡中的每一个功能卡电连接到所述接口板；以及

光线路板，所述光线路板光连接到被布置在每一个功能卡上的光连接器，所述光连接器在所述功能卡中的每一个功能卡电连接到所述接口板的情况下从所述插入/移除开口面向所述外壳的外部，

其中，所述光线路板被设置到所述外壳，并且其中，所述光线路板被布置在所述外壳的正面，所述外壳的正面是布置了所述插入/移除开口的那一侧。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其中，每个功能卡具有用于控制信号的电连接器、被供电的电源连接器以及用于功能卡之间的光数据传输的光连接器，并且

其中，所述接口板具有用于控制信号的电连接器和电源连接器，各个功能卡的电连接器连接到所述接口板具有的电连接器，各个功能卡的电源连接器连接到所述接口板具有的电源连接器。

3.根据权利要求1所述的连接结构，其中，所述光线路板是从所述插入/移除开口插入和从所述插入/移除开口移除的光线路卡。

4.一种信息处理设备，包括根据权利要求1所述的连接结构。