CN103593008A - 一种基于vpx总线的3u高速背板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于VPX总线的3U高速背板，属于计算机领域。针对航天航空领域传统的并行总线已经不能满足大带宽、高速率的要求以及星载计算机小型化、高可靠的要求。本发明采用VPX总线技术，利用RapidIO和AdvancedSwitchingInterconnect等现代的工业标准的串行交换结构，包括7个槽位，兼容1块主控板、1块电源板以及5块功能板，其中第一槽位为主控板槽位，第七槽位为电源板槽位，第二、三、四、五、六槽位为功能板槽位，槽间距为21.59mm；另外功能板槽位对外分别连接到4个XMC连接器和1个FMC连接器上。并且在每个槽位之间加入了加固设计，能有效的防止背板弯曲，并解决了高速连接器压接时容易损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于VPX总线的3U高速背板，属于计算机领域，提供了一款符合VPX标准、可兼容不同功能板卡的高速背板。
背景技术
随着集成电路、计算机处理技术和软件技术的飞速发展，航天航空领域的数据处理系统平台呈现出以下发展趋势：通信带宽越来越宽、传输速率越来越高、实时处理性能也对处理平台的性能提出了更高的要求。因此，需要数据处理平台具有更高的总线传输带宽、更强的运算能力和更灵活的数据交互能力。而基于传统分级共享式并行总线的处理平台(如CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）、VME（Versa Module Eurocard）等平台)，总线时钟频率和总线接口宽度决定了处理平台的基本性能注定不能满足这些新的需求。
VPX是由VITA组织制定的用以满足恶劣环境下高可靠性、高带宽要求的下一代高级计算平台标准，模块间定义了Serial RapidIO、PCI Express、Fibre Channel、InfiniBand、Hyper—transport、10GB以太网等高速串行总线，传输速率可高达30Gbps，并且具有超强的数据出阿里能力，能充分解决以上的新需求，因此，基于VPX架构的通用加固计算机是未来航天航空领域数据处理系统的发展方向。
发明内容
随着集成电路、计算机处理技术和软件技术的飞速发展，航天航空领域的数据处理系统平台呈现出以下发展趋势：通信带宽越来越宽、传输速率越来越高、实时处理性能也对处理平台的性能提出了更高的要求。因此，需要数据处理平台具有更高的总线传输带宽、更强的运算能力和更灵活的数据交互能力。而基于传统分级共享式并行总线的处理平台(如CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）、VME（Versa Module Eurocard）等平台)，总线时钟频率和总线接口宽度决定了处理平台的基本性能注定不能满足这些新的需求。
VPX是由VITA组织制定的用以满足恶劣环境下高可靠性、高带宽要求的下一代高级计算平台标准，模块间定义了Serial RapidIO、PCI Express、Fibre Channel、InfiniBand、Hyper—transport、10GB以太网等高速串行总线，传输速率可高达30Gbps，并且具有超强的数据出阿里能力，能充分解决以上的新需求，因此，基于VPX架构的通用加固计算机是未来航天航空领域数据处理系统的发展方向。
附图说明
图1是本发明设计的PCB示意图；
图2是本发明使用的连接器正视图；
图3是本发明使用的连接器俯视图；
图4是本发明使用的定位销；
图5是本发明使用的XMC连接器；
图6是XMC连接器从A-A面的剖视图；
图7是本发明使用的FMC连接器。
具体实现方式
如图1所示，背板上的槽位1定义为主控板槽位，槽位7定义为电源板槽位，槽位2、3、4、5、6定义为功能板，该功能板最多两块为存储板；综合考虑到布线与散热的影响，板间距按照21.59mm进行设计；9、10、11、和12为4个XMC连接器，8为FMC连接器，背板上功能板槽位对外分别连接到4个XMC和1个FMC连接器上，其中，FMC接插件负责槽位4、5、6三个槽位的IO信号线，其中，FMC接插件需要支持LPC（Low Pin Count）接口的FMC子板，因此LPC的信号必须均从一个功能板引出，通用计算机中采用槽位4支持LPC的FMC，因此槽位4需要按照LPC接口要求，引出39对差分信号，7个单端信号。
本发明中的背板的槽位1、2、3、4、5、6兼容OpenVPX 3U规范，槽位7符合VITA 62标准，用于电源板，其中，主控板与电源板位于两侧，易于散热，功能板插槽可通用。
本发明的背板采用无源设计，提高背板可靠性，通过4个XMC接插件、1个FMC接插件实现后出线。
本发明的背板功能板槽采用LVDS信号线进行板间信号互联，该背板高速数据通信总线包括：6路 X4 PCI-Express、2路 GE电接口及4路SATA 3。
Claims (5)
1.一种基于VPX总线的3U高速背板，其特征在于：该高速背板包括7个槽位，兼容1块主控板、1块电源板以及5块功能板，所述高速背板上的第一槽位为主控板槽位，第七槽位为电源板槽位，第二、三、四、五、六槽位为功能板槽位，板间距为21.59mm；所述背板上5块功能板槽位对外分别连接到4个XMC（Switch Mezzanine Card ）连接器和1个FMC（FPGA Mezzanine Card）连接器上。
2.如权利要求1所述的一种基于VPX总线的3U高速背板，其特征在于：所述的5块功能板中最多2块功能板为储存板。
3.一种如权利要求1中所述的基于VPX总线的3U高速背板的设计方法，包括背板结构设计、背板与主控板、功能板及电源板接口设计，其特征在于：
A．主控板与电源板位于两侧，易于散热；
B．背板采用无源设计，提高背板的可靠性；
C．背板通过所述4个XMC（Switch Mezzanine Card ）连接器和所述1个FMC（FPGA Mezzanine Card）连接器实现后出线；
D．背板功能板插槽采用LVDS（Low Voltage Differential Signaling）信号线进行板间信号互联；背板高速数据通信总线包括：6路 X4 PCI-Express（Peripheral Component Interconnect Express）、2路 GE（Gigabit Ethernet）电接口及4路SATA 3。
4.根据权利要求3所述的基于VPX总线的3U高速背板的设计方法，其特征在于：引入了外部信号，包括系统所必须的时钟信号、触发信号以及数据信号，以及与主控板，机箱共同组成大系统时所需的ID号。
5.根据权利要求3或4所述的基于VPX总线的3U高速背板的设计方法，其特征在于：可以根据不同的系统，插入不同类型的板卡，可自动识别板卡的ID号，实现不同的功能。
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| CN201310630757.4A CN103593008A (zh) | 2013-12-02 | 2013-12-02 | 一种基于vpx总线的3u高速背板 |
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