CN104813300A - 支持热插拔的模块、背板、用于确定其连接的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种支持热插拔的模块、一种背板、一种包括该模块和背板的系统，以及一种用于确定该模块与该背板的连接的方法。该模块可以包括第一连接器，其包括管脚的第一阵列；并且该背板可以包括第二连接器，其包括对应于该管脚的第一阵列的管脚的第二阵列。该第一阵列中的管脚的一部分可以被选择为使得能够基于该第一阵列中所选择的管脚与该第二阵列中对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。根据本发明的实施例，将使得该模块仅在所有管脚都有效连接至该背板的对应管脚之后才能够进行操作。因此，无效数据将不会被传送至现场设备或控制器。能够在没有任何额外组件并且不需要来自用户的任何额外操作的情况下实施热插拔功能。

Description

支持热插拔的模块、背板、用于确定其连接的系统和方法

技术领域

本发明的实施例涉及自动控制领域，尤其涉及一种支持热插拔的模块、一种背板、一种包括该模块和该背板的系统，以及一种用于确定该模块与该背板的连接的方法。

背景技术

分布式控制系统(DCS)是一种采用一个或多个计算机来控制制造过程中的多个控制回路等的自动控制系统。在DCS中，为了实现系统的可扩展性，期望允许诸如I/O模块、主控制模块、数据转发模块等的一个或多个模块被添加至在正在运行的DCS中提供的背板或者从该背板被移除，以实现模块的热插拔。

该模块通常包括用于将该模块连接至背板的连接器。管脚的阵列可以布置于该模块的连接器上。同样，该背板通常包括具有与该模块的管脚的阵列相对应的管脚的阵列的连接器。该模块的管脚的阵列与该背板的管脚的阵列相配合，以使得该模块被连接至该背板。可选地，微控制器单元(MCU)可以连接至该模块的连接器或者该背板的连接器，从而对该模块进行控制。在该模块的管脚的阵列中，一些管脚被用于对MCU进行供电，而其它管脚则将由现场设备来使用。在将该模块连接至该背板的过程中，如果用于MCU的管脚被有效连接至背板的对应管脚，而用于现场设备的管脚并未有效连接至背板的对应管脚，则该MCU可以正常工作，但是却失去了对现场设备的控制。因此，无效数据可能被传送至现场设备或控制器。为了避免诸如此类的问题，应当更好地确保MCU知晓该模块的所有管脚/尽可能多的管脚是否被有效连接至背板，并且基于该模块的正确连接来启用该模块。

在现有技术中，特殊的热插拔IC或者特殊的连接器或机械开关被用于确保电力在在模块被连接至背板或从背板移除之前被切断。这些现有技术的解决方案能够实现热插拔功能，但是特殊的热插拔IC十分昂贵，并且机械开关在热插拔期间需要来自用户的额外操作。

发明内容

考虑到上述内容，本发明实施例的一个或多个目的是提出一种新的热插拔解决方案，从而解决或至少部分缓解现有技术的问题的至少一部分。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种支持热插拔的模块。该模块可以包括用于将该模块连接至背板的连接器。该连接器包括管脚的阵列，其中该阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于该第一阵列中所选择的管脚与背板的连接来确定该模块与该背板的连接。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至所述背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述背板的有效连接的信号，由此能够基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该连接器的周边的至少三个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。

根据一个示例性实施例，该模块可以进一步包括微控制单元(MCU)，其连接至该连接器并且被配置为基于所确定的该模块与该背板的连接来确定该模块是否应当被启用。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第二电阻器接地并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个被连接至电源。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种背板。该背板可以包括第一连接器，其被配置为结合支持热插拔的模块的第二连接器来使用。该第二连接器包括管脚的阵列。该第一连接器包括与该第二连接器的管脚的阵列对应的管脚的阵列。该第一连接器的阵列中的管脚的一部分能够被选择为使得能够基于该第一连接器的所选择的管脚与该第二连接器的对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至该第二连接器的对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在该所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该第二连接器的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该第一连接器的周边的至少三个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该第一连接器的阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。

根据一个示例性实施例，该背板可以进一步包括连接至该第一连接器的微控制单元(MCU)。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第三电阻器连接至电源并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第四电阻器接地并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个连接至电源。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种用于确定模块与背板的连接的方法。该模块可以包括第一连接器，该第一连接器包括管脚的阵列；并且该背板可以包括第二连接器，该第二连接器包括对应于该第一连接器的管脚的阵列的管脚的阵列。该方法可以包括选择该第一连接器的管脚的一部分，将该第一连接器连接至该第二连接器，检测所选择的管脚是否被有效连接至该第二连接器的对应管脚，并且基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板。

根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括：对所选择的管脚进行配置以使得一旦所选择的管脚被有效连接至该背板，该所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示该所选择的管脚与该背板的有效连接的信号，由此基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。

根据一个示例性实施例，选择该第一连接器的管脚的一部分包括选择位于或靠近该第一连接器的周边的至少三个管脚。

根据一个示例性实施例，选择该第一连接器的管脚的一部分包括选择分别位于或靠近该第一连接器的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括：将所选择的四个管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且将所选择的四个管脚之一连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个接地，使得所选择的四个管脚中的其余两个互相短路，使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚之一的管脚短路，并且使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个中的另一个的管脚短路。检测所选择的四个管脚是否被有效连接至对应管脚包括利用该MCU来检测所选择的四个管脚之一处的电压。基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板包括在所检测电压等于零的情况下确定该模块被有效连接至该背板，或者在所检测电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块并未被有效连接至该背板。

根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括：将所选择的四个管脚之一经由第二电阻器接地并且将所选择的四个管脚之一连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个连接至电源，使得所选择的四个管脚中的其余两个互相短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个之一的管脚短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与所选择的四个管脚中的其余两个中的另一个短路。检测所选择的四个管脚是否被有效连接至第二连接器的对应管脚包括利用该MCU来检测所选择的四个管脚之一处的电压。基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板包括在所检测的电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块被有效连接至该背板，或者在所检测的电压等于零的情况下确定该模块并未被有效连接至该背板。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种包括背板和支持热插拔的模块的系统。该模块包括第一连接器，该第一连接器包括管脚的第一阵列；并且该背板包括第二连接器，该第二连接器包括对应于该管脚的第一阵列的管脚的第二阵列。该第一阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于该第一阵列中所选择的管脚与该管脚的第二阵列中对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。

根据一个示例性实施例，该第一阵列中的所选择的管脚和该第二阵列中的对应管脚能够被配置为使得一旦该第一阵列中的所选择的管脚被有效连接至该第二阵列中的对应管脚，该所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该第二阵列中的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该第一阵列的周边的至少三个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该第一阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近该第一阵列的左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近该第一阵列的右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。

根据一个示例性实施例，该系统可以进一步包括微控制单元(MCU)，其连接至该第一连接器并且被配置为基于所确定的该模块与背板的连接来确定该模块是否应当被启用。在该实施例中，所选择的管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。可替换地，所选择的管脚之一经由第二电阻器接地并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个连接至电源。

根据一个示例性实施例，该系统可以进一步包括连接至该第二连接器的微控制单元(MCU)。在该实施例中，该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚之一经由第三电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个接地。可替换地，第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚之一经由第四电阻器接地并且被连接至该MCU，并且该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个连接至电源。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚包括第一对管脚和第二对管脚，并且第二阵列中的对应管脚包括分别与该第一对管脚和第二对管脚对应的第三对管脚和第四对管脚。该第一对管脚中的一个管脚与该第一对管脚中的另一个管脚短路，同时该第三对管脚中的一个管脚与该第四对管脚中的一个管脚短路，并且该第三对管脚中的另一个管脚与该第四对管脚中的另一个管脚短路。

根据本发明实施例的解决方案，使得模块仅在所有管脚都被有效连接至背板的对应管脚之后才能够进行工作。因此，无效数据将不会被传送至现场设备或控制器。利用本发明实施例的解决方案，能够在没有任何额外组件并且不需要来自用户的任何额外操作的情况下实施热插拔功能。

在结合附图阅读时，本发明实施例的其它特征和优点还将由于以下对具体实施例的描述而变得显而易见，该附图通过示例而图示了本发明实施例的原理。

附图说明

本发明的实施例以示例的方式被呈现并且其优点在下文中参考附图更为详细地进行解释，其中：

图1示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第一实施例的支持热插拔的模块的示图；

图2示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第二实施例的一个示例的支持热插拔的模块的示图；

图3示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第二实施例的另一个示例的支持热插拔的模块的示图；

图4示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第二实施例的又一个示例的支持热插拔的模块的示图；

图5示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第三实施例的支持热插拔的模块的示图；

图6示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第四实施例的一个示例的支持热插拔的模块的示图；

图7示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第五实施例的一个示例的支持热插拔的模块的示图；

图8示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第一实施例的背板的示图；

图9示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第二实施例的一个示例的背板的示图；

图10示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第二实施例的另一个示例的背板的示图；

图11示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第二实施例的又一个示例的背板的示图；

图12示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第三实施例的背板的示图；

图13示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第四实施例的一个示例的背板的示图；

图14示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第五实施例的一个示例的背板的示图；

图15图示了根据本发明实施例的用于确定模块与背板的连接的方法的流程图；以及

图16图示了如图6所示的支持热插拔的模块以及与之相结合来使用的背板的示图。

具体实施方式

应当意识到的是，虽然该说明书包含许多具体的实施细节，但是它们并不应当被理解为对任何发明或所请求保护的内容的范围加以限制，而是作为可能对于特定发明的特定实施例而言具体的特征的描述。在该说明书中以单独实施例为背景所描述的某些特征也能够在单个实施例中以组合形式来实施。相反，以单个实施例为背景所描述的各种特征也能够单独地或者以任何适当的子组合形式在多个实施例中实施。此外，虽然特征在上文中可以被描述为以某种组合而发生作用并且甚至最初如此请求保护，但是来自所请求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中被移除，并且所请求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化形式。

在本发明实施例的第一方面，提供了一种支持热插拔的模块。在下文中，将参考图1至7对根据本发明实施例的第一方面的支持热插拔的模块进行描述。

图1示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第一实施例的支持热插拔的模块的示图。该模块例如可以是I/O模块、主控制模块、数据转发模块等。该背板例如可以布置在DCS的I/O站之中。本发明可以被应用于具有热插拔功能的任何模块和背板。

如图1所示，支持热插拔的模块10包括用于将模块10连接至背板(未示出)的连接器11。连接器11包括管脚的阵列12。该管脚可以是公管脚或母管脚。阵列12可以包括m行×n列的管脚。虽然在图1中示意性地示出了阵列12包括4列管脚，但是将要理解的是，管脚的列数可以具有任意适当的值，诸如2、3等。同样，管脚的行数可以具有任意适当的值，诸如36。根据本申请的实施例，阵列12中的管脚的一部分被选择以使得能够基于所选择的管脚与背板的连接来确定模块10与背板的连接。

在根据本发明的支持热插拔的模块的第二实施例中，所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与背板的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与背板的有效连接。

将要注意的是，出于清楚的目的，该模块的连接器中的所选择的管脚在图2-7中由填充有黑色的圆圈“●”来表示。

根据支持热插拔的模块的第二实施例的一个示例，如图2中示意性示出的，所选择的管脚可以包括位于或靠近该连接器的周边的至少三个管脚。在图2中，支持热插拔的模块20包括用于将模块20连接至背板(未示出)的连接器21。连接器21包括管脚的阵列22。所选择的管脚包括靠近连接器21的周边的三个管脚221、222和223。可替换地，所选择的三个管脚221、222和223可以位于连接器21的周边上。优选地，所选择的三个管脚221、222和223分别位于连接器21的不同侧上，例如分别位于顶部、左侧和底部，或者靠近该连接器的不同侧；和/或互相尽可能远地分开。

根据支持热插拔的模块的第二实施例的另一个示例，如图3中示意性示出的，所选择的管脚包括分别位于或靠近该阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。在图3中，支持热插拔的模块30包括用于将模块30连接至背板(未示出)的连接器31。连接器31包括管脚的阵列32。所选择的管脚包括分别靠近阵列32的左上角、左下角、右下角和右上角的四个管脚321、322、323和324。可替换地，所选择的四个管脚321、322、323和324可以分别位于阵列32的左上角、左下角、右下角和右上角。

为了提高在基于所选择的管脚与背板的连接来确定模块与背板的连接时的准确性，如图4中所示意性示出的，根据支持热插拔的模块的第二实施例的又一个示例，所选择的管脚进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。在图4中，支持热插拔的模块40可以包括用于将模块40连接至背板(未示出)的连接器41。连接器41包括管脚的阵列42。除了靠近阵列42的左上角、左下角、右下角和右上角的四个管脚421、422、423和424之外，所选择的管脚进一步包括位于管脚423和424之间的管脚425。可替换地，管脚425可以位于管脚421和422之间。

在根据本发明的支持热插拔的模块的第三实施例中，该模块进一步包括连接至该连接器的MCU。在该实施例中，该连接器的所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至背板，该所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与背板的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与背板的有效连接。该MCU被配置为基于所确定的模块与背板的有效连接来确定该模块应当被启用。否则，该MCU将确定该模块不应当被启用。

图5示意性地图示了根据第三实施例的支持热插拔的模块的示图。在图5中，支持热插拔的模块50包括用于将模块50连接至背板(未示出)的连接器51以及连接至连接器51的MCU 53。连接器51包括管脚的阵列52。MCU 53被配置为基于所确定的模块50与背板的连接来确定模块50是否应当被启用。应当理解的是，连接器51可以利用如图1-4中所示出的任意一个连接器来实施。

在根据本发明的支持热插拔的模块的第四实施例中，除了如在第三实施例中所描述的MCU之外，该模块进一步包括用于对该模块进行供电的电源。在该实施例中，所选择的管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。

图6示意性地图示了根据第四实施例的一个示例的支持热插拔的模块的示图。在图6中，支持热插拔的模块60包括用于将模块60连接至背板(未示出)的连接器61、MCU 63和电源64。连接器61包括管脚的阵列62。该阵列62中的管脚621、622、623和624被选择为使得能够基于所选择的管脚621-624与背板的连接来确定模块60与背板的连接。管脚621经由电阻器65连接至电源64并且管脚621被连接至MCU 63，管脚622接地，并且管脚623与管脚624短路。

在根据本发明的支持热插拔的模块的第五实施例中，除了在第三实施例中所描述的MCU之外，该模块进一步包括用于对该模块进行供电的电源。在该实施例中，所选择的管脚之一经由第二电阻器接地并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个被连接至电源。

图7示意性地图示了根据本发明实施例的第一方面的第五实施例的一个示例的支持热插拔的模块的示图。在图7中，支持热插拔的模块70可以包括用于将模块70连接至背板(未示出)的连接器71、MCU 73和电源74。连接器71包括管脚的阵列72。该阵列72的管脚721、722、723和724被选择为使得能够基于所选择的管脚721-724与背板的连接来确定模块70与背板的连接。管脚721经由电阻器75接地并且被连接至MCU 73，管脚722被连接至电源74，并且管脚723与管脚724短路。

在本发明的实施例的第二方面，提供了一种背板。在下文中，将参考图8-15对根据本发明第二方面的背板进行描述。

图8示意性地图示了根据本发明实施例的第二方面的第一实施例的背板的示图。如图8所示，背板80包括连接器81。连接器81被配置为结合支持热插拔的模块的连接器、诸如参考图1-7所描述的连接器之一来使用。如以上所描述的，该支持热插拔的模块的连接器，诸如图1-7中所示出的连接器11、21、31、41、51、61或71，分别包括管脚的阵列。连接器81包括与该模块的连接器的管脚的阵列相对应的管脚的阵列82。管脚82可以为公管脚或母管脚。连接器81的阵列中的管脚的一部分能够被选择为使得能够基于该连接器81的所选择的管脚与该模块的连接器的对应管脚的连接来确定该模块与背板80的连接。

在根据本发明的背板的第二实施例中，连接器81的所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至该模块的连接器的对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该模块的连接器的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定模块与背板的有效连接。

将要注意的是，出于清楚的目的，该背板的连接器的所选择的管脚在图9-15中由圆圈“○”来表示。

作为该背板的第二实施例的一个示例，如图9所示，所选择的管脚包括位于或靠近该背板的连接器的周边的至少三个管脚。在图9中，背板90包括用于将模块连接至背板90的连接器91。该模块例如可以是如图1-8中所示的模块中的任意一个。连接器91包括管脚的阵列82。所选择的管脚包括靠近连接器91周边的三个管脚921、922和923。可替换地，所选择的三个管脚921-923可以位于连接器91的周边上。优选地，所选择的三个管脚921-923分别位于连接器91的不同侧，例如分别位于顶部、左侧和底部，或者靠近该连接器的不同侧；和/或互相尽可能远地分开。

作为该背板的第二实施例的另一个示例，如图10所示意性示出的，所选择的管脚包括分别位于或靠近该阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。在图10中，背板100包括用于将该模块连接至背板100的连接器101。连接器101包括管脚的阵列102。所选择的管脚包括分别靠近阵列102的左上角、左下角、右下角和右上角的四个管脚1021、1022、1023和1024。可替换地，所选择的四个管脚1021-1024可以分别位于阵列102的左上角、左下角、右下角和右上角。该模块例如可以是如图3所示的模块30。

作为该背板的第二实施例的又一个示例，如图11所示，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。在图11中，背板110包括用于将该模块连接至背板110的连接器111。该模块例如可以是如图1-8中所示的模块中的任意一个。连接器111包括管脚的阵列112。除了靠近阵列112的左上角、左下角、右下角和右上角的四个管脚1121、1122、1123和1124之外，所选择的管脚还包括位于管脚1123和1124之间的管脚1125。可替换地，管脚1125可以位于管脚1121和1122之间。

在根据本发明的背板的第三实施例中，该背板进一步包括连接至该背板的连接器的MCU。在该实施例中，该背板的连接器中的所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至该模块的连接器的对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与模块的连接器的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与背板的有效连接。

图12示意性地图示了根据第三实施例的背板的示图。在图12中，背板120包括用于将模块(未示出)连接至背板120的连接器121以及连接至连接器121的MCU 123。该模块例如可以是如图1-4中所示出的模块中的任意一个。连接器121包括管脚的阵列122。应当理解的是，连接器121可以利用如图8-11中所示出的任意一个连接器来实施。

在根据本发明的背板的第四实施例中，该背板的连接器中的所选择的管脚之一经由第三电阻器连接至电源并且被连接至MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。

图13示意性地图示了根据第四实施例的一个示例的背板的示图。在图13中，背板130包括用于将模块(未示出)连接至背板130的连接器131、MCU 133和电源134。该模块例如可以是如图1-4中所示出的模块中的任意一个。连接器131包括管脚的阵列132。阵列132中的管脚1321、1322、1323和1324被选择为使得能够基于所选择的管脚1321-1324与模块的连接器中的对应管脚的连接来确定该模块与背板130的连接。管脚1321经由电阻器135连接至电源134并且被连接至MCU 133，管脚1322接地，并且管脚1323与管脚1324短路。

在根据本发明的背板的第五实施例中，所选择的管脚之一经由第四电阻器接地并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个被连接至电源。

图14示意性地图示了根据第五实施例的一个示例的背板的示图。在图14中，背板140包括用于将模块(未示出)连接至背板140的连接器141、MCU 143和电源144。该模块例如可以是如图1-4中所示出的模块中的任意一个。连接器141包括管脚的阵列142。阵列142中的管脚1421、1422、1423和1424被选择为使得能够基于所选择的管脚1421-1424与该模块的连接器中的对应管脚的连接来确定该模块与背板140的连接。管脚1421经由电阻器145接地并且被连接至MCU143，管脚1422被连接至电源144，并且管脚1423与管脚1424短路。

在本发明的第三方面，提供了一种用于确定模块与背板的连接的方法。在下文中，将参考图15对根据本发明第三方面的方法进行描述。

在根据本发明的用于确定模块与背板的连接的方法中，该模块包括第一连接器，其包括管脚的阵列；并且该背板包括第二连接器，其包括与该第一连接器的管脚的阵列相对应的管脚的阵列。将要理解的是，该模块可以是如参考图1-7中所描述的任意一个模块，并且该背板可以是如参考图8-14中所描述的任意一个背板。

如图15所示，用于确定模块与背板的连接的方法1500以步骤1510作为开始。

在步骤1510，选择该第一连接器的管脚中的一部分。例如，如图2中示意性示出的，选择位于或靠近第一连接器周边的至少三个管脚。可替换地，如图3和4所示，选择分别位于或靠近第一连接器的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

随后，将第一连接器连接至第二连接器(步骤1520)。

接下来，在步骤1530，检测第一连接器的所选择的管脚是否被有效连接至第二连接器的对应管脚。

随后，基于该检测来确定该模块是否有效连接至该背板(步骤1540)。

应当注意的是，在本发明中，基于所选择的管脚与第二连接器的对应管脚的连接来确定该模块与背板的连接的过程利用以下假设来进行。也就是说，一旦第一连接器的所选择的管脚被有效连接至第二连接器的对应管脚，就认为第一连接器的所有管脚都被有效连接至第二连接器的对应管脚，由此确定该模块被有效连接至该背板。

在根据本发明的方法的实施例中，该方法进一步包括对所选择的管脚进行配置，使得一旦所选择的管脚被有效连接至该背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该背板的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与背板的有效连接。

在下文中，将参考图16来对根据本发明的方法的实施例的一个具体示例进行描述。

图16左侧示出了如图6所示的支持热插拔的模块60，并且在图16的右侧示出了结合模块60使用的背板160。背板160包括用于将模块60连接至背板160的第二连接器161。连接器161包括管脚的阵列162。四个管脚1621、1622、1623和1624分别靠近阵列162的左上角、左下角、右下角和右上角，并且对应于模块60的四个管脚621、622、623和624。

在该示例中，该方法进一步包括将所选择的四个管脚之一经由第一电阻器连接至电源以及连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个接地，并且将所选择的四个管脚中的其余两个互相短路。如图16左侧所示，选择了该模块的四个管脚621-624。管脚621经由电阻器65连接至电源64并且连接至MCU 63，管脚622接地并且管脚623与管脚624短路。

另外，该方法包括使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚之一的管脚短路，并且使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的另外一个的管脚短路。如图16右侧所示出的，管脚1621与管脚1624短路，并且管脚1622与管脚1623短路。

在该示例中，检测所选择的四个管脚是否有效连接至对应管脚包括通过该MCU来检测所选择的四个管脚之一处的电压，并且基于该检测来确定该模块是否有效连接至该背板包括在所检测的电压等于零的情况下确定该模块有效连接至该背板，或者在所检测的电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块并未有效连接至该背板。

返回图16。在模块60被连接至背板160之后，能够通过MCU 63来检测管脚621处的电压。

一方面，如果所选择的管脚621-624被有效连接至对应的管脚1621-1624，则电流将按以下方向从电源64流向大地：管脚621→管脚1621→管脚1624→管脚624→管脚623→管脚1623→管脚1622→管脚622→大地。仅在所选择的四个管脚621-624都连接至对应的管脚1621-1624时，包括所选择的管脚621-624以及对应管脚1621-1624的电路才被接通，并且将在管脚621处检测到低电平。由此，MCU 63能够基于该低电平来确定模块60有效连接至背板160，并且因此确定模块60应当被启用。因此，模块60将具有输出/输入值。

另一方面，如果所选择的四个管脚621-624中的任一个并未有效连接至背板160的对应管脚，则包括所选择的四个管脚621-624以及对应管脚1621-1624的电路将被断开，并且将在管脚621处检测到高电平。因此，MCU 63能够基于该高电平来确定模块60并未被有效连接至背板160，并且因此确定模块60不应当被启用。因此，模块60将不会具有输出/输入值。

应当理解的是，之前通过图16所示的示例描述了用于确定模块与背板的连接的方法的具体示例，然而本发明并不局限于此。例如，虽然在图16中示出了所选择的四个管脚621-624中的管脚621被连接至MCU 63，并且在所选择的四个管脚621-624有效连接至对应管脚1621-1624时能够利用MCU 63在管脚621处检测到低电平，但是所选择的管脚621-624中的任何一个都能够连接至MCU 63，并且在所选择的四个管脚621-624被有效连接时能够利用MCU 63在所选择的管脚621-624中的任一个处检测到低电平。

在根据本发明的方法实施例的另一个具体示例中，该方法进一步包括：将所选择的四个管脚之一经由第一电阻器接地并且连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个连接至电源，使得所选择的四个管脚中的其余两个管脚互相短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚之一的管脚短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的另外一个短路；其中检测所选择的四个管脚是否有效连接至相对应管脚包括利用该MCU检测所选择的四个管脚之一处的电压；并且其中基于该检测来确定该模块是否有效连接至该背板包括在所检测的电压等于零的情况下确定该模块有效连接至该背板，或者在所检测的电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块并未有效连接至该背板。根据本发明的方法实施例的该具体示例例如可以利用如图7所示的模块70以及对应的背板(未示出)来实施。由于该示例类似于参考图16所描述的示例，所以这里省略了其详细描述。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种包括背板和支持热插拔的模块的系统。该模块包括第一连接器，该第一连接器包括管脚的第一阵列；并且该背板包括第二连接器，该第二连接器包括对应于该管脚的第一阵列的管脚的第二阵列。该第一阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于该第一阵列中的所选择的管脚与该第二阵列中的对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。

根据一个示例性实施例，该第一阵列中的所选择的管脚和该第二阵列中的对应管脚被配置为使得该第一阵列中的所选择的管脚一旦被有效连接至该第二阵列中的该对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚所形成的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该第二阵列中的该对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。更具体地，仅作为一个示例，第一阵列中的所选择的管脚中的一个管脚被连接至MCU，而第一阵列中的所选择的管脚中的另一个管脚则接地，并且第一阵列中的所选择的管脚中的其余管脚的一部分互相短路。与此同时，第二阵列中的对应管脚的一部分以与第一阵列中被短路管脚互补的方式互相短路，从而在第一阵列中的所选择的管脚被有效连接至第二阵列中的对应管脚时形成闭合电路。例如，第一阵列中的所选择的管脚可以包括第一对管脚和第二对管脚，并且第二阵列中的对应管脚包括分别与该第一对管脚和第二对管脚相对应的第三对管脚和第四对管脚。该第二对管脚中的一个管脚连接至MCU而该第二对管脚中的另一个管脚被接地，该第一对管脚中的一个管脚与第一对管脚中的另一个管脚短路，并且该第三对管脚中的一个管脚与第四对管脚中的一个管脚短路，并且该第三对管脚中的另一个管脚与第四对管脚中的另一个管脚短路。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近第一阵列的周边的至少三个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该第一阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近该第一阵列的左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近该第一阵列的右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。

根据一个示例性实施例，该系统可以进一步包括微控制单元(MCU)，其连接至该第一连接器并且被配置为基于所确定的模块与背板的连接来确定该模块是否应当被启用。在该实施例中，所选择的管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。可替换地，所选择的管脚之一经由第二电阻器接地并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个被连接至电源。

根据一个示例性实施例，该系统可以进一步包括连接至该第二连接器的微控制单元(MCU)。在该实施例中，该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚之一经由第三电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个接地。可替换地，第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚之一经由第四电阻器接地并且被连接至该MCU，并且该第二阵列中对应于该第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个被连接至电源。

最后，还应当意识到的是，以上描述提供了用于描述本发明并且使得本领域技术人员能够制造并使用本发明的示例。然而，以上的该描述并非意在将本发明限制为所给出的确切形式。因此，虽然已经参考以上所给出的示例对本发明进行了详细描述，但是本领域技术人员可以针对该示例进行改变、修改和变化而并不背离本发明的范围。

Claims (25)

1.一种支持热插拔的模块，包括：

用于将所述模块连接至背板的连接器，所述连接器包括：

管脚的阵列，其中所述阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于所选择的管脚与所述背板的连接来确定所述模块与所述背板的连接。

2.根据权利要求1所述的模块，其中：

所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至所述背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述背板的有效连接的信号，由此能够基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。

3.根据权利要求2所述的模块，其中所选择的管脚包括位于所述连接器的周边上或靠近所述连接器的所述周边的至少三个管脚。

4.根据权利要求2所述的模块，其中所选择的管脚包括分别位于或靠近所述管脚的阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的模块，进一步包括：

微控制单元(MCU)，连接至所述连接器并且被配置为基于所确定的所述模块与所述背板的连接来确定所述模块是否应当被启用，

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第一电阻器连接至电源并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚接地，或者

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第二电阻器接地并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚连接至电源。

6.一种背板，包括：

第一连接器，被配置为结合支持热插拔的模块的第二连接器来使用，其中所述第二连接器包括管脚的阵列，所述第一连接器包括：

与所述第二连接器的所述管脚的阵列对应的管脚的阵列，

其中所述第一连接器的所述阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于所述第一连接器的所选择的管脚与所述第二连接器的对应管脚的连接来确定所述模块与所述背板的连接。

7.根据权利要求6所述的背板，其中：

所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至所述第二连接器的对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述第二连接器的所述对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。

8.根据权利要求7所述的背板，其中所选择的管脚包括位于所述第一连接器的周边上或靠近所述第一连接器的所述周边的至少三个管脚。

9.根据权利要求7所述的背板，其中所选择的管脚包括分别位于或靠近所述第一连接器的管脚的阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

10.根据权利要求9所述的背板，其中所选择的管脚进一步包括在位于或靠近所述左上角和所述左下角的管脚之间或者在位于或靠近所述右下角和所述右上角的管脚之间的至少一个管脚。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的背板，进一步包括：

连接至所述第一连接器的微控制单元(MCU)；

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第三电阻器连接至电源并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚接地，或者

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第四电阻器接地并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚连接至电源。

12.一种包括背板和支持热插拔的模块的系统，其中所述模块包括第一连接器，所述第一连接器包括管脚的第一阵列；并且所述背板包括第二连接器，所述第二连接器包括对应于所述管脚的第一阵列的管脚的第二阵列，并且

其中所述第一阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于所述第一阵列中的所选择的管脚与所述第二阵列中的对应管脚的连接来确定所述模块与所述背板的连接。

13.根据权利要求12所述的系统，其中：

所述第一阵列中的所选择的管脚和所述第二阵列中的对应管脚被配置为使得一旦所述第一阵列中的所选择的管脚被有效连接至所述第二阵列中的所述对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述第二阵列中的所述对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所选择的管脚包括位于所述第一阵列的周边上或靠近所述第一阵列的所述周边的至少三个管脚。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所选择的管脚包括分别位于或靠近所述第一阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所选择的管脚进一步包括在位于或靠近所述第一阵列的所述左上角和所述左下角的管脚之间或者在位于或靠近所述第一阵列的所述右下角和所述右上角的管脚之间的至少一个管脚。

17.根据权利要求13-16中任一项所述的系统，进一步包括微控制单元(MCU)，所述微控制单元连接至所述第一连接器并且被配置为基于所确定的所述模块与所述背板的连接来确定所述模块是否应当被启用，

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第一电阻器连接至电源并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚接地，或者

其中所选择的管脚中的一个管脚经由第二电阻器接地并且所述一个管脚连接至所述MCU，并且所选择的管脚中的另一个管脚连接至电源。

18.根据权利要求13-16中任一项所述的系统，进一步包括连接至所述第二连接器的微控制单元(MCU)，

其中所述第二阵列中的对应于所述第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的一个管脚经由第三电阻器连接至电源，并且所述第二阵列中的所述一个管脚连接至所述MCU，并且所述第二阵列中的对应于所述第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个管脚接地，或者

其中所述第二阵列中的对应于所述第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的一个管脚经由第四电阻器接地，并且所述第二阵列中的所述一个管脚连接至所述MCU，并且所述第二阵列中的对应于所述第一阵列中的所选择的管脚的管脚中的另一个管脚连接至电源。

19.根据权利要求13-16中任一项所述的系统，其中所选择的管脚包括第一对管脚和第二对管脚，并且所述第二阵列中的所述对应管脚包括分别与所述第一对管脚和所述第二对管脚对应的第三对管脚和第四对管脚，所述第一对管脚中的一个管脚与所述第一对管脚中的另一个管脚短路，而所述第三对管脚中的一个管脚与所述第四对管脚中的一个管脚短路，并且所述第三对管脚中的另一个管脚与所述第四对管脚中的另一个管脚短路。

20.一种用于确定模块与背板的连接的方法，其中所述模块包括第一连接器，所述第一连接器包括管脚的阵列；并且所述背板包括第二连接器，所述第二连接器包括对应于所述第一连接器的所述管脚的阵列的管脚的阵列，

所述方法包括：

选择所述第一连接器的管脚的一部分，

将所述第一连接器连接至所述第二连接器，

检测所选择的管脚是否被有效连接至所述第二连接器的对应管脚，并且

基于所述检测来确定所述模块是否被有效连接至所述背板。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

对所选择的管脚进行配置以使得一旦所选择的管脚被有效连接至所述背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述背板的有效连接的信号，由此基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中选择所述第一连接器的管脚的一部分包括选择位于所述第一连接器的周边上或靠近所述第一连接器的所述周边的至少三个管脚。

23.根据权利要求20或21所述的方法，其中选择所述第一连接器的管脚的一部分包括选择分别位于或靠近所述第一连接器的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。

24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：

将所选择的四个管脚中的一个管脚经由第一电阻器连接至电源并且将所述一个管脚连接至MCU，

将所选择的四个管脚中的另一个管脚接地，

使得所选择的四个管脚中的其余两个管脚互相短路，

使得所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的一个管脚的管脚与所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的一个管脚的管脚短路，以及

使得所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的另一个管脚的管脚与所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的另一个管脚的管脚短路，

其中检测所选择的四个管脚是否被有效连接至所述对应管脚包括利用所述MCU来检测所选择的四个管脚中的所述一个管脚处的电压；并且

其中基于所述检测来确定所述模块是否被有效连接至所述背板包括在所检测的电压等于零的情况下确定所述模块被有效连接至所述背板，或者在所检测的电压等于所述电源所提供的电压的情况下确定所述模块并未被有效连接至所述背板。

25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：

将所选择的四个管脚中的一个管脚经由第二电阻器接地并且将所述一个管脚连接至MCU，

将所选择的四个管脚中的另一个管脚连接至电源，

使得所选择的四个管脚中的其余两个管脚互相短路，

使得所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的一个管脚的管脚与所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的一个管脚的管脚短路，

使得所述第二连接器中的对应于所选择的四个管脚中的另一个管脚的管脚与所选择的四个管脚中的其余两个管脚中的另一个管脚短路；

其中检测所选择的四个管脚是否被有效连接至所述第二连接器的所述对应管脚包括利用所述MCU来检测所选择的四个管脚中的所述一个管脚处的电压；并且

其中基于所述检测来确定所述模块是否被有效连接至所述背板包括在所检测的电压等于所述电源所提供的电压的情况下确定所述模块被有效连接至所述背板，或者在所检测的电压等于零的情况下确定所述模块并未被有效连接至所述背板。