CN214278931U - 一种16槽6u vpx混合背板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种16槽6U VPX混合背板，该VPX背板采用6U VPX 16槽设计，可最多接入16个设备，其中电源槽位2个，采用冗余设计，支持标准6U VPX电源，交换槽位1个，功能槽位13个，包含四种不同类型的槽位。并支持SRIO、SGMII、PCIE等多种通讯协议。同时还具有温控、电压监测、上下电控制等功能。通过本实用新型开发出来的16槽6U VPX混合背板，可以方便地应用在需要进行多板卡间的互联通信，以及需要对系统进行健康管理的情况时。另外所选用元器件均可以采用国产器件，打破了国外对进口的军用电子器件的限制及禁运、封锁其核心技术的局面，可以达到百分百国产化。

Description

一种16槽6U VPX混合背板

技术领域

本实用新型涉及16槽6U VPX混合背板领域，具体涉及一种16槽6U VPX混合背板。

背景技术

VPX背板是VPX机箱中最基础的部分，它使整个系统中的各个板卡能够通过交换板进行数据交换，通过一个VPX背板连接多个插入式板卡，如CPU处理器板，控制存储板等等，这就需要背板具有更大的灵活性，能够同时兼容支持不同协议标准的板卡，通过选择不同的点对点信号连接方案，呈现一个更好的解决方案。

VPX背板通常要实现各种高速信号标准，如PCIE、SRIO、万兆网，这就需要槽与槽之间点对点连接要保持信号的完整性和沟通速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通用的16槽6U VPX混合背板，可以方便地插上支持各种协议的板卡，通过交换板进行数据的交互，实现插上的每个板卡之间都可以进行互联通信。

本实用新型16槽6U VPX混合背板采用单星型拓扑结构，由一个交换槽连接了所有的功能槽。支持220V交流电输入。还涉及很多高速通信协议，比如SRIO协议，PCIE协议，1000BASE-BX协议，1000BASE-T协议，10GBASE-BX4协议，10GBASE-KX4协议。还有电源槽、交换槽、各种功能槽的设计，同时还实现了基于STM32温度、电压监控以及上下电控制等功能。

为实现上述功能，本实用新型的技术方案如下：一种16槽6U VPX混合背板，所述混合背板上包括第一～十六插槽，其中第十五插槽、第十六插槽分别作为电源槽，第一～第七槽位、第九～第十四槽位作为功能槽，第八槽位作为交换槽；混合背板上还包括温度监测模块、电压监测模块、上下电控制模块；其中，十三个功能槽上的信号线连接到交换槽。

进一步的，所述温度监测模块包括多个温度采集芯片，连接到STM32，STM32连接到多个风扇；通过6个温度采集芯片采集到6个位置的温度数据输出给STM32，STM32根据6个位置温度的高低，分别控制对应位置风扇的转速。

进一步的，所述电压监测模块包括一个电压监测芯片，连接到STM32，所述的电压监测芯片包括多个电压输入端，包括12V输入端、5V输入端，和3.3V输入端。

进一步的，所述电源槽包括多个电压输出端口，用于输出12V、5V和3.3V的电压给其他槽位供电，电源槽上插标准的VPX电源板；电源槽引出INHIBIT使能信号，通过控制该使能信号实现对电源板上下电控制。

进一步的，所述混合背板采用220V的交流电输入，给电源槽供电，电源槽输出12V、3.3V、5V给背板的其他槽位供电；或者通过铜柱直接输入12V、3.3V、5V给背板供电；电源槽引出一个INHIBIT使能信号给STM32，STM32通过INHIBIT使能信号控制电源板的上下电。

进一步的，所述交换槽选用VITA65标准中的Switch Slot ProfileSLT6-SWH-16U20F，然后将13个功能槽上的信号线连接到交换槽对应位置。

进一步的，所述功能槽分为四种类型，其中包含两种标准槽位和两种非标准槽位，分别支持不同类型的板卡，13个功能槽包括三个标准槽位，10个非标准槽位。

有益效果：

通过本实用新型开发出来的16槽6U VPX混合背板，可以应用在需要进行多板卡间的互联通信，以及需要对系统进行健康管理时。另外所选用元器件均可以采用国产器件，打破国外对进口的军用电子器件的限制及禁运、封锁其核心技术的局面，可以达到百分百国产化。

附图说明

图1为本实用新型的16槽6U VPX混合背板槽位功能模型图；

图2为本实用新型的16槽6U VPX混合背板STM32部分功能模型图；

图3为本实用新型的16槽6U VPX混合背板的信号从功能槽到交换槽的连接位置；

图4为本实用新型的16槽6U VPX混合背板结构要素。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

根据本实施例，本实用新型的一种16槽6U VPX混合背板，如图1所述，该混合背板上包括第一～十六插槽(slot1～slot16)，其中第十五插槽、第十六插槽分别作为电源槽位，第一～第七槽位、第九～第十四槽位作为功能槽位，第八槽位作为交换槽位，混合背板上的插槽对应于如下功能模块：温度监测模块、电压监测模块、上下电控制模块、电源槽、交换槽、功能槽；

温度监测模块：包括多个温度采集芯片，温度采集芯片的放置位置为：第二和第三槽位之间，第四和第五槽位之间，第六和第七槽位之间，第八和第九槽位之间，第十和第十一槽位之间。温度采集芯片连接到STM32，STM32连接到多个风扇；通过6个温度采集芯片采集到6个位置的温度数据输出给STM32，STM32根据6个位置温度的高低，分别控制对应位置风扇的转速，在控制住机箱温度的同时，降低风扇的功耗和噪音。可选的，温度检测芯片选用GXCAS公司的GX18B20U，测温范围：-55℃～+125℃。通过6片DS18B20U测得温度数据并传输给STM32，STM32根据每个位置温度的高低，通过PWM信号控制对应位置风扇的转速，以达到在控制住温度的同时降低风扇噪声和功耗的目的。

电压监测模块：所述电压监测模块包括一个电压监测芯片，连接到STM32，所述的电压监测芯片包括多个电压输入端，可选的，包括12V输入端、5V输入端，和3.3V输入端，通过所述电压监测芯片测量各种电压值，和设计电压值进行比较，如果电压异常则断开电源。可选的，如图2所示，电压监测芯片选用LTC2991IMS，工作电压范围：3V～5.5V，测压引脚输入电压范围：0V～4.9V，12V和5V要经过电阻分压输出给测压芯片，工作温度范围：-40℃～+85℃。12V和5V的电压要经过分压后保证在输入电压范围内，LTC2991IMS将所测电压值通过IIC信号给电压检测芯片STM32，当所测电压值和设计值偏差5％以上，STM32拉低使能信号，控制电源板关闭电源输出。

上下电控制模块：通过STM32电压检测芯片检测电源开关输出的低电平的时间，来区分是上电还是掉电，然后拉高或拉低连接到电源槽的INHIBIT信号。根据本实用新型的一个实施例，当机箱需要开机时，外部需输入一个低电平脉冲给STM32，STM32检测到脉冲后拉高电源槽的INHIBIT信号。当需要关机时，输入一个持续2秒以上的低电平信号，STM32收到持续2秒以上的低电平信号，就拉低电源槽的INHIBIT信号。

电源槽：电源槽上可以插标准的VPX电源板，通过电源板卡给背板上的其他槽位供电。所述电源槽包括多个电压输出端口，用于输出12V、5V和3.3V的电压给其他槽位供电，引出INHIBIT使能信号，通过控制该使能信号实现对电源板上下电控制。

可选的，所述电源槽连接器选用中航光电的VPX电源连接器，型号为：DP2AZJC0700-000(J0)、DP2AZJC1036-000(J1)。

本实用新型6U VPX混合背板支持220V的交流电输入，给电源槽供电，电源槽输出12V、3.3V、5V给背板的其他槽位供电。或者通过铜柱直接输入12V、3.3V、5V给背板供电。电源槽需引出一个INHIBIT信号给STM32，STM32可以通过INHIBIT信号控制电源板的上下电。

交换槽：所述交换槽选用VITA65标准中的Switch Slot Profile SLT6-SWH-16U20F，然后将13个功能槽上的信号线连接到交换槽对应位置。

交换槽的连接器选用贵州航天电器的VPX连接器，型号为：J1410186-1(J0)、J1410140-1(J1、J3～J5)、J1410142-1(J2、J6)，槽位的设计选用VITA65标准中的SwitchSlot Profile SLT6-SWH-16U-20F，然后将13个功能槽上的信号线连接到交换槽对应位置，具体连接情况如图3。

功能槽：所述功能槽一共设计了四种类型，其中包含两个标准槽位和两个非标准槽位，分别支持不同类型的板卡。

可选的，功能槽的连接器选用贵州航天电器的VPX连接器，具体型号选择和交换槽相同。功能槽一共设计了四种类型，包括两种标准槽位，参考VITA65标准中的Payload SlotProfile SLT6-PAY-4F1Q2U2T和Peripheral Slot Profile SLT6-PER-2F。它们分别支持的通信协议如下表所示。

表1 SLT6-PAY-4F1Q2U2T支持协议

表2 SLT6-PAY-2F支持协议

另外两种非标准的槽位，一种是在J1上支持一个Fat Pipe和一个Ultra-ThinPipe；另一种是在J1上支持一个Fat Pipe，在J4上支持Ultra-Thin Pipe。Fat Pipe支持SRIO/PCIE/10GBASE-BX4/10GBASE-KX4协议，Ultra-Thin Pipe支持1000BASE-BX协议。

Fat Pipe：一个Fat Pipe包含8对线，例如4X的SRIO。

Ultra-Thin Pipe：一个Ultra-Thin Pipe包含2对线，例如1X的SRIO。

Thin Pipe：一个Thin Pipe包含4对线，例如1000BASE-T。

其中SLOT1、SLOT2、SLOT3的J2、J3、J5、J6没有信号连接，SLOT4和SLOT14的J2、J3、J4、J5、J6没有信号连接，是为了如果有需要，方便增加后走线板。背板的结构要素如图4。

上面参照附图说明了本实用新型的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型作出各种修改和变型。本实用新型的保护范围由所附的权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：所述混合背板上包括第一～十六插槽，其中第十五插槽、第十六插槽分别作为电源槽，第一～第七槽位、第九～第十四槽位作为功能槽，第八槽位作为交换槽；混合背板上还包括温度监测模块、电压监测模块、上下电控制模块；其中，十三个功能槽上的信号线连接到交换槽。

2.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述温度监测模块包括多个温度采集芯片，连接到STM32，STM32连接到多个风扇；通过6个温度采集芯片采集到6个位置的温度数据输出给STM32，STM32根据6个位置温度的高低，分别控制对应位置风扇的转速。

3.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述电压监测模块包括一个电压监测芯片，连接到STM32，所述的电压监测芯片包括多个电压输入端，包括12V输入端、5V输入端，和3V输入端。

4.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述电源槽包括多个电压输出端口，用于输出12V、5V和3.3V的电压给其他槽位供电，电源槽上插标准的VPX电源板；电源槽引出INHIBIT使能信号，通过控制该使能信号实现对电源板上下电控制。

5.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述混合背板采用220V的交流电输入，给电源槽供电，电源槽输出12V、3.3V、5V给背板的其他槽位供电；或者通过铜柱直接输入12V、3.3V、5V给背板供电；电源槽引出一个INHIBIT使能信号给STM32，STM32通过INHIBIT使能信号控制电源板的上下电。

6.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述交换槽选用VITA65标准中的Switch Slot Profile SLT6-SWH-16U20F，然后将13个功能槽上的信号线连接到交换槽对应位置。

7.根据权利要求1所述的一种16槽6U VPX混合背板，其特征在于：

所述功能槽分为四种类型，其中包含两种标准槽位和两种非标准槽位，分别支持不同类型的板卡，13个功能槽包括三个标准槽位，10个非标准槽位。

Images