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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Rückwanddatenbus
zur Verbindung mehrerer Baugruppen miteinander, wobei jeder Baugruppe
jeweils ein Bustreiber zugeordnet ist.
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Große elektronische Systeme der
Computer-, Informations-, und Kommunikationstechnik bestehen üblicherweise
aus mehreren Einzelbaugruppen, die gleichartige oder verschiedene
Funktionen realisieren. Zum Informationsaustausch dieser Baugruppen
wird oft ein gemeinsamer Bus eingesetzt, der sich auf der gemeinsamen
Rückwand
befindet, z.B. bekannt aus EP 0 629 063 A1. Aus dem IEEE Standard
ANSI/IEEE 960 ist ferner bekannt, daß Hilfsfunktionen auf der Rückseite
des Rückwanddatenbusses
angeordnet werden können.
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1 und 2 zeigen eine derartige bekannte
Einrichtung. Die einzelnen Baugruppen 12 sind über einen
Rückwandda-
tenbus 11 auf einer gemeinsamen Rückwand 16 miteinander
verbunden. Jede Baugruppe besitzt einen Bustreiber 13.
Die einzelnen Baugruppen sind über
Steckverbinder 14 mit dem Rückwanddatenbus 11 auf
der Rückwand 16 verbunden.
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Die Takt- bzw. Datenrate auf diesem
Rückwanddatenbus 11 bestimmt
entscheidend die Leistungsfähigkeit
des Gesamtsystems. Diese Takt- bzw. Datenrate wird durch die Buslaufzeit
bestimmt, die ein elektrisches Digitalsignal von einer Baugruppe 12 zu
einer anderen Baugruppe 12 des Systems benötigt. Insbesondere
bei sehr großen
Systemen mit vielen Baugruppen 12, die jeweils einen relativ
hochpoligen Rückwandsteckverbinder 14 besitzen,
kommt es zu langandauernden Einschwingvorgängen und Reflexionen, welche
die Buslaufzeit vergrößern.
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Zur elektrischen Ansteuerung des
Rückwanddatenbusses 11 werden
spezielle digitale bidirektionale Treiberbausteine 13 verwendet,
die auf der Baugruppe 12 nahe am Rückwandsteckverbinder 14 plaziert
werden und eine ausreichende Stromergiebigkeit besitzen, um auf
dem Rückwanddatenbus 11 den
erfor derlichen elektrischen Eingangspegel der angeschlossenen Empfänger zu
gewährleisten.
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Insbesondere bei Baugruppen 12 mit
einer hohen Packungsdichte an elektronischen Bauelementen besitzen
die Verbindungsleitungen 15 zwischen dem Ausgang des Bustreibers 13 und
dem Rückwandsteckverbinder 14 Längen von
einigen Zentimetern. Dies entspricht einer störenden kapazitiven Belastung
von ca. 3–7
pF. Zusammen mit den nicht zu vernachlässigenden parasitären elektrischen Eigenschaften
eines hochpoligen Rückwandsteckverbinders
führt dies
zu einer elektrischen Störstelle (kapazitive
Belastung) auf dem Rückwanddatenbus.
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Bei Rückwanddatenbussen mit vielen
anzuschließenden
Baugruppen werden die Buslaufzeiten durch zwei Effekte unnötig verlängert, wodurch
die Leistungsfähigkeit
des Systems begrenzt wird:
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- – Die
gesteckten Baugruppen führen
zu vielen elektrischen Störstellen
auf dem Rückwandbus
und damit zu langandauernden Einschwingvorgängen.
- – Das
Stecken oder Ziehen von Baugruppen verändert die elektrischen Eigenschaften
des Rückwandbusses.
Eine elektrische Optimierung des Rückwandbusses auf alle möglichen
Kombinationen von gesteckten und gezogenen Baugruppen ist unter Umständen unmöglich. Die
Takt- bzw. Datenrate ist damit durch die ungünstigste Kombination von gesteckten
und gezogenen Baugruppen, die zu den längsten Einschwingvorgängen führt, begrenzt.
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Weiterhin muß beim Stecken einer Baugruppe
damit gerechnet werden, daß die
ungeladene Stichleitung der Baugruppe einen Spannungsimpuls auf
dem Rückwanddatenbus
erzeugt. Dies kann zu Betriebsstörungen
während
des Steckens führen, was
insbesondere bei Systemen der Kommunikations- und Informationstechnik
unerwünscht
ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, einen Rückwanddatenbus
der eingangs genannten Art anzugeben, welche die oben aufgezählten Nachteile
nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen
Rückwanddatenbus
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen den
Baugruppen zugeordneten Bustreiber auf der Rückwand angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt die
oben angeführten
Nachteile. Die elektrisch nachteiligen Stichleitungen auf der Baugruppe
zwischen Bustreiber und Rückwandstecker
entfallen. Ebenso entfallen die nicht zu vernachlässigenden
Einflüsse des
hochpoligen Rückwandsteckverbinders.
Die Bustreiber können
somit über
minimal kurze Leitungen mit dem Rückwandbus verbunden werden.
Damit wird die elektrische Störung
des Rückwandbusses
minimiert.
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Die auf der Rückwand angebrachten Bustreiber
sind ständig
mit dem Bus verbunden, unabhängig davon,
ob die dazugehörenden
Baugruppen gesteckt oder gezogen sind. Dies führt zu konstanten elektrischen
Verhältnissen
auf dem Bus, der für
diesen Fall optimiert werden kann.
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Dies alles führt zu Buslaufzeiten, die je
nach Ausgangslage gegenüber
dem Stand der Technik erheblich verkürzt sind. Damit ist eine wesentlich
höhere
Systemleistung möglich.
Außerdem
ist mit der hier vorgeschlagenen Anordnung gewährleistet, daß während des
Steckens einer Baugruppe keine Störung des Busbetriebs auftritt.
Dies ist ein weiterer, nicht unerheblicher Vorteil der Erfindung.
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Die Plazierung der Bustreiber auf
der gemeinsamen Rückwand
erlaubt dagegen, den Bus mit der physikalisch maximal möglichen
Taktrate zu betreiben. Weiterhin ist das Stecken von Baugruppen möglich, ohne
den Busbetrieb zu stören.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses
ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus einer nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des
erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses
anhand einer Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht eines bekannten Rückwanddatenbusses,
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2 eine
schematische Darstellung des bekannten Rückwanddatenbusses von oben,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses,
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4 eine
schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses
von oben, und
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5 eine
perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses.
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Die 3 und 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Rückwanddatenbusses
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die einzelnen Baugruppen 22 sind über einen
Rückwanddatenbus 21 auf
einer gemeinsamen Rückwand 26 miteinander
verbunden. Jede Baugruppe besitzt einen Bustreiber 23, welcher
jeweils auf der Rückwand 26 im
Wesentlichen über
dem Rückwanddatenbus
vorgesehen ist. Die einzelnen Baugruppen sind über Steckverbinder 24 mit
dem Rückwanddatenbus 21 auf
der Rückwand 26 verbunden.
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Die Realisierung der Erfindung erfolgt
also durch die Umplazierung der benötigten Bustreiber von den einzusteckenden
Baugruppen auf die Rückwand
selbst. Dabei wird darauf geach tet, daß der Ausgang des Bustreibers
möglichst
direkt, d.h. ohne Stichleitung, mit dem Rückwandbus verbunden ist. Läßt sich
eine Stichleitung nicht vermeiden, dann soll sie minimal kurz gehalten
werden. Idealerweise wird die eventuell für das Layout benötigte "Breakout"-Figur des Treibers
direkt über
eine Durchkontaktierung mit dem Bus elektrisch verbunden. Die Treiber,
die einem Baugruppensteckplatz zugeordnet sind, der nicht belegt
ist, müssen
durch entsprechende Beschaltung "disabled" sein (d. h.: hochohmige
Ausgänge).
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Ein entsprechend ausgelegtes Systemdesign
sorgt für
eine zentrale Spannungsversorgung der auf der Rückwand befestigten Bustreiber.
Ausserdem wird eine passende "fail-safe"-Strategie realisiert, die einen Bausteindefekt
verhindert, falls die Spannungsversorgung der Rückwand oder eine Spannungsversorgung
einer steckbaren Baugruppe ausfällt.
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Wenn aus system- oder fertigungstechnischen
Aspekten keine aktiven Bauelemente direkt auf der Rückwand befestigt
werden können,
dann bieten sich zwei Möglichkeiten
an, die ebenfalls nur eine sehr geringe Störung des Rückwandbusses darstellen.
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Die Bustreiber 23 werden
auf einem Sockel 28 montiert (s. 5) .
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Oder die Bustreiber 23 werden
auf kleinen Modulen 29 plaziert, die über kleine Steckeinschübe 30 mit
optimalen elektrischen Eigenschaften mit der Rückwand 26 verbunden
werden können
(vergleichbar den heutigen DIMM oder SIMM Speichermodulen) (s. 5).
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Diese Lösungen stellen somit weitere
Varianten der dargestellten Erfindung dar.
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Der erfindungsgemäße Rückwanddatenbus reduziert die
Einschwingvorgänge
und ermöglicht
so eine höhere
Systemleistung.