DE19941691B4

DE19941691B4 - Rückwanddatenbus zur Verbindung mehrerer Baugruppen

Info

Publication number: DE19941691B4
Application number: DE1999141691
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr.-Ing. Schnell
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: DE19941691A1

Abstract

Rückwanddatenbus zur Verbindung mehrerer Baugruppen miteinander, wobei jede Baugruppe jeweils ein Bustreiber zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
– daß die einzelnen den Baugruppen (22) zugeordneten Bustreiber (23) auf der Rückwand (26) angeordnet sind,
– daß ein oder mehrere Ausschlüsse der Baugruppe über einen Steckverbinder (24) mit den baugruppenseitigen Ausschlüssen der Bustreiber verbunden sind, und
– daß die Leitungen des Rückwanddatenbusses direkt mit entsprechenden Auschlüssen des Bustreibers verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rückwanddatenbus zur Verbindung mehrerer Baugruppen miteinander, wobei jeder Baugruppe jeweils ein Bustreiber zugeordnet ist.

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.

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.

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.

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.

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.

Bei Rückwanddatenbussen mit vielen anzuschließenden Baugruppen werden die Buslaufzeiten durch zwei Effekte unnötig verlängert, wodurch die Leistungsfähigkeit des Systems begrenzt wird:

– 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.

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.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Rückwanddatenbus der eingangs genannten Art anzugeben, welche die oben aufgezählten Nachteile nicht aufweist.

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.

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.

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.

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.

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.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus einer nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses anhand einer Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Rückwanddatenbusses,
2 eine schematische Darstellung des bekannten Rückwanddatenbusses von oben,
3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses,
4 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses von oben, und
5 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rückwanddatenbusses.
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.
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).
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.
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.
Die Bustreiber 23 werden auf einem Sockel 28 montiert (s. 5) .
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).
Diese Lösungen stellen somit weitere Varianten der dargestellten Erfindung dar.
Der erfindungsgemäße Rückwanddatenbus reduziert die Einschwingvorgänge und ermöglicht so eine höhere Systemleistung.

Claims

Rückwanddatenbus zur Verbindung mehrerer Baugruppen miteinander, wobei jede Baugruppe jeweils ein Bustreiber zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die einzelnen den Baugruppen (22) zugeordneten Bustreiber (23) auf der Rückwand (26) angeordnet sind, – daß ein oder mehrere Ausschlüsse der Baugruppe über einen Steckverbinder (24) mit den baugruppenseitigen Ausschlüssen der Bustreiber verbunden sind, und – daß die Leitungen des Rückwanddatenbusses direkt mit entsprechenden Auschlüssen des Bustreibers verbunden sind.
Rückwanddatenbus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bustreiber (23) auf einem Sockel (28) angeordnet sind.
Rückwanddatenbus- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bustreiber (23) auf Modulen angeordnet sind, welche über Steckeinschübe (30) mit der Rückwand (26) verbunden sind.
Rückwanddatenbus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge eines einem nicht belegten Steckplatz zugeordneten Bustreibers (23) hochohmig geschaltet sind.