JP2001042981A - マザーボード - Google Patents
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Abstract
端抵抗を配設する。 【解決手段】 本発明のマザーボードMB1は、基板表
面11の表面に配設された複数のプラグコネクタ12
と、これらプラグコネクタ間を相互に接続するバスライ
ンとを有し、プラグコネクタ12に接続されるドータボ
ードDB1〜DB7間の相互通信を許容するマザーボード
である。その上で、このマザーボードの表面に配設され
るプラグコネクタ12,12…のうち、バスラインの最
終スロットS8を成すプラグコネクタには、バスライン
の反射ノイズを低減させる終端抵抗を有したターミネー
ションボードTB1が接続されるようにマザーボードを
構成する。あるいは、最終スロットS8の裏面にターミ
ネーションボードが接続されるようマザーボードを構成
する。
Description
ータを応用した産業機器の制御基板に関し、さらに詳し
くは、各種機能を有する基板間のバスラインを有するバ
ス用マザーボードの構成及びそのコネクタ構造に関す
る。
の多数の機能基板(マザーボードに対して「ドータボー
ド」という。)をコネクタ接続し、これ等ドータボード
間の通信を行うバス用マザーボードは、計測制御機器や
医療機器をはじめとして多くの産業機器に広く用いられ
ている。これらマザーボードに用いられるバス(BSU)の
規格はIEEE規格やICE規格等の工業規格において種々の
規格が規定されており、これ等の規格準拠したVME BUS
用マザーボードやCPCI BUS用マザーボード等多種のバス
用マザーボードが、接続する基板の大きさやスロット数
に応じて多数製品化されている。
レーン」または「バックボード」とも称する)では、マ
ザーボードに形成されたバスライン上を高周波の制御信
号が流れている。特に近年のシステムではマイクロコン
ピュータの処理単位であるビット数が16Bit→32Bit→64
Bitへと増大し、さらに基準クロックが高速化するに伴
って制御信号は高速・高周波数化している。その結果、
バスライン上では送信された高周波信号の反射が生じる
ようになり、この反射成分が制御信号にノイズとして重
畳してシステムの安定作動を妨げるようになった。この
ため、高速の通信処理を行うバス用マザーボードでは、
バスライン上の最終スロット脇に高速ショットキー・ダ
イオード・アレイ(終端抵抗)を実装し、高周波信号を
吸収することによってバスラインに反射ノイズを生じな
いようにしている。
な終端抵抗をマザーボードに実装することによって、マ
ザーボード上に実装されるべき部品数が増大し、基板装
着用コネクタやコンデンサ、端子等従来から実装されて
いた部品の実装スペースが狭小化する、あるいはマザー
ボードの寸法が大型化する、という課題を有していた。
付きの小基板を他のドータボードと同様に作成し、この
小基板をマザーボード上の最終スロットに挿入して機能
させることが考案される。しかし、この解決手段によれ
ば、終端抵抗付きの小基板(ターミネーションボード)が
マザーボード上の最終スロットを占有することとなり、
実質的に利用可能なスロット数が減少するという課題が
生じる。
れたものであり、マザーボードの実装スペースを狭小化
させたりボード寸法を大型化させることなく、終端抵抗
を配設するマザーボードを提供することを目的とする。
また、さらに進んで、利用可能なスロット数を減少させ
ることなく終端抵抗を配設するマザーボードを提供する
ことを目的とする。
ため、本発明に係るマザーボードは基板表面に配設され
た複数のコネクタ部材(例えば実施形態に於けるプラグ
コネクタ12)と、これら複数のコネクタ部材間を相互
に接続するバスラインとを有し、複数のコネクタ部材に
接続される複数のドータボード間の相互通信を許容する
マザーボードである。その上で、マザーボードの表面に
配設される複数のコネクタ部材のうち、バスラインの最
終段を成すコネクタ部材には、バスラインの反射ノイズ
を低減させる終端抵抗を有したターミネーションボード
が接続されるようにマザーボードを構成する。
終スロット脇に配設されていた終端抵抗(高速ショット
キー・ダイオード・アレイ)はターミネーションボード
上に配設され、バスラインの最終段を成すコネクタ部材
に他のドータボードと同様にコネクタ接続される。従っ
て、マザーボード上では終端抵抗を移設したことにより
他の実装スペースを拡大させることができ、あるいはマ
ザーボードを小型化させることができる。
係る他のマザーボードは上記同様に基板表面に配設され
た複数のコネクタ部材と、これら複数のコネクタ部材間
を相互に接続するバスラインとを有し、複数のコネクタ
部材に接続される複数のドータボード間の相互通信を許
容するマザーボードである。その上で、このマザーボー
ドは、マザーボードの表面に配設される複数のコネクタ
部材のうち、バスラインの最終段を成すコネクタ部材の
裏面に、バスラインの反射ノイズを低減させる終端抵抗
を有したターミネーションボードが接続されるコネクタ
部材(例えば実施形態に於けるプラグコネクタ15)を
設けてマザーボードを構成する。
に配設されていた終端抵抗がターミネーションボード上
に配設され、このターミネーションボードはバスライン
の最終段を成すコネクタ部材の裏面に配設されたコネク
タ部材に、他のドータボードと同様にコネクタ接続され
る。従って、マザーボード上では終端抵抗を移設したこ
とにより他の実装スペースを拡大させ、あるいはマザー
ボードを小型化させることができる。また、本構成によ
ればターミネーションボードがマザーボード表面側に実
装された終端スロットを占有することがないため、マザ
ーボード表面のスロット全数をドータボード接続用とし
て利用することができ、従ってスロットの有効利用を図
ることができる。
ーションボードは、ターミネーションボードを構成する
基板の部品実装面がマザーボードに接続される他のドー
タボードと平行な方向に配設されるように構成すること
が好ましい。この様な構成によればターミネーションボ
ードは他のドータボードと平行に立設されるため、他の
ドータボードを取り付ける障害となることがなく、ま
た、このマザーボードを備えるシステムの幅方向寸法
(複数スロットの配列方向寸法)を抑制して小型のシス
テムを提供することができる。
をマザーボード裏面側に配設する場合において、マザー
ボードに接続されるターミネーションボードは、ターミ
ネーションボードを構成する基板の部品実装面がマザー
ボードと平行に配設されるよう構成することが好まし
い。この様な構成によれば、ターミネーションボードは
マザーボード裏面側に突出して立設されることがなく、
従って、マザーボード裏面側への奥行き寸法(システム
の厚さ方向寸法)を抑制して小型のシステムを提供する
ことができる。
について図面を参照して説明する。図1には本発明に係
るマザーボード(CPCIバス用マザーボード)MBの斜視
図を示し、図2はこの様なマザーボードMBの正面図を
示している。マザーボードMBは、プリント基板11
と、この基板11の表面側(コネクタ搭載面側)に配設
されて複数のドータボード接続用スロット(図示する例
では8スロット)を構成するプラグコネクタ12,12
・・と、この基板11の裏面側に配設されて複数電圧の
供給を受けあるいは接地するための電源端子13、及び
ラインフィルタ・コンデンサやジャンパーピン等の実装
部品(不図示)などから構成されている。
ネクタ12は、それぞれ横7列×縦25段のピン配列を
有するP1コネクタと、横7列×縦22段のピン配列を
有するP2コネクタとからなり、図2における上下方向
に連結配設されて一体のプラグコネクタを構成してい
る。このうち下方に配設されるP1コネクタには、縦2
5段のうち中央3段を使用して誤挿入防止キーKPが配
設され、ドータボード接続時における上下逆接続を防止
している。
層から成る積層構造を有して構成されており、各層ごと
にプリント配線がなされ、基板表面側からGND配線層、
a列及びc列のバスライン配線層、V(I/O)バスライン
配線層のように、層ごとに各スロット(プラグコネクタ)
のピン列間を結ぶバスラインが形成されている。
Bでは、各スロットにシステム構成に応じた機能基板
(ドータボード)DBが挿入される。この様な機能基板
としてシステム全体を制御するCPU基板、外部装置との
入出力を行うI/O基板、シーケンスやシステムの規定値
等を記憶するメモリー基板、3次元画像表示の演算処理
を行うグラフィック基板などが挙げられる。そして、こ
れ等各ドータボードDBはマザーボードMBのプリント
基板11内に形成されたバスラインを通じて相互に通信
を行うことによって、一体のシステムとして機能する。
は、各信号層において高速・高周波数の信号が送受信さ
れており、バスラインの終端部には、送信された高周波
信号の反射が生じないよう高速ショットキー・ダイオー
ド・アレイ(終端抵抗)を配設する必要がある。このた
め、この様なマザーボードでは信号の流れ方向を規定す
る必要から、ドータボードDBのスロット挿入位置に一
定の規則を定めている。すなわち、高速の演算処理を行
うとともに各ドータボードに基準クロック信号を送信す
るCPU基板を最上流のスロットに配設して、このスロッ
トをシステムスロットと規定し、これに対して最下流と
なる他端側を終端スロットとしている。図2は左端がシ
ステムスロットS1、右端が終端スロットS8となるシ
ステムスロット左側タイプのマザーボードを示してい
る。本発明に係るマザーボードMBでは、従来のマザー
ボードにおいて終端スロット(本実施例におけるS8)の
脇に配設されていた終端抵抗を有さない構成としてい
る。
における、好ましい実施形態のマザーボードMB1を示
しており、図2に示したマザーボード正面図に対する上
面図を表すとともに、他のドータボードDBとの接続関
係を例示したものである。この図に示すように、マザー
ボードMB1はマザーボード上のスロットS1〜S7
に、前述のような各種機能を有するドータボードDB1
〜DB7をコネクタ接続することにより一体のシステム
を構築する。マザーボードMB1上の終端スロットS8
には、高速ショットキー・ダイオードを実装するターミ
ネーションボードTB1がコネクタ接続される。
4面図を示しており、マザーボードMB1の各スロット
を構成するプラグコネクタ12と嵌合接続可能なレセプ
タクルコネクタ21と、終端抵抗基板30とから構成さ
れている。レセプタクルコネクタ21は、横5列×縦2
5段のコンタクト配列を有するJ1コネクタと、横5列
×縦22段のコンタクト配列を有するJ2コネクタとか
らなり、図4における上下方向に連結配設されて一体の
レセプタクルコネクタを構成している。このうち下方に
配設されるJ1コネクタには、縦25段のうちの中央3
段を使用して誤挿入防止キーKRが配設され、マザーボ
ードMB1側のプラグコネクタ12に配設されたキーKP
と係合することにより、ターミネーションボード(ドー
タボード)接続時における上下逆接続を防止している。
なお、各プラグコネクタにおける両側端列(v列及びf
列)は未使用ピン列である。
31と、この基板上に実装された高速ショットキー・ダ
イオード32,32・・(図におけるU1〜U7)、チッ
プコンデンサ33,33・・(図におけるC1〜C9)等
から成り、これ等によって、各バスライン層に送信され
る高周波信号を吸収して端面反射が生じないように構成
されている。また、終端抵抗基板30は他のドータボー
ドDB1〜DB7と同様の端子配列をもって構成されてお
り、同一のレセプタクルコネクタ21とハンダ接合され
ることにより他のドータボードDB1〜DB7と平行に、
すなわちマザーボードMB1に対して垂直に配設され
る。
ボードMB1はドータボードを接続するための複数スロ
ットS1〜S8のうち、最終スロットS8にバスライン
の反射を防止するターミネーションボードTB1をコネ
クタ接続して構成される。このため、マザーボード上に
終端抵抗を設ける必要がなく、マザーボード上の実装ス
ペースの拡大またはマザーボードの小型化を図ることが
できる。また、このターミネーションボードTB1は、
他のドータボードDB1〜DB7と平行に配設される。こ
のため、ターミネーションボードTB1が他のドータボ
ードと干渉したり、マザーボードMB1の側方や奥行き
方向に突出する等のことがなく、システムをコンパクト
に構成することができる。
ーミネーションボードTB1は他のドータボードに対し
て終端側に配設すれば良い。従って、例えばシステムを
構成するドータボードがDB1〜DB5の5枚で構成され
る場合においては、ターミネーションボードTB1は、
上記実施例と同様のスロットS8に接続して配設する
他、スロットS6またはS7に配設することも可能であ
る。この様に本実施例によれば、レセプタクルコネクタ
21を用いることにより、ターミネーションボード取付
の自由度を拡大することが可能である。
ける、他の好ましい実施形態のマザーボードMB2を図
5(a)(b)に示しており、図4に示したと同様に上面図を
表すとともに、他のドータボードDB等の接続関係を例
示したものである。この両図に示すように、マザーボー
ドMB2はマザーボード上のスロットS1〜S8に、前
述同様の各種機能を有するドータボードDB1〜DB8を
コネクタ接続することにより一体のシステムを構築す
る。マザーボードMB2の裏面側には、他のスロットと
同様のP1,P2コネクタから成るプラグコネクタ15
が終端スロットS8のプラグコネクタと背中合わせに配
設されており、スロットS8と鏡面対称のピン配列とな
ってマザーボード上にハンダ接合されている。このスロ
ットS9には、高速ショットキー・ダイオード・アレイ
を実装するターミネーションボードTB2またはTB3が
コネクタ接続される。
ボードTB2の4面図を図6に示しており、このターミ
ネーションボードTB2は、レセプタクルコネクタ22
と前記実施形態と同一の終端抵抗基板30とから構成さ
れている。レセプタクルコネクタ22は、前記実施形態
のレセプタクルコネクタ21と同じJ1コネクタとJ2
コネクタとからなる。その上で、このレセプタクルコネ
クタ22は、レセプタクルコネクタ21におけるJ1,
J2それぞれについて、コネクタ接続端面の中心を通り
接続端面に直交する軸(例えばJ1コネクタについて図
4及び図6中にPで示す)を回転中心として180度回転
させ、この状態で前記実施形態とは逆方向から終端抵抗
基板30にハンダ接合することにより、一体のレセプタ
クルコネクタ22として構成されている。
クタ22及びターミネーションボードTB2は、マザー
ボード表面側のスロットS8に配設されるレセプタクル
コネクタ21及びターミネーションボードTB1(あるい
はドータボード)と、コネクタ接続端面を中心として鏡
面対称な構成となる。マザーボード裏面側のスロットS
9に配設されるP1,P2コネクタ(プラグコネクタ1
5)も、上記J1,J2コネクタにあわせて同様に回転
させてマザーボード裏面に配設されており、スロットS
8のプラグ12と略鏡面対称な構成を持つとともに、キ
ー接続の整合性を保持して構成されている。
2は、最終スロットS8の裏面にボード表面側のスロッ
トと略鏡面対称なスロットS9が形成され、このスロッ
トS9に各バスライン層終端での反射を防止するターミ
ネーションボードTB2を接続嵌合してマザーボードを
構成する。従って、マザーボード上に終端抵抗を設ける
必要がないため、マザーボード上の実装スペースを拡大
し、またはマザーボードの小型化を図ることができる。
また、このターミネーションボードTB2は、マザーボ
ードMB2の裏面側に配設されるため、マザーボード表
面側のスロット(S1〜S8)を占有することがなく、全
スロットを有効に活用することができる。
ボードTB3の4面図を図7に示しており、このターミ
ネーションボードTB3はレセプタクルコネクタ23
と、これまで説明した実施形態と同一の終端抵抗基板3
0とから構成されている。レセプタクルコネクタ23
は、前記レセプタクルコネクタ22と同一のコンタクト
配列及びキー配置を有するJ11コネクタとJ21コネ
クタとからなる。このレセプタクルコネクタ23は、終
端抵抗基板30との接続面がコネクタ接続軸と直交する
面内に形成されており、終端抵抗基板30をハンダ接合
することにより一体のレセプタクルコネクタ23として
構成される。
ドTB3は、マザーボードMB2裏面に配設されたスロッ
トS9のプラグコネクタ15と接続嵌合することによ
り、終端抵抗基板30がマザーボード基板11と平行に
配設され、この様な形態でマザーボードMB2が構成さ
れる。従って、上記図5(a)及び図6に示した実施形態
と同様の効果を奏するほか、マザーボード背面方向の奥
行きを削減してシステムの小型化を図ることができる。
発明によればマザーボード上に配設されるプラグコネク
タ12,15は、いずれの実施形態においても同一のP
1,P2コネクタを用いて構成することができ、また、
各ターミネーションボードTB1〜TB3を構成する終端
抵抗基板30についても、全て同一の基板を用いて構成
することができる。従って、構成しようとするシステム
に応じて簡便且つ容易な構成で自由度の高いマザーボー
ドを提供することができる。
ーボードはマザーボードの表面に配設される複数のコネ
クタ部材のうち、バスラインの最終段を成すコネクタ部
材にバスラインの反射ノイズを低減させる終端抵抗を有
したターミネーションボードが接続されるようにマザー
ボードを構成する。従って、マザーボード上に終端抵抗
を配設する必要がないため、他の実装スペースを拡大さ
せることができ、あるいはマザーボードを小型化させる
ことができる。
マザーボードの表面に配設される複数のコネクタ部材の
うち、バスラインの最終段を成すコネクタ部材の裏面
に、バスラインの反射ノイズを低減させる終端抵抗を有
したターミネーションボードが接続されるコネクタ部材
を設けてマザーボードを構成する。この様な構成によれ
ば、マザーボード上では終端抵抗を移設したことにより
他の実装スペースを拡大させ、あるいはマザーボードを
小型化させることができる。また、本構成によればター
ミネーションボードがマザーボード表面側に実装された
終端スロットを占有することがないため、マザーボード
表面のスロット全数をドータボード接続用として利用す
ることができ、従ってスロットの有効利用を図ることが
できる。
ーションボードは、ターミネーションボードを構成する
基板の部品実装面がマザーボードに接続される他のドー
タボードと平行な方向に配設されるように構成すること
が好ましい。この様な構成によればターミネーションボ
ードは他のドータボードと平行に立設されるため、他の
ドータボードを取り付ける障害となることがなく、ま
た、このマザーボードを備えるシステムの幅方向寸法
(複数スロットの配列方向寸法)を抑制して小型のシス
テムを提供することができる。
をマザーボード裏面側に配設する場合において、マザー
ボードに接続されるターミネーションボードは、ターミ
ネーションボードを構成する基板の部品実装面がマザー
ボードと平行に配設されるよう構成することが好まし
い。この様な構成によれば、ターミネーションボードは
マザーボード裏面側に突出して立設されることがなく、
従って、マザーボード裏面側への奥行き寸法(システム
の厚さ方向寸法)を抑制して小型のシステムを提供する
ことができる。
である。
びターミネーションボードの接続状態を示す上面図であ
る。
ボードを示す4面図である。
ド及びターミネーションボード接続状態を示す上面図で
ある。
構成を示す4面図である。
構成を示す4面図である。
されるコネクタ部材) 30 終端抵抗基板(ターミネーションボードを構成す
る基板) 32 高速ショットキー・ダイオード・アレイ(終端抵
抗)
Claims (4)
- 【請求項1】 基板表面に配設された複数のコネクタ部
材と、前記複数のコネクタ部材間を相互に接続するバス
ラインとを有し、前記複数のコネクタ部材に接続される
複数のドータボード間の相互通信を許容するマザーボー
ドであって、 前記マザーボードの表面に配設される前記複数のコネク
タ部材のうち、前記バスラインの最終段を成すコネクタ
部材には、前記バスラインの反射ノイズを低減させる終
端抵抗を有したターミネーションボードが接続されるこ
とを特徴とするマザーボード。 - 【請求項2】 基板表面に配設された複数のコネクタ部
材と、前記複数のコネクタ部材間を相互に接続するバス
ラインとを有し、前記複数のコネクタ部材に接続される
複数のドータボード間の相互通信を許容するマザーボー
ドであって、 前記マザーボードの表面に配設される前記複数のコネク
タ部材のうち、前記バスラインの最終段を成すコネクタ
部材の裏面に、前記バスラインの反射ノイズを低減させ
る終端抵抗を有したターミネーションボードが接続され
るコネクタ部材を設けたことを特徴とするマザーボー
ド。 - 【請求項3】 前記マザーボードに接続される前記ター
ミネーションボードは、前記ターミネーションボードを
構成する基板の部品実装面が前記マザーボードに接続さ
れる前記複数のドータボードと平行な方向に配設される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマザ
ーボード。 - 【請求項4】 前記マザーボードに接続される前記ター
ミネーションボードは、前記ターミネーションボードを
構成する基板の部品実装面が前記マザーボードと平行に
配設されることを特徴とする請求項2に記載のマザーボ
ード。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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