JP2009266012A - Backplane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CPUボードや複数のI/Oボードを装着可能なスロットが設けられたバックプレーンに関する。 The present invention relates to a backplane provided with a slot into which a CPU board and a plurality of I / O boards can be mounted.
従来、様々な産業分野で各種のボードコンピュータが活用されている。このようなボードコンピュータは、各種の機能ボードが装着可能なスロットが設けられたバックプレーンが筐体に組み込まれ、対応するスロットにCPUボード、及び、メモリボードや画像処理ボードやA/D変換ボード等のI/Oボードが装着されることにより所期の機能が発揮される。 Conventionally, various board computers have been used in various industrial fields. In such a board computer, a backplane provided with slots into which various function boards can be mounted is incorporated in a housing, and a CPU board, a memory board, an image processing board, and an A / D conversion board are installed in the corresponding slots. The expected function is exhibited by mounting an I / O board such as the above.
特許文献1には、CPUボードと複数のI/Oボードがバックプレーンを介してバス接続される例が記載されている。
車両等に組み込まれる電子制御装置の開発や評価に用いられるシミュレータも同様にして構成されている。 A simulator used for development and evaluation of an electronic control device incorporated in a vehicle or the like is similarly configured.
しかし、このようなシミュレータも車両の高機能化、電子化の進展に伴ない、より複雑化する傾向にあり、汎用の一枚のバックプレーンでは収容できない数のI/Oボードが必要となっている。
このようなボードコンピュータを構成するバックプレーン100は、図1(a)に示すような、PICMG対応のフルサイズCPUボードが装着可能な一対のCPUボード用スロット200と、複数のPCIボード用スロット300が設けられたものや、図1(b)に示すような、ハーフサイズCPUボードが装着可能な一対のCPUボード用スロット400と、複数のPCIボード用スロット300が設けられたものが汎用されている。
A
I/OボードがPCIボード用スロットに収まりきれない数になると、二つの筐体に分けて、一方をCPUボード及び一部のI/Oボードを装着したマスタコンピュータと、他方を残りのI/Oボードを装着したスレーブコンピュータに構成し、それら筐体500間をシステムバスで接続するためのバスブリッジボードを双方に装着せざるを得ない。
When the number of I / O boards does not fit in the PCI board slot, the I / O board is divided into two housings, one of which is a master computer with a CPU board and some I / O boards and the other is the remaining I / O. A slave computer with an O-board is configured, and a bus bridge board for connecting the
しかし、図1(a)に示すPICMG対応のバックプレーン100を採用すると、CPUボードを装着しないスレーブ側の筐体500にマスタ側のバスブリッジボードを装着する必要があるが、フルサイズのバスブリッジボードは汎用品には無いために、専用基板を製作せざるを得ない。
However, when the PICMG-
そこで、図1(b)に示すバックプレーン100を採用することが考えられるが、ハーフサイズのCPUボードは種類が限られ、目的に適う十分な機能を備えたCPUボードの入手が困難であるという問題があった。
Therefore, it is conceivable to employ the
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、豊富な種類のフルサイズのCPUボードを装着することを可能としながらも、スレーブコンピュータとしても転用可能な安価なバックプレーンを提供する点にある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an inexpensive backplane that can be used as a slave computer while allowing a variety of types of full-size CPU boards to be mounted.
上述の目的を達成するため、本発明によるバックプレーンの特徴構成は、評価用のモデルプログラムを実行するCPUボードと、前記CPUボードとシステムバスで接続され、前記CPUボードと評価対象装置間の入出力データを変換処理する単一または複数のI/Oボードを備えたコンピュータに組み込まれ、前記CPUボードとI/Oボードを装着する複数のスロットが設けられたバックプレーンであって、フルサイズのCPUボードに対応した第一のマスタ用スロットと、ハーフサイズのCPUボードに対応した第二のマスタ用スロットと、前記I/Oボードに対応した複数のスレーブ用スロットが配列されている点にある。 In order to achieve the above-mentioned object, the characteristic configuration of the backplane according to the present invention is connected to a CPU board that executes a model program for evaluation, the CPU board and the system bus, and an input between the CPU board and the evaluation target device. A backplane incorporated in a computer having a single or a plurality of I / O boards for converting output data and provided with a plurality of slots for mounting the CPU board and the I / O board. A first master slot corresponding to the CPU board, a second master slot corresponding to the half-size CPU board, and a plurality of slave slots corresponding to the I / O board are arranged. .
上述の構成によれば、当該バックプレーンを搭載したコンピュータをマスタコンピュータとして使用する場合に、第一のマスタ用スロットにCPUボードを装着すればよい。よって、目的に適う十分な機能を備え、入手が容易なフルサイズのCPUボードを用いることができる。 According to the configuration described above, when a computer equipped with the backplane is used as a master computer, a CPU board may be installed in the first master slot. Therefore, it is possible to use a full-size CPU board that has sufficient functions for the purpose and is easily available.
また、上述の構成によれば、当該バックプレーンを搭載したコンピュータをスレーブコンピュータとして使用する場合に、第二のマスタ用スロットにバスブリッジボードを装着すればよい。よって、汎用品の存在するハーフサイズのバスブリッジボードを用いることができる。 Further, according to the above-described configuration, when a computer equipped with the backplane is used as a slave computer, a bus bridge board may be installed in the second master slot. Therefore, a half-size bus bridge board in which general-purpose products exist can be used.
以上説明した通り、本発明によれば、豊富な種類のフルサイズのCPUボードを装着することを可能としながらも、スレーブコンピュータとしても転用可能な安価なバックプレーンを提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive backplane that can be diverted as a slave computer while allowing a wide variety of full-size CPU boards to be mounted. It was.
以下に、本発明によるバックプレーン、及びバックプレーンの使用方法について説明する。 Below, the backplane by this invention and the usage method of a backplane are demonstrated.
本実施形態では、図2及び図3に示すように、本発明によるバックプレーン1は、車両の電子制御装置(以下、ECUと記す。)2を評価するコンピュータの一例としてのシミュレータ3に組み込まれる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
ECU2は、例えば、エンジンを制御するECU、自動変速機を制御するECU、ブレーキを制御するECU等である。シミュレータ3は、エンジンを制御するECUを評価する場合、当該ECUから入力された制御信号(例えば三相のPWM信号)に基づいて、模擬情報(例えばクランクパルス信号)を算出して、当該ECUへ出力する。
The ECU 2 is, for example, an ECU that controls an engine, an ECU that controls an automatic transmission, an ECU that controls a brake, or the like. When evaluating the ECU that controls the engine, the
シミュレータ3は、評価用のモデルプログラム(例えば、エンジンを制御するECUを制御する場合、モデルとしてのエンジンを模擬するプログラム)を実行するCPUボード31と、CPUボード31とシステムバスで接続され、CPUボード31と評価対象装置としてのECU2間の入出力データを変換処理する単一または複数のI/Oボード32と、CPUボード31とI/Oボード32を装着する複数のスロット11、12、13が設けられたバックプレーン1と、I/Oボード32とECU2間の入出力データを変換処理するI/Fユニット34と、シミュレータ3の各部へ電力を供給する電源装置35等を備えている。尚、システムバスはバックプレーン1上に配線パターンとして形成されている。
The
CPUボード31は、複数のスロットのうち後述する第一のマスタ用スロット11に装着されており、オペレーティングシステムの管理下でアプリケーションを実行するCPU、オペレーティングシステムやアプリケーションであるモデルプログラムが格納されるROMやEEPROM等の第一のメモリ、制御情報等が格納されるRAM等の第二のメモリ、ホストコンピュータ4と接続するためのLANインタフェース、及び周辺回路等で構成されている。
The
ここで、ホストコンピュータ4は、図2に一点鎖線の楕円で示すシミュレータ3に設けられたボード差込口8にボードを挿入した場合に現れる各ボードのコネクタのうち、CPUボード31のLANコネクタCN6と、ホストコンピュータ4に設けられたLANコネクタの間を、LANケーブル7で接続される。
Here, the host computer 4 includes the LAN connector CN6 of the
そして、ホストコンピュータ4は、LANインタフェースを介してCPUボード31の第二のメモリにシミュレーションで使用するテスト用データをロードするとともに、CPUボード31を統括制御し、シミュレーションの起動、停止、シミュレーション条件の設定の他、ECU2から入力される制御情報を収集して、それらの制御情報をホストコンピュータ4に備えられたモニタに表示する。
Then, the host computer 4 loads the test data used in the simulation to the second memory of the
I/Oボード32は、複数のスロットのうち後述するスレーブ用スロット13に装着されており、CPUやFPGAまたはASIC等を備えた演算ブロック及び演算結果を格納するメモリが設けられ、CPUボード31で演算された論理的な模擬情報をECU2に対応した物理的な模擬信号に変換するとともに、ECU2から出力された物理的な制御信号を論理的な制御情報に変換する。
The I /
I/Fユニット34には、I/Oボード32とECU2との間で電源ラインや信号ラインを電気的に整合(信号レベルや信号形態を変換)して中継接続するインタフェース回路が設けられている。
The I /
I/Fユニット34とECU2とは、I/Fユニット34の一方の面に設けられたコネクタCN2とECU2に設けられたコネクタCN3の間を、実際の車両で使用される信号伝達用のハーネス6で接続される。
The I /
I/Fユニット34とI/Oボード32とは、I/Fユニット34の他方の面に設けられたコネクタCN4(図2ではCN41、42)とI/Oボードに設けられたCN5(図2ではCN51、CN52)の間を、PCIバスケーブル等の信号伝達用ケーブル38で接続される。
The I /
電源装置35は、例えば、商用電源から複数種類の電圧の生成するATX規格の電源ユニットであり、CPUボード31、I/Oボード32、及びI/Fユニット34等へ適正な電圧の電力を供給する。
The
電力は、電源装置35とI/Fユニット34を接続している電源ケーブル36を介して、I/Fユニット34へ供給される。また、電力は、電源装置35とバックプレーン1の電源コネクタCN1を接続している電源ケーブル37を介して、バックプレーン1へ供給され、バックプレーン1上に形成されている電源配線パターンを介してCPUボード31やI/Oボード32等へ供給される。
The electric power is supplied to the I /
バックプレーン1には、フルサイズのCPUボード31に対応した第一のマスタ用スロット11と、ハーフサイズのCPUボードに対応した第二のマスタ用スロット12と、I/Oボード32に対応した複数のスレーブ用スロット13(131〜139)が配列されている。ここで、フルサイズのCPUボード31は、AT仕様のマザーボードの幅と略同一の大きさのCPUボードのことであり、ハーフサイズのCPUボード31は、フルサイズのCPUボード31の略半分の大きさのCPUボードのことである。
The
また、バックプレーン1には、複数のピンで構成される各スロット11、12、13の対応するピン(例えば同一番号のピン)同士を相互接続する信号配線パターンが、システムバスとして形成されている。
Further, on the
第一のマスタ用スロット11は、例えば、システムバスとなるPCIインタフェースを備えたPICMG対応のCPUボード31が装着可能なスロットである。
The
PICMG対応のCPUボード31は、ISAインタフェースのエッジコネクタとPCIインタフェースのエッジコネクタの両方を備えているため、第一のマスタ用スロット11は、ISAインタフェースのエッジコネクタに対応するスロット11AとPCIインタフェースのエッジコネクタに対応するスロット11B(以下、PCI対応のスロットと記す。)とを備えて構成されている。
Since the PICMG
第二のマスタ用スロット12は、例えば、PCIインタフェースを備えたハーフサイズのCPUボードが装着可能なスロットであり、PCI対応のスロットを備えて構成されている。
The
スレーブ用スロット13は、例えば、PCIボード用スロットであり、第二のマスタ用スロット12と同様、PCI対応のスロットを備えて構成されているが、マスタ用スロット11、12と異なりCPUボード31を装着してその機能を発揮させることは不可能である。
The
尚、スレーブ用スロット13は、PCIボード用スロットに限らず、例えば、PCIボード用スロットの代わりに、または、PCIボード用スロットに加えて、PCIメザニンカード(PCI Mezzanine Card:以下、PMCと記す。)を装着可能なスロット(以下、PMC対応スロットと記す。)であってもよい。
Note that the
図2及び図3では、PCIボード用スロットに加えてPMC対応スロットが設けられており、PMC対応スロット13Aは、バックプレーン1上の電源装置35側の場所に配置されている。
2 and 3, a PMC-compatible slot is provided in addition to the PCI board slot, and the PMC-
PMCには、PMC対応スロット13Aに装着するためのコネクタCN10がPMCの表面に設けられている。つまり、PMCは、図6に示すように、バックプレーン1と平行にPMC対応スロット13Aに装着される。そのため、PMCの上方には、PMCに占有されていないスペースが生じる。
The PMC is provided with a connector CN10 on the surface of the PMC for mounting in the PMC
本実施形態のシミュレータ3では、当該スペースには、CPUボード31、I/Oボード32、I/Fユニット34、及び電源装置35相互間の接続のための内部ケーブル36、37、38が位置することが多いので、スロット11、12、13を配置できない。
In the
それは以下の理由による。CPUボード31やI/Oボード32は、エッジコネクタによりスロット11、12、13に装着される。つまり、これらボード31、32は、スロット11、12、13に装着するためのコネクタが各ボード31、32の側面に設けられた構造である。そのため、これらボード31、32をスロット11、12、13に装着すると、スロット11、12、13上方がプリント基板で占められてしまい、前記スペースを生じないのである。
The reason is as follows. The
しかし、PMCを装着した場合、上述のようにPMCに占有されていないスペースが生じるので、PMCと内部ケーブルの干渉を防止することができるのである。そして、本来、スレーブ用スロット13を設けることのできない場所にPMC対応スロット13Aを設けることで、スレーブ用スロット13の数を増やすことができる。更に、PCIボード用スロットに加えてPMC対応スロット13Aを設けることで、スレーブ用スロット13は、PCIボードとPMCの双方に対応可能となり、汎用性を向上させることができる。
However, when the PMC is mounted, a space not occupied by the PMC is generated as described above, so that interference between the PMC and the internal cable can be prevented. The number of
CPUボード31の電流駆動能力によって、CPUボード31と接続可能なデバイスの数、つまりファンアウトは制限される。本実施形態のCPUボード31のファンアウト数は4となっている。しかし、本実施形態のバックプレーン1は、スレーブ用スロット13を9個(PMC対応スロット13Aを設ける場合は10個)備えているので、CPUボード31だけでは全てのスレーブ用スロット31に装着されたI/Oボード32のうちの4枚だけしか駆動することができない。
The number of devices that can be connected to the
そこで、本実施形態のバックプレーン1は、マスタ用スロット11、12とシステムバスを介して接続されたバスブリッジIC14を備えている。この場合、CPUボード31は、三個のスレーブ用スロット131〜133に装着されたI/Oボード32とバスブリッジIC14とを駆動し、バスブリッジIC14は、残りのスレーブ用スロット134〜139に装着されたI/Oボード32を駆動する。尚、PMC対応スロット13Aを設ける場合、PMC対応スロット13Aに装着されたPMCも、バスブリッジIC14によって駆動される。
Therefore, the
上述の構成によれば、PICMG対応のCPUボードは、フルサイズのCPUボードである。つまり、第一のマスタ用スロット11に装着するボードとして、目的に適う十分な機能を備え、入手も容易なフルサイズのCPUボードを使用することができる。また、上述の構成によれば、PCIインタフェースを備えたハーフサイズのボードが装着可能なスロットには、汎用品の存在するハーフサイズのバスブリッジボードを装着することができる。
According to the above-described configuration, the PICMG compatible CPU board is a full-size CPU board. That is, as a board to be installed in the
複数のシミュレータ3(例えば二台のシミュレータ3A、3B)を使用して電子制御装置2を評価する場合、図4に示すような構成とすることで、電子制御装置2を複数のシミュレータ3で評価するマスタ・スレーブ方式のシミュレータが構成可能である。
When the
つまり、CPUボード31を第一のマスタ用スロット11に装着するとともに、I/Oボード32及びシステムバスのブリッジボード33をスレーブ用スロット13に装着することによりマスタシミュレータ3Aが構成され、システムバスのブリッジボード33を第二のマスタ用スロット12に装着するとともに、I/Oボード32をスレーブ用スロット13に装着することによりスレーブシミュレータ3Bが構成され、ブリッジボード33間をバスケーブル5で接続することによりマスタ・スレーブ方式のシミュレータが構成される。
In other words, the
ブリッジボード33は、マスタシミュレータ3Aのシステムバスとスレーブシミュレータ3Bのシステムバスとを中継するボードであり、例えば、PCI−PCIブリッジボード、或は、スターファブリックのような高速LANインタフェース回路である。
The
マスタシミュレータ3A及びスレーブシミュレータ3Bの内部構成は、ブリッジボード33の存在を除いては、図2及び図3と同様の構成である。
The internal configurations of the
上述の構成によれば、以下で説明するようなボードの装着及び離脱を行なうことによって、マスタシミュレータ3Aとスレーブシミュレータ3Bの転用を容易に行なうことができる。以下、当該転用について詳述する。
According to the configuration described above, the
図7(a)に示すように、スレーブシミュレータ3Bは、第二のマスタ用スロット12にブリッジボード33が装着され、マスタシミュレータ3Aは、第一のマスタ用スロット11にCPUボード31が装着され、スレーブ用スロット13にブリッジボード33が装着されている。尚、図7(b)は、マスタシミュレータ3Aのスレーブ用スロット13としてのPMC対応スロット13Aにブリッジボード33を装着している例を示している。
As shown in FIG. 7A, in the
このような装着状態で、スレーブシミュレータ3Bからシステムバスのブリッジボード33を離脱し、CPUボード31を第一のマスタ用スロット11に装着することによりマスタシミュレータ3Aに切り替えることができる。
In such a mounted state, it is possible to switch to the
逆に、マスタシミュレータ3AからCPUボード31を離脱し、システムバスのブリッジボード33を第二のマスタ用スロット12に装着することによりスレーブシミュレータ3Bに切り替えることができる。
Conversely, the
以上より、バックプレーン1は、フルサイズ対応のマスタ用スロットとハーフサイズ対応のマスタ用スロットの両方を備えているので、何れも汎用品であるフルサイズのCPUボード31とハーフサイズのブリッジボード33を、当該マスタ用スロットに装着、離脱するという簡易な作業だけで、マスタシミュレータ3Aとスレーブシミュレータ3Bの転用を行なうことができるのである。
As described above, since the
以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、複数のシミュレータ3が一台の電子制御装置2に接続された場合について説明したが、図5に示すように、シミュレータ3が複数の電子制御装置2(図5では、2台の電子制御装置21、22)に接続されていてもよい。
Hereinafter, another embodiment will be described. In the above-described embodiment, the case where a plurality of
この場合、複数のシミュレータ3は、両電子制御装置21、22間の通信についての評価等を行なうことができる。
In this case, the plurality of
例えば、電子制御装置21からシミュレータ3Aへ制御情報が入力され、シミュレータ3A、3Bの何れかまたは双方で当該制御情報に基づいて電子制御装置22への返信情報が演算され、シミュレータ3Bから演算結果が出力される。逆に、電子制御装置22からシミュレータ3Bへ制御情報が入力され、シミュレータ3A、3Bの何れかまたは双方で当該制御情報に基づいて電子制御装置21への返信情報が演算され、シミュレータ3Aから演算結果が出力される。シミュレータ3は、通信した制御情報の内容の正否や、両電子制御装置21、22間の制御情報の転送時間等を評価する。
For example, control information is input from the
上述の実施形態では、本発明によるバックプレーン1が、車両のECU2を評価するシミュレータ3に組み込まれた場合について説明したが、このような構成に限らない。
In the above-described embodiment, the case where the
つまり、マスタとスレーブの何れかとして使用するコンピュータや装置であって、用途によってマスタとして使用するかスレーブとして使用するかを切り替える必要があるコンピュータや装置であれば、本発明によるバックプレーン1を組み込むことができる。例えば、バックプレーン1が、車両のECU2以外を評価するシミュレータに組み込まれてもよいし、シミュレータ以外のコンピュータや装置に組み込まれてもよい。
That is, if the computer or device is used as either a master or a slave and needs to be switched between the master and the slave depending on the application, the
上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。 The embodiment described above describes an example for realizing the present invention, and the specific configuration of each part should be appropriately changed and designed according to the system to be constructed as long as the effects of the present invention are achieved. Is possible.
1:バックプレーン
3:シミュレータ(コンピュータ)
5:バスケーブル
11:第一のマスタ用スロット
12:第二のマスタ用スロット
13:スレーブ用スロット
31:CPUボード
32:I/Oボード
33:ブリッジボード
1: Backplane 3: Simulator (computer)
5: Bus cable 11: First master slot 12: Second master slot 13: Slave slot 31: CPU board 32: I / O board 33: Bridge board
Claims (5)
フルサイズのCPUボードに対応した第一のマスタ用スロットと、ハーフサイズのCPUボードに対応した第二のマスタ用スロットと、前記I/Oボードに対応した複数のスレーブ用スロットが配列されているバックプレーン。 A CPU board that executes a model program for evaluation, and a single or plural I / O boards that are connected to the CPU board via a system bus and convert input / output data between the CPU board and the evaluation target device A backplane incorporated in a computer and provided with a plurality of slots for mounting the CPU board and I / O board;
A first master slot corresponding to a full-size CPU board, a second master slot corresponding to a half-size CPU board, and a plurality of slave slots corresponding to the I / O board are arranged. Backplane.
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Cited By (1)
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JP2012105536A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Dspace Digital Signal Processing & Control Engineering Gmbh | Battery simulation system performing error simulation |
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2008
- 2008-04-25 JP JP2008115839A patent/JP2009266012A/en not_active Withdrawn
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