JP2017049743A - Power supply board and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源ボード及びシステムに関し、特に、互いに電源仕様の異なる複数種類のFPGA搭載ボードに共通の電源ボード及びそれらのボードによって構成されるシステムに好適に利用できるものである。 The present invention relates to a power supply board and system, and in particular, can be suitably used for a power supply board common to a plurality of types of FPGA-mounted boards having different power supply specifications and a system constituted by these boards.
FPGA(Field Programmable Gate-Array)は、プロトタイプシステムを構成する上で、極めて重要な部品である。FPGAには種々の電源を供給する必要があり、FPGAを搭載するボードにはそれらの種々の電源を供給するための電源回路が実装される。 An FPGA (Field Programmable Gate Array) is an extremely important component in constructing a prototype system. It is necessary to supply various power supplies to the FPGA, and a power supply circuit for supplying these various power supplies is mounted on the board on which the FPGA is mounted.
一方、特許文献1には、ボード上の負荷回路に複数種の電源電圧を供給するために、1つの入力電圧源から複数の出力電圧を生成するDC/DCコンバータを負荷回路搭載ボードとは別のボード上に形成し、マザーボードなどを経由して負荷回路搭載ボードに電源を供給する電子機器が開示されている。例えばオンボード型演算処理装置等の電子機器において、回路基板となるボード上に多数の信号処理用デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)が搭載されるが、個々のDSPは必要とする電源電圧仕様が異なる。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a DC / DC converter that generates a plurality of output voltages from a single input voltage source separately from a load circuit mounted board in order to supply a plurality of types of power supply voltages to a load circuit on the board. An electronic device that is formed on the board and supplies power to the load circuit mounted board via a motherboard or the like is disclosed. For example, in an electronic device such as an on-board processing unit, a large number of signal processing digital signal processors (DSPs) are mounted on a board serving as a circuit board, but each DSP requires it. The power supply voltage specifications are different.
特許文献1について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。 As a result of examination of the patent document 1 by the present inventors, it has been found that there are the following new problems.
プロトタイプシステムを構成するためのFPGA搭載ボードについては、多くのバリエーションが準備されることが多い。FPGAには、コア電源、I/O電源、補助電源など、複数の電源を供給する必要があり、それらの電源の電圧、電流容量、投入順序、遮断順序などが、仕様として規定されている。これにともなって、FPGAが搭載されるボードは、搭載されるFPGAによって、多様な電源仕様を求められることとなる。したがって、多くのバリエーションをもつFPGA搭載ボードには、それぞれ個別に異なる電源仕様が求められることになる。 Many variations are often prepared for an FPGA-mounted board for configuring a prototype system. It is necessary to supply a plurality of power sources such as a core power source, an I / O power source, and an auxiliary power source to the FPGA, and the voltage, current capacity, turn-on order, shut-off order, etc. of these power sources are defined as specifications. As a result, the board on which the FPGA is mounted is required to have various power specifications depending on the installed FPGA. Therefore, different power supply specifications are required for each FPGA-mounted board having many variations.
このようなFPGA搭載ボード上に電源回路を実装するときには、それぞれのFPGA搭載ボードにおいて、電源回路をそれぞれ個別に設計する必要がある。このため、電源回路の設計コストが大きいという課題がある。これは、特許文献1に記載されるように、電源回路を別のボードに分離した場合であっても同様に、分離された電源ボードにおいて、それぞれに対応するFPGA搭載ボードに合せて、それぞれ個別に電源回路を設計し、それぞれ個別に実装する必要がある。そのために、電源設計コスト及び電源回路の実装コストが個別に必要となる。 When a power supply circuit is mounted on such an FPGA mounting board, it is necessary to individually design the power supply circuit on each FPGA mounting board. For this reason, there exists a subject that the design cost of a power supply circuit is large. As described in Patent Document 1, even when the power supply circuit is separated into different boards, each of the separated power supply boards is individually adapted to the corresponding FPGA mounted board. It is necessary to design the power supply circuit and mount each separately. Therefore, the power supply design cost and the power supply circuit mounting cost are separately required.
このような課題は、FPGA搭載ボードに限らず、異なる電源仕様を持つ複数種類のシステムボードに共通に存在する課題である。 Such a problem is not limited to an FPGA-mounted board, but is a problem that exists in common with a plurality of types of system boards having different power supply specifications.
このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、下記の通りである。 According to one embodiment, it is as follows.
すなわち、複数の電源を供給可能な電源回路を有する電源ボードであって、複数種類のシステムボードを接続可能な電源供給端子と電源仕様設定端子とを備え、接続されるシステムボードに対して電源供給端子から供給される電源の仕様が、電源仕様設定端子に接続される電源仕様設定回路によって規定される。 In other words, a power supply board having a power supply circuit capable of supplying a plurality of power supplies, including a power supply terminal capable of connecting a plurality of types of system boards and a power specification setting terminal, and supplying power to the connected system boards The specification of the power supplied from the terminal is defined by the power specification setting circuit connected to the power specification setting terminal.
前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effect obtained by the one embodiment will be briefly described as follows.
すなわち、異なる電源仕様を持つ複数種類のシステムボードに、適切な仕様で複数の電源を供給することができる、共通の電源ボードを提供することができ、電源設計コスト及び電源回路の実装コストの上昇を抑えることができる。 In other words, it is possible to provide a common power supply board that can supply multiple power supplies with appropriate specifications to multiple types of system boards with different power supply specifications, and increase in power supply design cost and power supply circuit mounting cost. Can be suppressed.
実施の形態について詳述する。なお、発明を実施するための形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Embodiments will be described in detail. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments for carrying out the invention, and the repetitive description thereof will be omitted.
〔実施形態1〕
図1は、本実施形態1に係る統合システム1000全体の構成例を模式的に示すブロック図である。統合システム1000は、システムボード1A、電源ボード2及び電源仕様設定回路6を含んで構成される。
Embodiment 1
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the entire integrated
システムボード1Aは、複数種類のシステムボードのうちの1種であり、複数の電源領域(Power Area B, C, D)10B,10C,10Dを含むシステム100Aが搭載されている。システムボード1Aは、電源領域10B,10C,10Dにそれぞれ電源を供給するための電源端子11B,11C,11Dを備える。システム100Aは、特に制限されないが、例えばFPGAであって、複数の電源領域10B,10C,10Dは、例えばコア電源が供給されて動作する内部回路領域、I/O電源が供給されて動作するインターフェース回路領域、アナログ電源が供給されるアナログ回路領域である。システム100Aは、FPGAである必要はなく、他のシステムLSI(Large Scale Integrated circuit)であってもよいし、半導体モジュールやディスクリート部品によるシステムであって、各種の電源領域10B,10C,10Dを有していてもよい。このとき、FPGA等のLSI、半導体モジュール及びディスクリート部品による回路が混在していても良い。
The
電源ボード2は電源回路20を有し、電源端子11B,11C,11Dに対応する電源供給端子21X,21Y,21Zを備える。電源回路20は、例えば、システム100Aの電源領域10B,10C,10Dにそれぞれ電源を供給するための電源IC(Power IC)20X,20Y,20Zを含んで構成される。電源IC(20X,20Y,20Z)は、特に制限されないが、例えば、共通に供給される電源VCCから所定の電圧の電源を発生させて出力する、DC−DCコンバータICであり、または、電源VCCを降圧して安定化させるシリーズレギュレータICである。
The
電源ボード2は、電源仕様設定回路6が接続される電源仕様設定端子22X,22Y,22Zをさらに備える。電源仕様設定回路6には、電源仕様設定端子22X,22Y,22Zに接続され、電源回路20が生成する複数の電源の仕様を規定するための回路が搭載されている。ここで、電源の仕様には、電圧や電流の他、起動シーケンス、遮断シーケンス、安定度、ノイズレベルなどが含まれ得る。詳細については後述するが、例えば、電源仕様設定回路6によって規定される電源仕様が電圧の場合、電源仕様設定回路6には電圧調整回路31Aまたは31K(不図示)が含まれ、電源仕様設定回路6によって規定される電源仕様が起動シーケンスの場合、電源仕様設定回路6には起動調整回路42Aまたは42K及びイネーブル信号接続回路41Aまたは41K(不図示)が含まれる。また、電源電圧と起動シーケンスの両方を規定するために、電源仕様設定回路6は、電圧調整回路31Aまたは31K(不図示)、起動調整回路42Aまたは42K(不図示)及びイネーブル信号接続回路41Aまたは41K(不図示)を含んでもよい。一方、電源仕様設定回路6は、他の電源仕様を規定・調整するための、他の回路であってもよい。
The
これにより、異なる電源仕様を持つ複数種類のシステムボードと、接続されるシステムボード(1A他)に適切な仕様で複数の電源を供給することができる、共通の電源ボード2を提供することができ、電源設計コスト及び電源回路の実装コストの上昇を抑えることができる。システムボード1Aで使用される電源の仕様が、電源ボード2に接続される電源仕様設定回路6によって規定されている。
As a result, it is possible to provide a common
さらに具体的な実施の形態について説明する。 Further specific embodiments will be described.
図2は、電源ボード2に電源ICが搭載される場合の、電源仕様設定回路の構成例を模式的に示す回路図である。電源ICは、供給すべき電源の数に応じて複数個実装されてよいが、図2には、代表してそのうちの1個のみを示す。電源IC(20X)は、上述のように、例えばDC−DCコンバータICであり、供給される電源VCCから所定の電圧の電源を発生させて、電源供給端子21Xに出力する。電源IC(20X)は、出力電圧を調整するための端子を有しており、電源ボード2の電源仕様設定端子の一種である電源電圧設定端子22Xと、電源仕様設定回路6の対応する電源電圧設定端子32Xとを介して、出力電圧設定用抵抗30Bに接続される。出力電圧設定用抵抗30Bは、上述の電源仕様設定回路6の一部である。
FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of a power supply specification setting circuit when a power supply IC is mounted on the
電源仕様設定回路6は、後述の供給電圧調整ボード3Aに実装され、或いは、別のシステムボード1Kに対応する供給電圧調整ボード3Kに実装されてもよいし、或いは、システムボード自体に実装されても良い。供給電圧調整ボード3Aに実装され、システムボード(1A他)ごとに適切な電源仕様設定回路6を対応付け、接続するシステムボード(1A他)を交換するときに、合せて電源仕様設定回路6を対応するものに交換することにより、交換に伴う電源仕様回路の再調整を不要とすることができる。一方、電源仕様設定回路6を、供給電圧調整ボードではなく、対応するシステムボードに実装することにより、交換に伴う取り違えのリスクをなくすことができる。これらの実施形態については、後段で詳述する。
The power supply specification setting circuit 6 is mounted on a supply
出力電圧設定用抵抗30Bは、抵抗値が調整可能な可変抵抗器Radjと、抵抗値が固定されている固定抵抗器Rfixとを直列接続して構成されると好適である。
The output
これにより、システムボード(1A他)で使用される電源の電圧の調整可能な範囲が適切に設定され、システムボード(1A他)に例えば定格を超えるような不適切な電源電圧が誤って供給されるようなリスクが低減される。例えば固定抵抗器Rfixの抵抗値によって供給される電源の最低電圧が規定され、固定抵抗器Rfixと可変抵抗器Radjの抵抗値の最大値との合成抵抗によって最高電圧が規定される。最高電圧と最低電圧を定格の範囲内に設定することにより、システムボードに定格外の電源電圧が印加されるリスクを低減することができる。また、可変抵抗Radjによる調整の感度が低く抑えられ、電源電圧を精密に調整することができる。可変抵抗Radjが可変範囲の最小値から最大値まで変化させるのに、複数ターンを要する部品であるとすると、固定抵抗器Rfixを直列接続することによって、1ターン当たりの電源電圧調整幅が小さくなる。 As a result, the adjustable range of the power supply voltage used in the system board (1A, etc.) is appropriately set, and an inappropriate power supply voltage exceeding the rating, for example, is erroneously supplied to the system board (1A, etc.). Risk is reduced. For example, the minimum voltage of the power supply supplied by the resistance value of the fixed resistor Rfix is defined, and the maximum voltage is defined by the combined resistance of the fixed resistor Rfix and the maximum resistance value of the variable resistor Radj. By setting the maximum voltage and the minimum voltage within the rated range, the risk that an unrated power supply voltage is applied to the system board can be reduced. Also, the sensitivity of adjustment by the variable resistor Radj is kept low, and the power supply voltage can be adjusted precisely. If the variable resistor Radj is a component that requires a plurality of turns to change from the minimum value to the maximum value of the variable range, the power supply voltage adjustment width per turn is reduced by connecting the fixed resistor Rfix in series. .
図3は、電源ボード2に電源順序調整IC(Power Sequence Controller)200が搭載される場合の、電源仕様設定回路6の構成例を模式的に示す回路図である。電源ボード2には、3個の電源IC(20X,20Y,20Z)と、それらの起動シーケンス及び遮断シーケンスを規定する、シーケンス制御回路(電源順序調整IC)200とが搭載されている。電源仕様設定回路6は、起動調整回路42A及びイネーブル信号接続回路41Aを含む。
FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a configuration example of the power supply specification setting circuit 6 when a power sequence controller IC (Power Sequence Controller) 200 is mounted on the
3個の電源IC(20X,20Y,20Z)は電源供給を出力するか、停止するかを制御するイネーブル(Enable)端子を備えている。このイネーブル端子に入力されるイネーブル信号をアサートすると電源供給が出力され、ネゲートすると停止される。アサートする順序で起動シーケンスを規定し、ネゲートする順序で遮断シーケンスを規定することができる。電源順序調整IC200は、設定されたタイミングで順次、出力信号のアサート/ネゲートを行う回路素子である。電源順序調整IC200の複数の出力信号(図3では3本)の間のアサート/ネゲートタイミングを規定するのが、起動調整回路42Aである。3本の出力の間のアサートタイミングを、基準となる1本の出力からの遅延時間で規定する。遅延時間の規定・調整回路や規定・調整方法は、電源順序調整IC200の仕様に依存するが、例えば外付けされる抵抗RvとRwで規定することができる。起動調整回路42Aは、図に例示されるように、2本の抵抗RvとRwによって、電源順序調整IC200の3本の出力信号のアサート/ネゲートタイミングを規定する。イネーブル信号接続回路41Aは、電源順序調整IC200の3本の出力信号と、3個の電源IC(20X,20Y,20Z)のイネーブル端子の間の接続関係を規定する配線である。必要に応じてバッファを挿入しても良いが、バッファによる遅延を考慮する必要がないので、配線のみで構成されるのが望ましい。
The three power supply ICs (20X, 20Y, and 20Z) include an enable terminal that controls whether power supply is output or stopped. When the enable signal input to the enable terminal is asserted, power supply is output, and when it is negated, it is stopped. The activation sequence can be defined in the order of assertion, and the blocking sequence can be defined in the order of negation. The power supply
電源ボード2の電源仕様設定端子23X,23Y,23Z,24S,24T,24U,25V,25Wは、全てコネクタとして実装されるとよい。個別のコネクタであっても良いし、複数ピンのコネクタの各ピンに割り当てても良い。起動調整回路42A及びイネーブル信号接続回路41Aを外付けして着脱が可能となり、交換が容易になるためである。電源ボード2の電源仕様設定端子には、タイミング設定25V,25Wと、イネーブル信号出力コネクタ24S,24T,24Uと、イネーブル信号入力コネクタ23X,23Y,23Zとが含まれる。電源仕様設定端子のうちのタイミング設定25V,25Wは、電源仕様設定回路6側のタイミング設定コネクタ45H,45Iを介して、起動調整回路42Aに接続される。電源順序調整IC200の3本の出力信号は、イネーブル信号出力コネクタ24S,24T,24Uと電源仕様設定回路6側のイネーブル信号入力コネクタ44E,44F,44Gを介してイネーブル信号接続回路41Aに入力される。さらに、電源仕様設定回路6側のイネーブル信号出力コネクタ43B,43C,43Dと、電源ボード2側のイネーブル信号入力コネクタ23X,23Y,23Zを介して、3個の電源IC(20X,20Y,20Z)のイネーブル端子に入力される。
The power supply
これにより、システムボードで使用される電源の起動シーケンス及び/又は遮断シーケンスが、電源ボードに接続される電源仕様設定回路の一種である起動調整回路42A,42K及びイネーブル信号接続回路41A,41Kによって規定される。
Thereby, the startup sequence and / or the shutdown sequence of the power supply used in the system board are defined by the
電源仕様設定回路6は、後述の電源起動調整ボード4Aに実装され、或いは、別のシステムボードに対応する電源起動調整ボード4Kに実装されてもよいし、或いは、システムボードに実装されても良い。電源起動調整ボード4Aに実装され、システムボード(1A他)ごとに適切な電源仕様設定回路6を対応付け、接続するシステムボード(1A他)を交換するときに、合せて電源仕様設定回路6を対応するものに交換することにより、交換に伴う起動シーケンスの再調整を不要とすることができる。一方、電源仕様設定回路6を、電源起動調整ボードではなく、対応するシステムボードに実装することにより、交換に伴う取り違えのリスクをなくすことができる。これらの実施形態については、後段で詳述する。
The power supply specification setting circuit 6 may be mounted on a power supply
〔実施形態2〕
図4は、システムボード1A,1K、電源ボード2及び供給電圧調整ボード3A,3Kによる統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。電源ボード2は、複数種類のシステムボード1A,1K,…に共通に電源を供給可能な電源ボードであり、供給電圧調整ボード3A,3K,…のうち、接続されるシステムボードに対応する供給電圧調整ボードが選択されて接続される。図4には、システムボード1A,1Kと、それぞれに対応する2個の供給電圧調整ボード3A,3Kとが例示されているが、電源ボード2を接続することができるシステムボードは2種類に限られない。また、1種類のシステムボードに対応する複数種類の供給電圧調整ボードが準備されても良い。複数の電源電圧条件下でのプロトタイプ試験を行なうことができる。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the
システムボード1Aにはシステム100Aが搭載され、システムボード1Kにはシステム100Kが搭載されている。システム100A,100Kは、例えばFPGAであり、或いは、他のシステムLSI(Large Scale Integrated circuit)であってもよいし、半導体モジュールやディスクリート部品によるシステムであってもよい。システム100Aとシステム100Kとは、互いに異なる供給電圧仕様をもつシステムである。
A
システムボード1Aには、システム100AとしてのFPGA100Aと、コネクタ11B,11Cおよび11Dが搭載されている。FPGA100Aは稼動のため電圧B,電圧Cおよび電圧Dが必要であり、これらの電圧は各々コネクタ11B,11Cおよび11Dより供給される。電圧B,電圧Cおよび電圧Dは、例えば、それぞれ0.9V、1.0Vおよび2.5Vである。
On the
システムボード1Kには、システム100KとしてのFPGA100Kと、コネクタ11K,11Mおよび11Nが搭載されている。FPGA100Kは稼動のため電圧L,電圧Mおよび電圧Nが必要であり、これらの電圧は各々コネクタ11L,11Mおよび11Nより供給される。電圧L,電圧Mおよび電圧Nは、例えば、それぞれ1.0V、1.8Vおよび1.2Vである。
On the
電源ボード2には、外部抵抗値により供給電圧を調整可能な電源IC20X,20Yおよび20Zと、コネクタ21X,21Yおよび21Zと、コネクタ22X,22Yおよび22Zとが搭載されている。各電源IC20X,20Yおよび20Zにより出力された電圧は各々コネクタ21X,21Yおよび21Zによりシステムボード1Aもしくはシステムボード1Kに供給される。また電源IC20X,20Yおよび20Zの出力電圧は各々コネクタ22X,22Yおよび22Zに接続される抵抗値によって決定される。
On the
システムボード1Aに対応する供給電圧調整ボード3Aには、出力電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dとコネクタ32B,32Cおよび32Dが搭載されている。電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dは、FPGA100Aの稼動のため電圧B,電圧Cおよび電圧Dに電源ボード2の電源IC20X,20Yおよび20Zの出力電圧を調整する抵抗値である。電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dは、供給電圧調整ボード3Aのコネクタ32B,32Cおよび32Dと電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zを介して電源ボード2に接続される。電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dは、電源IC20X,20Yおよび20Zの仕様に基づいて、電圧B,電圧Cおよび電圧Dをそれぞれ上述の0.9V、1.0Vおよび2.5Vに設定するための抵抗値に設定される。
Output
システムボード1Kに対応する供給電圧調整ボード3Kには、出力電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nとコネクタ32L,32Mおよび32Nが搭載されている。電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30NはFPGA100Kの稼動のため電圧L,電圧Mおよび電圧Nに電源ボード2の電源IC20X,20Yおよび20Zの出力電圧を調整する抵抗値である。電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nは、供給電圧調整ボード3Kのコネクタ32L,32Mおよび32Nと電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zを介して電源ボード2に接続される。電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nは、電源IC20X,20Yおよび20Zの仕様に基づいて、電圧L,電圧Mおよび電圧Nをそれぞれ上述の1.0V、1.8Vおよび1.2Vに設定するための抵抗値に設定される。
Output
システムボード1Aのコネクタ11B,11Cおよび11Dは、電源ボード2のコネクタ21X,21Yおよび21Zと同時に接続可能な位置に取り付けられており、システムボード1Kのコネクタ11L,11Mおよび11Nも、電源ボード2のコネクタ21X,21Yおよび21Zと同時に接続可能な位置に取り付けられている。また、供給電圧調整ボード3Aのコネクタ32B,32Cおよび32Dは、電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zと同時に接続可能な位置に取り付けられており、供給電圧調整ボード3Kのコネクタ32K,32Mおよび32Nも、電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zと同時に接続可能な位置に取り付けられている。これにより、システムボード1Aとシステムボード1Kは、共通の電源ボード2に着脱可能となっており、それぞれに対応する供給電圧調整ボード3Aと、供給電圧調整ボード3Kも、同じ電源ボード2に着脱可能となっている。なお、「同時に接続可能な位置」とは、例えば、互いに対面する配置され、共に嵌合することができる位置をいう。
The
このように、システムボード1A,1Kごとに適切な供給電圧調整ボード3A,3Kを対応付け、接続するシステムボード1A,1Kを交換するときに、合せて供給電圧調整ボード3A,3Kを対応するものに交換することにより、交換に伴う電源電圧の再調整を不要とすることができる。
In this way, appropriate supply
本実施形態2の効果について詳述する。 The effect of the second embodiment will be described in detail.
従来技術では、システムボード上に電源及び電圧調整部が搭載され、或いは、特定の電源ボードが接続されていたが、電源ボードをシステムボードから分離して複数種類のシステムボードに共通としたことにより、多種類のシステムボードを作成する場合に、電源ボードの使いまわしが可能になり、電源ボードの部品コスト、電源回路の回路設計費用及び基板設計費用等を削減することができる。 In the prior art, the power supply and voltage adjustment unit is mounted on the system board, or a specific power supply board is connected, but by separating the power supply board from the system board and making it common to multiple types of system boards When a variety of system boards are created, the power board can be reused, and the power board component cost, the power circuit design cost, the board design cost, and the like can be reduced.
また、供給電圧調整ボードを電源ボードからさらに分離したことにより、システムボードによって異なる電圧仕様に容易に対応することが可能になる。電源ボードと供給電圧調整ボードを分離せずに、可変抵抗などで電圧調整範囲を広く取ることでもシステムボードによって異なる電圧仕様に対応することも可能である。しかし、可変抵抗の調整により電圧調整を行う作業は煩雑であり、広い電圧調整幅に対応した可変抵抗で特定の電圧に調整する場合、調整された電圧が外部からは判別しづらいため、異なるシステムボード用に設定された電源ボードをシステムボードに接続してシステムボードを壊す危険性もある。 Further, since the supply voltage adjustment board is further separated from the power supply board, it becomes possible to easily cope with voltage specifications that differ depending on the system board. Without separating the power supply board and the supply voltage adjustment board, it is possible to cope with different voltage specifications depending on the system board by taking a wide voltage adjustment range with a variable resistor or the like. However, the work of adjusting the voltage by adjusting the variable resistor is complicated, and when adjusting to a specific voltage with a variable resistor corresponding to a wide voltage adjustment range, it is difficult to distinguish the adjusted voltage from the outside, so a different system There is also a risk of breaking the system board by connecting the power board configured for the board to the system board.
システムボードに対応付けて供給電圧調整ボードを用意することにより、システムボード毎に異なる電圧に設定を行う作業が不要になり、仕様と異なる電圧をシステムボードに供給する危険性を低減することもできる。 By preparing a supply voltage adjustment board in association with the system board, it is not necessary to set a different voltage for each system board, and the risk of supplying a voltage different from the specification to the system board can also be reduced. .
本実施形態2の変形例について説明する。 A modification of the second embodiment will be described.
電源ICはすべて同じ仕様でなくてもよく、供給可能電流量やノイズの発生しやすさによって、電源IC自体に供給する電源を変え、複数の電源ICを並列に使用して電流量を増やし、或いは、電源ICの種類を変えてもよい。電源ICの種類としては、スイッチングレギュレータの他、リニアレギュレータを採用しても良い。スイッチングレギュレータは一般的に高効率だが一般的にノイズ発生量が多いとされている。一方、リニアレギュレータは変換効率や生成電流量は落ちるもののノイズ発生量が少ないとされている。これらの特徴を踏まえて、適切な電源ICを選択する。また、これら複数の仕様の電源ICを予め電源ボード2に実装しておき、供給電圧調整ボードに代えて、それらを選択する機構を搭載した、電源仕様設定回路6を電源ボード2に接続できるように構成しても良い。
The power supply ICs do not have to have the same specifications. Depending on the amount of current that can be supplied and the ease of noise generation, the power supply supplied to the power supply IC itself is changed, and multiple power supply ICs are used in parallel to increase the amount of current. Alternatively, the type of power supply IC may be changed. As the type of power supply IC, a linear regulator may be adopted in addition to the switching regulator. Switching regulators are generally considered to be highly efficient but generally generate a lot of noise. On the other hand, the linear regulator is said to have a small amount of noise generation although the conversion efficiency and the amount of generated current fall. Based on these characteristics, an appropriate power supply IC is selected. Further, a power supply specification setting circuit 6 having a mechanism for selecting these power ICs with a plurality of specifications mounted in advance on the
電源ボード2に搭載される外部抵抗値により供給電圧を調整可能な電源ICと供給電圧調整ボード3Aおよび供給電圧調整ボード3Kの関係は、供給電圧の調整部を別にすることが可能であればよい。例えばPWM(Pulse Width Modulation)入力により電圧調整可能な電源ICとPWM出力IC、PWM入力により電圧調整可能な電源ICおよびPWM出力可能なマイコンとマイコンのPWM出力設定プログラムを搭載したROM等の組み合わせでもよい。
The relationship between the power supply IC that can adjust the supply voltage by the external resistance value mounted on the
供給電圧調整ボードにおける出力電圧調整用抵抗は、単一の抵抗でなく、例えば図2に例示したように固定抵抗と可変抵抗を組み合わせたものでもよい。この場合、電圧調整範囲は限定された範囲で可変とすることが可能であり、単に電源ICの出力電圧調整用抵抗を対応させるすべての出力電圧の範囲で可変としたときに比べ、可変抵抗の1回転あたりの電圧変化幅が小さくなるので電圧調整がしやすく、仕様範囲を大きく超えた電圧に調整してしまうリスクが低減される。 The output voltage adjusting resistor in the supply voltage adjusting board is not a single resistor but may be a combination of a fixed resistor and a variable resistor as illustrated in FIG. In this case, the voltage adjustment range can be made variable within a limited range. Compared to the case where the output voltage adjustment resistor of the power supply IC is simply made variable in the range of all output voltages, the variable resistor can be changed. Since the voltage change width per one rotation becomes small, voltage adjustment is easy, and the risk of adjusting to a voltage that greatly exceeds the specification range is reduced.
なお、図中においてわかりやすさのために各コネクタを別のコネクタとして記述しているが、個別のコネクタでなく、単一もしくは複数のコネクタ上の別の端子でもよい。また、電源電圧は単一でなく複数のコネクタから供給してもよい。 In the drawing, each connector is described as a separate connector for ease of understanding, but it may be a separate terminal on a single or a plurality of connectors instead of individual connectors. The power supply voltage may be supplied from a plurality of connectors instead of a single one.
これらの変形例は、以下の各実施形態についても同様に適用することができる。 These modifications can be similarly applied to the following embodiments.
〔実施形態3〕
図5は、供給電圧調整回路30が搭載されたシステムボード1A,1K及び電源ボード2による統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。図5には、供給電圧調整回路30の階層は図示が省略されている。システムボード1Aには、供給電圧調整回路30を構成する電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dが搭載され、システムボード1Kには、供給電圧調整回路30を構成する電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nが搭載されている。このように、実施形態2(図4)において、供給電圧調整ボード3Aおよび3Kに実装された機能が、システムボード1Aおよび1Kに内蔵されている。他の構成と動作は、実施形態2(図4)と同様であるので、詳しい説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the
このように、システムボードと対応する供給電圧調整回路とを一体化することによって、システムボードと供給電圧調整ボードとの適切でない組み合わせでの使用を防止することができる。 As described above, by integrating the system board and the corresponding supply voltage adjustment circuit, it is possible to prevent the system board and the supply voltage adjustment board from being used in an inappropriate combination.
〔実施形態4〕
図6は、システムボード1A,1K、電源ボード2及び電源起動調整ボード4A,4Kによる統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。電源ボード2は、複数種類のシステムボード1A,1K,…に共通に電源を供給可能な電源ボードであり、電源起動調整ボード4A,4K,…のうち、接続されるシステムボードに対応する電源起動調整ボードが選択されて接続される。図6には、システムボード1A,1Kと、それぞれに対応する2個の電源起動調整ボード4A,4Kとが例示されているが、電源ボード2を接続することが可能なシステムボードと電源起動調整ボードは2種類に限られない。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the
システムボード1Aおよび1Kの構成は、実施形態2(図4)と同様であるので、詳しい説明を省略する。
Since the configuration of the
電源ボード2には、出力イネーブル端子により電圧の供給をON/OFF可能な電源IC20X,20Yおよび20Zと、外部抵抗の値によって3種のイネーブル信号のアサートタイミングを変更可能な電源順序調整IC200と、システムボードに電源を供給するコネクタ21X,21Yおよび21Zとが、搭載されている。電源ボード2には、さらに、各電源ICの出力イネーブル信号が接続されたコネクタ23X,23Yおよび23Zと、電源順序調整IC200より出力される出力イネーブル信号が接続されるコネクタ24S,24Tおよび24Uと、電源順序調整IC200の3種のイネーブル信号のアサートタイミングを調整する端子に接続されたコネクタ25Vおよび25Wとが、搭載されている。
The
出力イネーブル信号はコネクタ24Sにつながれた端子がまず有効になり、コネクタ25VとGNDとの間の抵抗値によってコネクタ24Tにつながれた端子が有効になるまでの時間が規定される。コネクタ25WとGNDとの間の抵抗値によって、さらにその後コネクタ24Uにつながれた端子が有効になるまでの時間が規定される。ただし、これは電源順序調整IC200の仕様に基づいて規定されるものであって、他の方式によって信号をアサートまたはネゲートするタイミングする電源順序調整回路に変更した場合には、その仕様に従って規定される。タイミング仕様の規定方法は、ここに例示する抵抗値による規定に限られず、電源順序調整回路を変更することにより、容量値による規定、電圧レベルによる規定、その他、ディジタル値による規定等に変更することができる。
As for the output enable signal, the terminal connected to the connector 24S becomes effective first, and the time until the terminal connected to the
本実施形態4(図6)に例示する電源起動調整ボード4Aには、出力イネーブル信号出力用のコネクタ43B,43Cおよび43Dと出力イネーブル信号入力用のコネクタ44E,44Fおよび44Gと出力イネーブルタイミング調整用のコネクタ45Hおよび45Iと出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Hおよび46Iが搭載されている。
The power
電源B,電源Cおよび電源Dの起動順は、電源起動調整ボード4A上で各出力イネーブル信号を接続することで、FPGA100Aの仕様に適合するように調整される。最初に電源順序調整IC200がアサートするイネーブル信号が、電源起動調整ボード4Aのコネクタ44Eに入力され、その信号が電圧Dを生成する電源IC20Zの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Dへと接続されているので、電圧Dがまず初めに出力される。次にアサートされるイネーブル信号が、電源起動調整ボード4Aのコネクタ44Fに入力され、その信号が電圧Cを生成する電源IC20Yの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Cへと接続されているので、電圧Cが電圧Dの次に出力される。最後にアサートされるイネーブル信号が、電源起動調整ボード4Aのコネクタ44Gに入力され、その信号が電圧Bを生成する電源IC20Xの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Bへと接続されているので、電圧Bが最後に出力される。
The activation order of the power supply B, the power supply C, and the power supply D is adjusted so as to conform to the specifications of the
電圧Dが出力される時刻から電圧Cが出力されるまでの時間は抵抗46Hにより決定され、電圧Cが出力される時刻から電圧Bが出力されるまでの時間は抵抗46Iにより決定される。例えば、抵抗値3kΩあたり5msの遅延時間が付加されるICを使用し、抵抗46Hと抵抗46Iをそれぞれ3kΩと51kΩとしたとき、電圧Dが出力される時刻から電圧Cが出力されるまでの時間は5msとなり、電圧Cが出力される時刻から電圧Bが出力されるまでの時間は85msとなる。これらの時間は、FPGA100Aの仕様で規定される電源投入シーケンスに適するように設定される。
The time from when the voltage D is output until the voltage C is output is determined by the
一方、電源起動調整ボード4Kには、電源起動調整ボード4Aと同様に、出力イネーブル信号出力用のコネクタ43L,43Mおよび43Nと、出力イネーブル信号入力用のコネクタ44Oおよび44Pと、出力イネーブルタイミング調整用のコネクタ45Qおよび45Rと、出力イネーブルタイミング調整用の抵抗46Qおよび46Rが搭載されている。
On the other hand, the power
電源L,電源Mおよび電源Nの起動順は、電源起動調整ボード4K上で各出力イネーブル信号を接続することで、FPGA100Kの仕様に適合するように調整される。最初に電源順序調整IC200がアサートするイネーブル信号が、電源起動調整ボード4Kのコネクタ44Oに入力され、その信号が、電圧Lを生成する電源IC20Xの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Lと、電圧Nを生成する電源IC20Zの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Nへと接続されているので、電圧Lと電圧Nがまず出力される。次にアサートされるイネーブル信号が、電源起動調整ボード4Kのコネクタ44Pに入力され、その信号が、電圧Mを生成する電源IC20Yの出力イネーブル信号へとつながるコネクタ43Mへと接続されているので、電圧Mがついで出力される。最後に有効になるイネーブル信号は、電源起動調整ボード4Kのコネクタ44Qに入力されるが、その信号はどこにも接続されない。コネクタ44Qの実装は省略されても良い。
The starting order of the power supply L, the power supply M, and the power supply N is adjusted so as to conform to the specifications of the
電圧Lと電圧Nが出力される時刻から電圧Mが出力されるまでの時間は抵抗46Rにより決定される。最後のイネーブル信号は使用しないが、電源順序調整IC200の動作を完了させるために抵抗46Sは実装される。例えば、先の例と同様のICを使用し、抵抗46Rと抵抗46Sをそれぞれ120kΩと51kΩとしたとき、電圧Lと電圧Nが出力される時刻から電圧Mが出力されるまでの時間は200msとなり、さらに最後のイネーブル信号がアサートされるまでの時間は85msとなる。電圧Lと電圧Nが出力される時刻から電圧Mが出力されるまでの時間は、FPGA100Kの仕様で規定される電源投入シーケンスに適するように設定される。
The time from when the voltage L and the voltage N are output until the voltage M is output is determined by the
電源起動調整ボード4Aの抵抗46Hと46I及び電源起動調整ボード4Kの抵抗46Rと46Sは、図3に示した起動調整回路42Aの実装例であり、電源起動調整ボード4Aと4Kのコネクタ間の結線は、図3に示したイネーブル信号接続回路41Aの実装例である。本実施形態では、電源の起動シーケンスについて説明したが、イネーブル信号をネゲートするタイミングの調整についても同様であり、遮断シーケンスにも適用することができる。このように、システムボード1A,1Kで使用される電源の起動シーケンス及び/又は遮断シーケンスが、電源ボードに接続される電源仕様設定回路の一種である起動調整回路及びイネーブル信号接続回路によって規定される。ただし、起動調整回路及びイネーブル信号接続回路の階層は、図6への図示が省略されている。
The
〔実施形態5〕
図7は、電源起動調整回路である起動調整回路とイネーブル信号接続回路が搭載されたシステムボード1A,1K及び電源ボード2による統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。図7には、起動調整回路とイネーブル信号接続回路の階層は図示が省略されている。システムボード1Aには、起動調整回路を構成する出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Hおよび46Iと、イネーブル信号接続回路を構成するコネクタ間の配線が実装され、システムボード1Kには、起動調整回路を構成する出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Rおよび46Sと、イネーブル信号接続回路を構成するコネクタ間の配線が実装されている。このように、実施形態4(図6)において、電源起動調整ボード4Aおよび4Kに実装された機能が、システムボード1Aおよび1Kに内蔵されている。他の構成と動作は、実施形態4(図6)と同様であるので、詳しい説明を省略する。
[Embodiment 5]
FIG. 7 is a block diagram schematically showing a configuration example of the
このように、システムボードと対応する電源起動調整回路である起動調整回路とイネーブル信号接続回路とを一体化することによって、システムボードと電源起動調整ボードとの適切でない組み合わせでの使用を防止することができる。 In this way, by integrating the start adjustment circuit, which is a power supply start adjustment circuit corresponding to the system board, and the enable signal connection circuit, it is possible to prevent the system board and the power start adjustment board from being used in an inappropriate combination. Can do.
〔実施形態6〕
図8は、システムボード1A,1K、電源ボード2、及び、供給電圧調整回路と電源起動調整回路としての起動調整回路およびイネーブル信号接続回路が搭載された電源仕様設定ボード5A,5Kによる統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。電源ボード2は、複数種類のシステムボード1A,1K,…に共通に電源を供給可能な電源ボードであり、電源仕様設定ボード5A,5K,…のうち、接続されるシステムボードに対応する電源仕様設定ボードが選択されて接続される。図8には、システムボード1A,1Kと、それぞれに対応する2個の電源仕様設定ボード5A,5Kとが例示されているが、電源ボード2を接続することが可能なシステムボードと電源仕様設定ボードは2種類に限られない。
[Embodiment 6]
FIG. 8 shows an
システムボード1Aおよび1Kの構成は、実施形態2(図4)及び実施形態4(図6)と同様であるので、詳しい説明を省略する。
Since the configurations of the
電源ボード2には、出力イネーブル端子により電圧の供給をON/OFF可能な電源IC20X,20Yおよび20Zと、外部抵抗の値によって3種のイネーブル信号のアサートタイミングを変更可能な電源順序調整IC200と、システムボードに電源を供給するコネクタ21X,21Yおよび21Zとが、搭載されている。さらに電源ボード2には、実施形態2(図4)及び実施形態3(図5)と同様に、電源IC20X,20Yおよび20Zからの供給電圧を調整する外部抵抗を接続するためのコネクタ22X,22Yおよび22Zが搭載されている。また電源ボード2には、実施形態4(図6)及び実施形態5(図7)と同様に、各電源ICの出力イネーブル信号が接続されたコネクタ23X,23Yおよび23Zと、電源順序調整IC200より出力される出力イネーブル信号が接続されるコネクタ24S,24Tおよび24Uが搭載されている。電源ボード2には、さらに電源順序調整IC200の3種のイネーブル信号のアサートタイミングを調整する端子に接続されたコネクタ25Vおよび25Wが搭載されている。
The
システムボード1Aに対応する電源仕様設定ボード5Aには、実施形態2(図4)の供給電圧調整ボード3Aと同様に、出力電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dとコネクタ32B,32Cおよび32Dが搭載されている。電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dは、FPGA100Aの稼動のため電圧B,電圧Cおよび電圧Dに電源ボード2の電源IC20X,20Yおよび20Zの出力電圧を調整する抵抗値である。電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dは、電源仕様設定ボード5Aのコネクタ32B,32Cおよび32Dと電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zを介して電源ボード2に接続される。
Similarly to the supply
電源仕様設定ボード5Aには、さらに、実施形態4(図6)の電源起動調整ボード4Aと同様に、出力イネーブル信号出力用のコネクタ43B,43Cおよび43Dと出力イネーブル信号入力用のコネクタ44E,44Fおよび44Gと出力イネーブルタイミング調整用のコネクタ45Hおよび45Iと出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Hおよび46Iが搭載されている。電源B,電源Cおよび電源Dの起動順は、電源起動調整ボード4A上で各出力イネーブル信号を接続することで、FPGA100Aの仕様に適合するように調整されている。
The power supply
システムボード1Kに対応する電源仕様設定ボード5Kには、実施形態2(図4)の供給電圧調整ボード3Kと同様に、出力電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nとコネクタ32L,32Mおよび32Nが搭載されている。電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30NはFPGA100Kの稼動のため電圧L,電圧Mおよび電圧Nに電源ボード2の電源IC20X,20Yおよび20Zの出力電圧を調整する抵抗値である。電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nは、電源仕様設定ボード5Kのコネクタ32L,32Mおよび32Nと電源ボード2のコネクタ22X,22Yおよび22Zを介して電源ボード2に接続される。
Similarly to the supply
電源仕様設定ボード5Kには、さらに、実施形態4(図6)の電源起動調整ボード4Kと同様に、出力イネーブル信号出力用のコネクタ43L,43Mおよび43Nと、出力イネーブル信号入力用のコネクタ44Oおよび44Pと、出力イネーブルタイミング調整用のコネクタ45Qおよび45Rと、出力イネーブルタイミング調整用の抵抗46Qおよび46Rが搭載されている。電源L,電源Mおよび電源Nの起動順は、電源起動調整ボード4K上で各出力イネーブル信号を接続することで、FPGA100Kの仕様に適合するように調整されている。
The power
これにより、簡易な電源仕様設定回路を接続するだけで、電源ボードから出力される複数の電源のそれぞれの電圧と起動シーケンスを、対応するシステムボードに合わせて適切に設定することができる。 Thereby, only by connecting a simple power supply specification setting circuit, it is possible to appropriately set the voltages and startup sequences of the plurality of power supplies output from the power supply board in accordance with the corresponding system board.
以上のように、本実施形態6(図8)の統合システム1000は、実施形態2(図4)の供給電圧調整ボードの機能と、実施形態4(図6)の電源起動調整ボードの機能とを、ともに電源仕様設定ボードに組み込んだ点に特徴がある。それぞれの機能の動作は互いに独立するので、接続されるシステムボードの仕様に適する電源電圧と起動シーケンスを、対応する電源仕様設定ボードによって設定することができる。本実施形態では、既に例示した電源電圧と起動シーケンスの組合せのみを示したが、他の電源仕様を設定・調整する機能をさらに組合せることもできる。
As described above, the
〔実施形態7〕
図9は、供給電圧調整回路と電源起動調整回路である起動調整回路およびイネーブル信号接続回路とが搭載されたシステムボード1A,1Kと電源ボード2による統合システム1000の構成例を模式的に示すブロック図である。図9には、供給電圧調整回路と起動調整回路とイネーブル信号接続回路の階層は図示が省略されている。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the
システムボード1Aには、供給電圧調整回路30を構成する電圧調整用抵抗30B,30Cおよび30Dが搭載され、さらに、起動調整回路を構成する出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Hおよび46Iと、イネーブル信号接続回路を構成するコネクタ間の配線が実装されている。
The
システムボード1Kには、供給電圧調整回路30を構成する電圧調整用抵抗30L,30Mおよび30Nが搭載され、さらに、起動調整回路を構成する出力イネーブルタイミング設定用の抵抗46Rおよび46Sと、イネーブル信号接続回路を構成するコネクタ間の配線が実装されている。
The
このように、実施形態6(図8)において、電源仕様設定ボード5Aおよび5Kに実装された機能が、システムボード1Aおよび1Kに内蔵されている。他の構成と動作は、実施形態6(図8)と同様であるので、詳しい説明を省略する。
Thus, in the sixth embodiment (FIG. 8), the functions mounted on the power supply
このように、供給電圧調整回路と電源起動調整回路である起動調整回路およびイネーブル信号接続回路とを、対応するシステムボードと一体化することによって、システムボードと電源仕様設定ボードとの適切でない組み合わせでの使用を防止することができる。 In this way, by integrating the supply voltage adjustment circuit, the power supply start adjustment circuit and the start adjustment circuit and the enable signal connection circuit with the corresponding system board, the system board and the power specification setting board can be combined in an inappropriate manner. Can be prevented.
〔実施形態8〕
図10は、システムボード1A,1K、電源ボード2及び供給電圧調整ボード3A,3Kによる統合システム1000における電源コネクタ等と電源配線の一例を模式的に示す説明図である。回路構成は図4に示した実施形態2と同様であるが、電源ボード2における電源供給コネクタ21X,21Y,21Z及びGNDを1個のコネクタ26にまとめ、電源電圧設定用コネクタ22X,22Y,22Z及びGNDを1個のコネクタ27にまとめたものである。これに対応して、システムボード1Aでは、電源コネクタ11B,11C,11D及びGNDが1個のコネクタ12Aにまとめられ、システムボード1Kでは、電源コネクタ11L,11M,11N及びGNDが1個のコネクタ12Kにまとめられている。また、電源電圧設定ボード3Aでは、コネクタ32B,32C,32Dが1個のコネクタ33Aにまとめられ、電源電圧設定ボード3Kでは、コネクタ32L,32M,32Nが1個のコネクタ33Kにまとめられている。
[Embodiment 8]
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing an example of a power connector and power supply wiring in the
システムボード1Aでは、コネクタ12Aの電源B,C,Dを供給する各端子(ピン)から、それぞれ電源領域B,C,Dに向かって、電源配線領域16B,16C,16Dが設けられている。図4には図示されていないが、システムボード1Aには、FPGA100Aから外部に接続する入出力端子13Aをもちコネクタ14Aを通じ外部と接続を行う機能が及びそのための回路とコネクタ14Aとが追加されている。このとき、入出力端子13Aからコネクタ14Aへの配線は、電源配線領域16Dと交差する。システムボード1Kでは、コネクタ12Kの電源L,M,Nを供給する各端子(ピン)から、それぞれ電源領域L,M,Nに向かって、電源配線領域16L,16M,16Nが設けられている。
In the
以上のように、コネクタを物理的に1個にまとめることにより、コネクタの部品コストを低減し、コネクタを実装するのに必要な基板面積を減らすことができる。一方、以下のような課題があることがわかった。 As described above, by physically combining the connectors into one, the component cost of the connector can be reduced, and the board area necessary for mounting the connector can be reduced. On the other hand, it was found that there are the following problems.
図10に示すシステムボード1Aは、電源コネクタ12Aより電源領域10Dに供給される電源配線領域16DがI/O端子13Aからコネクタ14Aに接続される配線と交差しており、I/O配線と電源ラインの双方を配線するために基板層数を増やす必要や電源層の幅を確保するためにI/O端子13Aとコネクタ14Aの距離を離す必要が生じる可能性がある。
In the
また、システムボード1Kのように電源領域の仕様次第では電源ラインを通す層の配線幅を確保するために基板の層数を増やす必要が生じる可能性がある。
In addition, depending on the specifications of the power supply area as in the
システムボードはPCI Express Endpointで使用するなどのために基板の厚みを特定の厚さに設計する必要がある場合がある。また、伝送路のインピーダンスを特定の値に設計する必要がある場合もある。基板の層の数が増大すると1層あたりの厚さが薄くなり、供給電流の確保やインピーダンスコントロールを行うことが困難になる可能性がある。 In some cases, the system board needs to be designed to have a specific thickness for use in PCI Express Endpoint. In some cases, it is necessary to design the impedance of the transmission line to a specific value. When the number of layers of the substrate increases, the thickness per layer becomes thin, and it may be difficult to secure supply current and control impedance.
図11は、システムボード1A,1K、電源ボード2及び供給電圧調整ボード3A,3Kによる統合システム1000における電源コネクタ等と電源配線の別の例を模式的に示す説明図である。図10に示した実施の形態では、電源ボード2は、1個の電源供給コネクタ26及び1個の電源電圧設定用コネクタ27のみを備えた。ここで、電気的には同じ電源供給コネクタ複数個を、基板上に分散して配置する。図11の電源ボード2は、4個の電源供給コネクタ28NE,28SE,28SW,28NWを備える。それぞれが4ピンのコネクタで、電源IC20X,20Y,20Zからの電源ラインが配線領域29X,29Y,29Zを使って配線された3ピンと、さらにGNDの1ピンによって構成されている。
FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing another example of the power supply connector and the power supply wiring in the
システムボード1Kには、この4個の電源供給コネクタ28NE,28SE,28SW,28NWに対応する位置に、4個の電源コネクタ15K−NE,15K−SE,15K−SW,15K−NWが設けられており、同時に接続される。各電源領域10L,10M,10Nへは最も近い電源コネクタから電源ラインを配線すればよい。電源領域10Lには最も近いコネクタ15K−SWから電源配線領域16Lを使って電源ラインが配線され、電源領域10Mには最も近いコネクタ15K−NEから電源配線領域16Mを使って電源ラインが配線され、電源領域10Nには最も近いコネクタ15KS−SEから電源配線領域16Nを使って電源ラインが配線される。
The
システムボード1Aでは、電源供給コネクタ28NEに対応する電源コネクタが省略されて、3個の電源コネクタ15A−SE,15A−SW,15A−NWが設けられており、同時に接続される。各電源領域10B,10C,10Dへは最も近い電源コネクタから電源ラインを配線すればよい。電源領域10Bには最も近いコネクタ15A−SWから電源配線領域16Bを使って電源ラインが配線され、電源領域10Cには最も近いコネクタ15A−SEから電源配線領域16Cを使って電源ラインが配線され、電源領域10Dには最も近いコネクタ15A−NWから電源配線領域16Dを使って電源ラインが配線される。これにより、I/O端子13Aからコネクタ14Aに接続される配線と電源配線領域との交差はなくなり、上述のように基板における層数を増やしたり、I/O端子13Aとコネクタ14Aの間の距離を離す必要はない。
In the
図11には、3個の電源全てを供給可能なコネクタを複数個備えて電源ボード2に分散して配置する例を示したが、全てのコネクタから必ずしもすべての電源を供給することができるように構成しなければならないわけではない。同じ電源について電源ボード2内の複数箇所に電源供給コネクタを設けることにより、対応する複数種類のシステムボードでは、それぞれ自身のボードで最も適切な位置(コネクタ)から電源の供給を受けることができるので、基板設計の自由度が向上する。
FIG. 11 shows an example in which a plurality of connectors that can supply all three power supplies are provided and distributed on the
本実施形態8は、実施形態2(図4)に示した回路に準拠して説明したが、同様の考え方により、他の実施形態2〜7についても、同じ電源について電源ボード2の複数箇所に分散して電源供給コネクタを設けることができる。さらに、実施形態3、5、7(図5、7、9)と同様に、供給電圧調整ボード3A,3K、電源起動調整ボード4A,4K、電源仕様設定ボード5A,5Kの機能をそれぞれ対応するシステムボードに実装し、合せてコネクタ33A,33K等をシステムボードに実装して、電源コネクタと同時に接続されるように、対面する位置に配置してもよい。
Although the eighth embodiment has been described in accordance with the circuit shown in the second embodiment (FIG. 4), the same power supply is applied to a plurality of places on the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
1A,1K システムボード
2 電源ボード
3A,3K 電源仕様設定(供給電圧調整)ボード
4A,4K 電源仕様設定(電源起動調整)ボード
5A,5K 電源仕様設定ボード
6 電源仕様設定回路
10B,10C,10D,10L,10M,10N 電源領域(Power Area)
11B,11C,11D,11L,11M,11N 電源端子
12A,12K 電源コネクタ
13A 入出力端子(I/O signals)
14A 入出力コネクタ
15A−NE,15A−SE,15A−NW,15A−SW 電源コネクタ
15K−NE,15K−SE,15K−NW,15K−SW 電源コネクタ
16B,16C,16D,16L,16M,16N 電源配線領域
20X,20Y,20Z 電源回路(電源IC;Power IC)
21X,21Y,21Z 電源供給端子
22X,22Y,22Z 電源仕様(電源電圧)設定端子
23X,23Y,23Z 電源仕様(起動シーケンス)設定端子(イネーブル信号入力)
24S,24T,24U 電源仕様(起動シーケンス)設定端子(イネーブル信号出力)
25V,25W 電源仕様(起動シーケンス)設定端子(タイミング設定)
27 電源仕様(電源電圧)設定コネクタ
28NE,28SE,28NW,28SW 電源供給コネクタ
29X,29Y,29Z 電源配線領域
30B,30C,30D,30L,30M,30N 出力電圧調整用抵抗
31A,31K 電圧調整回路
32B,32C,32D,32L,32M,32N 出力電圧調整用コネクタ
33A,33K 出力電圧調整用コネクタ
41A,41K イネーブル信号接続回路
42A,42K 起動調整回路
43B,43C,43D,43L,43M,43N イネーブル信号出力コネクタ
44E,44F,44G,44O,44P,44Q イネーブル信号入力コネクタ
45H,45I,45R,45S タイミング設定コネクタ
46H,46I,46R,46S タイミング設定用抵抗
100A,100K システム(例えばFPGA)
200 電源順序調整IC(Power Sequence Controller)
1000 統合システム
1A,
11B, 11C, 11D, 11L, 11M, 11N
14A I /
21X, 21Y, 21Z
24S, 24T, 24U Power supply specification (startup sequence) setting terminal (enable signal output)
25V, 25W power supply specification (startup sequence) setting terminal (timing setting)
27 Power supply specification (power supply voltage) setting connector 28NE, 28SE, 28NW, 28SW
200 Power Sequence Controller (Power Sequence Controller)
1000 Integrated system
Claims (20)
複数種類のシステムボードを接続可能な電源供給端子と電源仕様設定端子とを備え、
前記複数種類のシステムボードのうち前記電源ボードに接続されるシステムボードに対して、前記電源供給端子から供給される電源の仕様が、前記電源仕様設定端子に接続される電源仕様設定回路によって規定される、
電源ボード。 A power supply board having a power supply circuit capable of supplying a plurality of power supplies,
It has a power supply terminal and a power specification setting terminal that can connect multiple types of system boards.
The specification of the power supplied from the power supply terminal to the system board connected to the power supply board among the plurality of types of system boards is defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal. The
Power board.
電源ボード。 The voltage of the plurality of power supplies to be supplied from the power supply terminal to the connected system board is defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal.
Power board.
電源ボード。 3. The variable resistor according to claim 2, wherein voltages of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal are defined by a resistance value of a resistor connected to the power supply specification setting terminal, and the resistance is adjustable. And a fixed resistor with a fixed resistance value connected in series,
Power board.
電源ボード。 In Claim 1, the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal defines a startup sequence of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal to the connected system board.
Power board.
電源ボード。 2. The voltage and startup sequence of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal to the connected system board are defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal. ,
Power board.
前記複数の電源ICはそれぞれが供給する電源の電圧を調整可能な前記電源仕様設定端子の一部である第1の端子に接続され、
前記複数の電源ICはそれぞれ電源の供給を許可するイネーブル端子を有し、前記イネーブル端子は前記電源仕様設定端子の他の一部である第2の端子に接続され、
前記シーケンス制御回路は、前記複数の電源ICの起動シーケンスを制御するための複数のイネーブル信号を出力し、前記複数のイネーブル信号は前記電源仕様設定端子のさらに他の一部である第3の端子に接続され、
前記シーケンス制御回路は、前記電源仕様設定端子のさらに他の一部である第4の端子に接続され、
前記電源仕様設定回路は、
前記第1の端子に接続されることによって、前記複数の電源ICはそれぞれが供給する電源の電圧を調整する電圧調整回路と、
前記第4の端子に接続されることによって、前記シーケンス制御回路から出力される前記複数のイネーブル信号をアサートしまたはネゲートする順序を規定する、起動調整回路と、
前記第3の端子と前記第2の端子との間を接続する、イネーブル信号接続回路とを備える、
電源ボード。 5. The power supply circuit according to claim 5, comprising a plurality of power supply ICs corresponding to the plurality of power supplies and a sequence control circuit.
The plurality of power supply ICs are connected to a first terminal that is a part of the power supply specification setting terminal capable of adjusting the voltage of the power supplied by each of the plurality of power supply ICs,
Each of the plurality of power supply ICs has an enable terminal that permits supply of power, and the enable terminal is connected to a second terminal that is another part of the power supply specification setting terminal,
The sequence control circuit outputs a plurality of enable signals for controlling a startup sequence of the plurality of power supply ICs, and the plurality of enable signals are a third terminal which is still another part of the power supply specification setting terminal. Connected to
The sequence control circuit is connected to a fourth terminal which is still another part of the power supply specification setting terminal,
The power supply specification setting circuit is:
A plurality of power supply ICs, each of which is connected to the first terminal, adjusts the voltage of the power supplied by each of the plurality of power supply ICs;
A startup adjustment circuit that defines an order of asserting or negating the plurality of enable signals output from the sequence control circuit by being connected to the fourth terminal;
An enable signal connection circuit for connecting between the third terminal and the second terminal;
Power board.
電源ボード。 The power supply terminal according to claim 1, wherein the power supply terminal is a connector, and is disposed at a position where it can be connected to each other while facing a corresponding connector provided on the plurality of types of system boards.
Power board.
前記電源仕様設定端子はコネクタであり、前記システムボード上に設けられた電源仕様設定回路の対応するコネクタと向かい合って互いに接続可能な位置に配置される、
電源ボード。 The power supply specification setting circuit according to claim 7 is provided on each of the plurality of types of system boards,
The power supply specification setting terminal is a connector, and is disposed at a position where it can be connected to each other while facing a corresponding connector of a power supply specification setting circuit provided on the system board.
Power board.
前記電源仕様設定端子はコネクタであり、前記電源仕様設定ボードに設けられた電源仕様設定回路の対応するコネクタと向かい合って互いに接続可能な位置に配置される、
電源ボード。 In Claim 7, the power supply specification setting circuit is provided on each of a plurality of power supply specification setting boards respectively corresponding to the plurality of types of system boards,
The power supply specification setting terminal is a connector, and is disposed at a position where it can be connected to each other while facing a corresponding connector of a power supply specification setting circuit provided on the power supply specification setting board.
Power board.
電源ボード。 In Claim 1, the power supply terminals corresponding to at least one of the plurality of power supplies are a plurality of connectors, and are distributed on the power board.
Power board.
前記電源ボードは、前記複数種類のシステムボードに接続可能な電源供給端子と電源仕様設定端子とを備え、前記複数種類のシステムボードのうち前記電源ボードに接続されるシステムボードに対して、前記電源供給端子から供給される電源の仕様が、前記電源仕様設定端子に接続される電源仕様設定回路によって規定される、
システム。 A system including a plurality of types of system boards and a power supply board having a power supply circuit capable of supplying a plurality of power supplies to the system boards,
The power board includes a power supply terminal that can be connected to the plurality of types of system boards and a power specification setting terminal, and the power supply for the system board connected to the power board among the plurality of types of system boards. The specification of the power supplied from the supply terminal is defined by a power specification setting circuit connected to the power specification setting terminal.
system.
システム。 The voltage of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal to the connected system board is defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal.
system.
システム。 13. The variable resistor according to claim 12, wherein voltages of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal are defined by a resistance value of a resistor connected to the power supply specification setting terminal, and the resistor has an adjustable resistance value. And a fixed resistor with a fixed resistance value connected in series,
system.
システム。 The startup sequence of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal to the connected system board is defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal.
system.
システム。 12. The voltage and startup sequence of the plurality of power supplies supplied from the power supply terminal to the connected system board are defined by the power supply specification setting circuit connected to the power supply specification setting terminal. ,
system.
前記複数の電源ICはそれぞれが供給する電源の電圧を調整可能な前記電源仕様設定端子の一部である第1の端子に接続され、
前記複数の電源ICはそれぞれ電源の供給を許可するイネーブル端子を有し、前記イネーブル端子は前記電源仕様設定端子の他の一部である第2の端子に接続され、
前記シーケンス制御回路は、前記複数の電源ICの起動シーケンスを制御するための複数のイネーブル信号を出力し、前記複数のイネーブル信号は前記電源仕様設定端子のさらに他の一部である第3の端子に接続され、
前記シーケンス制御回路は、前記電源仕様設定端子のさらに他の一部である第4の端子に接続され、
前記電源仕様設定回路は、
前記第1の端子に接続されることによって、前記複数の電源ICはそれぞれが供給する電源の電圧を調整する電圧調整回路と、
前記第4の端子に接続されることによって、前記シーケンス制御回路から出力される前記複数のイネーブル信号をアサートしまたはネゲートする順序を規定する、起動調整回路と、
前記第3の端子と前記第2の端子との間を接続する、イネーブル信号接続回路とを備える、
システム。 The power supply circuit according to claim 15, comprising a plurality of power supply ICs corresponding to the plurality of power supplies and a sequence control circuit,
The plurality of power supply ICs are connected to a first terminal that is a part of the power supply specification setting terminal capable of adjusting the voltage of the power supplied by each of the plurality of power supply ICs,
Each of the plurality of power supply ICs has an enable terminal that permits supply of power, and the enable terminal is connected to a second terminal that is another part of the power supply specification setting terminal,
The sequence control circuit outputs a plurality of enable signals for controlling a startup sequence of the plurality of power supply ICs, and the plurality of enable signals are a third terminal which is still another part of the power supply specification setting terminal. Connected to
The sequence control circuit is connected to a fourth terminal which is still another part of the power supply specification setting terminal,
The power supply specification setting circuit is:
A plurality of power supply ICs, each of which is connected to the first terminal, adjusts the voltage of the power supplied by each of the plurality of power supply ICs;
A startup adjustment circuit that defines an order of asserting or negating the plurality of enable signals output from the sequence control circuit by being connected to the fourth terminal;
An enable signal connection circuit for connecting between the third terminal and the second terminal;
system.
前記複数種類のシステムボードのそれぞれにおいて、前記電源供給端子に対応するコネクタは、前記電源ボード上の対応するコネクタと互いに向かい合う位置に設けられる、
システム。 In Claim 11, the power supply terminal of the power board is a connector,
In each of the plurality of types of system boards, the connector corresponding to the power supply terminal is provided at a position facing the corresponding connector on the power supply board.
system.
前記電源仕様設定端子はコネクタであり、
前記複数種類のシステムボードのそれぞれにおいて、前記電源仕様設定端子に対応するコネクタは、前記電源ボード上の対応するコネクタと互いに向かい合う位置に設けられる、
システム。 In Claim 17, the power supply specification setting circuit is provided on each of the plurality of types of system boards,
The power supply specification setting terminal is a connector,
In each of the plurality of types of system boards, the connector corresponding to the power supply specification setting terminal is provided at a position facing the corresponding connector on the power supply board.
system.
前記電源仕様設定回路は、前記複数種類のシステムボードにそれぞれ対応する電源仕様設定ボード上に設けられ、
前記電源仕様設定端子はコネクタであり、
前記電源ボード上の前記電源仕様設定端子に対応するコネクタは、前記電源仕様設定ボード上の対応するコネクタと互いに向かい合う位置に設けられる、
システム。 The system according to claim 17, comprising a plurality of power supply specification setting boards corresponding to the plurality of types of system boards.
The power supply specification setting circuit is provided on a power supply specification setting board corresponding to each of the plurality of types of system boards,
The power supply specification setting terminal is a connector,
The connector corresponding to the power specification setting terminal on the power supply board is provided at a position facing the corresponding connector on the power specification setting board.
system.
システム。 In Claim 11, each of the plurality of types of system boards has a field programmable gate array, and the plurality of power supplies include a core voltage and an I / O voltage of the field programmable gate array.
system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015171682A JP2017049743A (en) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | Power supply board and system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015171682A JP2017049743A (en) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | Power supply board and system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017049743A true JP2017049743A (en) | 2017-03-09 |
Family
ID=58279441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015171682A Pending JP2017049743A (en) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | Power supply board and system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017049743A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022222690A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | 华为技术有限公司 | Electronic device comprising power supply apparatus, and computing system |
-
2015
- 2015-09-01 JP JP2015171682A patent/JP2017049743A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022222690A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | 华为技术有限公司 | Electronic device comprising power supply apparatus, and computing system |
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