JP3112479U - バックプレーン - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＰＵボードが接続されるスロットの端子からセンサ等の状態検出器の検出信号を取得することができるバックプレーンを提供する。
【解決手段】 平板状の基板２５と、この基板２５上に実装され、５本の信号用端子からなる端子の組が所定の数だけ並んで構成されたスロット２１と、センサ１５の検出信号が入力される第２コネクタ２４の信号用端子Ｓ１〜Ｓ３とを有するバックプレーン２において、信号用端子Ｓ１〜Ｓ３が、物理アドレス信号端子２３ａ（Ｐ２コネクタ２３の第２２番目の端子の組）を構成する信号用ピンＧＡ２〜ＧＡ４のいずれかと接続する。
【選択図】 図５

Description

本考案は、ラックシステムに用いられるバックプレーンに関し、特に詳細にはＣＰＵボードが接続されるスロットの端子からセンサ等の状態検出器の検出信号を取得することができるバックプレーンに関する。

コンパクトＰＣＩ（登録商標）の規格に準拠したバックプレーンに、電源、ＣＰＵボード、各種ドータボードを実装して構成されるラックシステムが用いられているが、電源やＣＰＵボード等は発熱するため、ラック内に一定の風量がないと高温となりシステムが停止してしまう虞がある。そのため、このようなラックシステムにおいては、冷却用ファンを用いてシステム内部を冷却するように構成されている。このように、冷却用ファンはラックシステムを安定稼働させるために重要な役割を有しているため、この冷却用ファンが故障した場合にシステムを保護するために、異常を検出するセンサを有した冷却用ファンが使用されている。

従来のラックシステムにおいては、専用のＣＰＵボードを製作し、標準としてのコンパクトＰＣＩ規格（登録商標）のコネクタ（スロット）以外に冷却用ファンに設けられたセンサから出力される信号を取り込むコネクタを設けてＣＰＵボードで冷却用ファンの監視をするように構成する場合や、専用のドータボードを設計し、このドータボードをＣＰＵボードとは別のスロットに接続して、冷却用ファンの監視をするように構成されている。

しかしながら、専用のＣＰＵボードを製作すると、使用が限定され、製造される枚数も汎用品には遠く及ばないものとなり高価なＣＰＵボードとなるという課題があった。また、専用のドータボードを使用する場合も、このドータボードのために１スロット使用することになるため、システム構成における拡張性や柔軟性を低下させるという課題があった。

本考案はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ＣＰＵボードが接続されるスロットの端子からセンサ等の状態検出器の検出信号を取得することができるバックプレーンを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本考案に係るバックプレーンは、平板状の基板と、この基板上に実装され、嵌合されたドータボードのボード側端子（例えば、実施形態における接続端子３１）と電気的に接続される５本の信号用端子からなる端子の組が所定の数だけ並んで構成されたスロットと、基板上に実装され、状態検出器（例えば、実施形態におけるセンサ１５）の検出信号が入力される信号入力端子（例えば、実施形態における第２コネクタ２４の信号用端子Ｓ１〜Ｓ３）とを有し、信号入力端子が、端子の組を構成する信号用端子（例えば実施形態における信号用ピンＧＡ２〜ＧＡ４）のいずれかと接続される。

また、ドータボードが、ＣＰＵが搭載されたＣＰＵボードとその他のドータボード都から構成あれ、本考案に係るバックプレーンが、ＣＰＵボードが接続されるスロットであるシステムスロットと、その他のドータボードが接続される通常スロットとを有し、信号入力端子が、システムスロットの端子の組を構成する信号用端子のいずれかと接続されることが好ましい。

このとき、信号入力端子が、スロットの端子の組のうち、嵌合されるドータボードが使用しない端子の組を構成する信号用端子のいずれかと接続されることが好ましい。

また、スロットが、２５個の端子の組からなるＰ１コネクタと、２２個の端子の組からなるＰ２コネクタとを有して構成され、信号入力端子が、Ｐ２コネクタの第２２番目の端子の組（例えば、実施形態における物理アドレス信号端子２３ａ）を構成する信号用端子のいずれかと接続されることが好ましい。

本考案に係るバックプレーンを以上のように構成すると、例えばコンパクトＰＣＩ（商標登録）規格のように標準のスロットを有するバックプレーンにおいて、専用のＣＰＵボードを用いることなく状態検出器の状態を取得することができる。特に、嵌合接続されるドータボードが使用しないスロットの端子の組に信号入力端子を接続することにより、この端子の組を使って状態検出器の検出信号をドータボードで取得することができるため、標準のドータボードを用いることができる。また、状態検出器からの検出信号を取得するための専用のドータボードが不要となるため、ドータボードを接続できるスロット数を増やすことができる。さらに、本考案のバックプレーンに状態検出器の検出信号を入力させる構成とすることにより、ＣＰＵボード等は自由にスロットに対して着脱することができるため、組立て、保守、交換における作業効率が向上する。

以下、本考案の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本考案に係るバックプレーン２が用いられるラックシステム１について説明する。ラックシステム１は、バックプレーン２、ドータボード３、ファンユニット１０、電源ユニット３０、および、ラック２０とから構成される。

ファンユニット１０は、図２に示すように、バックプレーン２およびドータボード３の冷却を行う３つの冷却用ファン１１と、この冷却用ファン１１が取り付けられるファン取付板１２とを備えて構成され、図１に示すように、ラック２０の上部に取り付けられる。ファン取付板１２の前部には前方に突出するように第１コネクタ１４が配設されており、ファンユニット１０をラック２０の上部に取り付ける際にバックプレーン２に配設された第２コネクタ２４と嵌合接続するように構成されている。なお、この実施例においては冷却用ファン１１を３台有するファンユニット１０を用いた場合について説明しているが、冷却用ファン１１を単体でラック２０に取り付けるように構成することも可能である。

ファン取付板１２は、アルミニウム合金等の金属板材を用いて板状に形成され、所定箇所に冷却用ファン１１および第１コネクタ１４がそれぞれ取り付けられる。なお、ファン取付板１２には、冷却用ファン１１の形状に合わせて開口部（図示せず）が形成されている。また、ファン取付板１２の前端部には板状のカバー部材１３が設けられており、ファンユニット１０がラック２０に取り付けられた状態で、ラック２０の前面画を覆うように構成されている。なお、このファンユニット１０は、冷却用ファン１１のそれぞれの異常を監視するためのセンサ（例えば、冷却用ファン１１の回転数が所定の値よりも低くなったときに検出信号を出力するように構成された回転数センサ）が取り付けられており、このセンサからの検出信号も第１コネクタ１４から出力されるように構成されている（図２においては、センサは図示しない）。

ラック２０は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて箱形に形成され、その内部にバックプレーン２およびドータボード３が収容される。ラック２０の上部の左右内側部には互いに対向する第１ガイドレール部材２２が配設されている（右方の第１ガイドレール部材は図示しない）。第１ガイドレール部材２２は、ラック２０の前後方向に延びる断面凹形（横向き）の形状に形成され、ファン取付板１２の左右端を左右の第１ガイドレール部材２２の内側にそれぞれ挿入することで、一対の第１ガイドレール部材２２にファンユニット１０がスライド移動可能に支持される。また、ラック２０の内側上下には、互いに対向する上下一対の第２ガイドレール部材２３が複数配設されており、各ドータボード３がそれぞれスライド移動可能に支持されるように構成されている（上側の第２ガイドレール部材は図示しない）。

バックプレーン２は、ラック２０の背面（若しくは前面）の形状に合わせた板状に形成された基板２５を有し、ラック２０の内部に収容される。このバックプレーン２の基板２５には、このバックプレーン２がラック２０に取り付けられた状態で前方に向くように、上下に延びるスロット２１が左右に並んで複数設けられており、各ドータボード３に配設された一対の接続端子３１（図１参照）とそれぞれ嵌合接続するように構成されている。また、このラック２０に取り付けられたバックプレーン２の基板２５の上部には第２コネクタ２４が配設されている。

ドータボード３は、第２ガイドレール部材２３に支持された状態で電子部品等が実装された面が右方（あるいは左方）を向いてラック２０の内部に収容されており、このドータボード３の後端部に配設された接続端子３１がバックプレーン２のスロット２１とそれぞれ嵌合接続することにより、バックプレーン２と直交する向きで電気的に接続される。同様に、ファンユニット１０は、ラック２０に取り付けられた状態で、第１コネクタ１４と第２コネクタ２４とが嵌合接続することにより、バックプレーン２に対して直交する向きで電気的に接続される。なお、ドータボード３としては、ＣＰＵが搭載されたＣＰＵボード３ａや拡張機能が搭載された拡張ボード３ｂがラックシステム１を構成する。

ラックシステム１を以上のように構成すると、左右に並んで取り付けられたドータボード３の上方にファンユニット１０が取り付けられ、ファンユニット１０の冷却用ファン１１から送出された空気がドータボード３の間を上方から下方に向かって流れるため、ドータボード３やバックプレーン２を効率よく冷却することができる。

また、バックプレーン２の第２コネクタ２４にファンユニット１０の第１コネクタ１４を接続することにより、ファンユニット１０をユニットとしてラック２０に対して着脱することができ、さらに、このファンユニット１０を監視するＣＰＵボード３ａに直接接続するケーブル等が不要となり、ＣＰＵボート３ａもファンユニット１０に関係なく着脱することができるため組立て・保守・交換時の作業効率が向上する。

それでは、このラックシステム１に用いられるバックプレーン２について図３および図４を用いて詳細に説明する。なお、以降の説明においては、このバックプレーン２に設けられたスロット２１は、コンパクトＰＣＩ（登録商標）に準拠した規格（ＰＣＩＣＭＧ２．０Ｒ３．０）による信号配置を有しているものとして説明を行う。また、図３以降に示すバックボード２は、図１等に示したバックボード２と形状やスロット２１の配置が異なるが、構成要素や機能は同一のものである。

バックプレーン２上に設けられた各々のスロット２１は、５本の信号用ピンと１本の接地用ピンが左右方向に一列に並んだ６本のピンを１つの端子の組として、上下方向に所定の組が並んで構成される。特に、下端に位置し２５組のピンからなるＰ１（Ｊ１）コネクタ２２とその上に位置し２２組のピンからなるＰ２（Ｊ２）コネクタ２３とは必ず実装されている。また、スロット２１は、ＣＰＵボード３ａが嵌合接続される１本のシステムスロット２１ａと、その他のドータボード（拡張ボード３ｂ）が嵌合接続される通常スロット２１ｂとから構成される（図３においては、通常スロット２１ｂを４本で構成した場合を示している）。システムスロット２１ａと通常スロット２１ｂとはバックプレーン２１上に予め固定的に配置されている。

上述のようにスロット２１を構成するピンの用途は規格として決められおり、Ｐ２（Ｊ２）コネクタ２３の第２２番目の端子の組はそのスロット２１に接続されたドータボード３が、何番目のスロット２１に接続されているか、すなわち、接続されているスロット２１の物理アドレスを取得するためのピン（端子の組）である（以降の説明ではこの端子の組を「物理アドレス信号端子２３ａ」と呼ぶ）。物理アドレス信号端子２３ａも、図５に示すように、５本の信号用ピンＧＡ０〜ＧＡ４と１本の接地用端子ＧＮＤとから構成されている。この物理アドレス信号端子２３ａに対して物理アドレスを設定するためには、例えばショート抵抗やショートピン等を信号用ピンＧＡ０〜ＧＡ４に接続することにより行われる。つまり、この物理アドレス信号端子２３ａは論理ゲートで構成された入力端子ではなく、このスロット２１に接続されたドータボード３から状態を読み出す端子で構成されている。もちろん、システムスロット２１ａに接続されるＣＰＵボードもこの物理アドレス信号端子（５本の信号用ピン）２３ａの状態を読み出すことが可能である。

しかしながら、システムスロット２１ａでは、このスロット２１がシステムスロット２１ａであることを検出するためのピンが別途定義されているため物理アドレス信号端子２３ａからの信号を用いてシステムスロット２１であることを認識する必要はない。そのため、本実施例に係るバックプレーン２は、基板２５に形成された配線により第２コネクタ２４とシステムスロット２１の物理アドレス信号端子２３ａとを接続し、ファンユニット１０のセンサの出力をＣＰＵボード３ａで検出可能に構成している。例えば、図５に示すように、３台の冷却用ファン１１の状態を監視する場合、第２コネクタ２４のピンを、冷却用ファン１１に電源ユニット３０からの電力を供給する電源端子Ｐと、各々の冷却用ファン１１に設けられたセンサ１５が接続される信号端子Ｓ１〜Ｓ３と、冷却用ファン１１を接地する接地端子Ｇとから構成し、配線２６により信号端子Ｓ１〜Ｓ３とシステムスロット２１ａの物理アドレス信号端子２３ａの信号用ピン（例えば、図３におけるＧＡ２〜ＧＡ４）とを接続する。

このような構成によると、ＣＰＵボード３ａは物理アドレス信号端子２３ａの信号用ピンＧＡ２〜ＧＡ４の状態を取得することでファンユニット１０に配設された各々の冷却用ファン１１の状態（センサ１５の検出信号）を取得することができる。なお、ＣＰＵボード３ａは、この物理アドレス信号端子２３ａの状態を取得する機能が実装されているだけであり、取得した状態の処理（例えば、冷却用ファン１１の回転数が所定の値より低くなったことが検出されたときに、システムを停止する等の処理）はこのＣＰＵボードで実行されるプログラムで行われる。そのため、ファンユニット１０（センサ１５）の情報を特別な通信手段で定義された信号形態や通信フォーマット等の必要がなく、周辺機能の負担を必要とせず、また、センサ１５の出力を読み取るための専用のＣＰＵボードを必要としないため、目的にあったＣＰＵボード、若しくは、標準のＣＰＵボードを市場から自由に選択することができる。

なお、上述のように本実施例に係るバックプレーン２はコンパクトＰＣＩ（登録商標）の規格に準拠しているため通常の規格のバックプレーンとして用いることもできる。また、物理アドレス信号端子２３ａを構成する５本の信号用ピンＧＡ０〜ＧＡ４のいずれか１本を、この物理アドレス信号端子２３ａをファンユニット１０のセンサ１５の信号を取得するために使用するか否かを識別するための有無ビットとして使用すると、自動でセンサ機能の認識を行うことが可能となる。

ところで、以上の実施例においては、バックプレーン２に設けられた第２コネクタ２４に、ラック２０に取り付けられたファンユニット１０から延びる第１コネクタ１４を直接接続するように構成した場合について説明したが、図６に示すようにバックプレーン２の基板２５の表面側に設けたコネクタ２７（この場合、２つのコネクタ２７ａ，２７ｂを設けた場合を示している）に冷却用ファンからハーネスを延ばして接続するように構成することもできる。このとき、各々のコネクタ２７（２７ａ，２７ｂ）は電源用端子、センサ用端子、接地用端子の３本の端子を有して構成される。また、図７に示すように基板２５の裏面側にコネクタ２８（例えば、２つのコネクタ２８ａ，２８ｂ）を設けても良いし、両方の面に設けても良い。いずれの場合もコネクタ２７，２８のセンサ用端子は物理アドレス信号端子２３ａを構成する５本の信号用ピンＧＡ０〜ＧＡ４のいずれかの１本に接続され、ＣＰＵボード３ａからその状態が読み出される。

なお、以上の実施例においてはファンユニット１０を構成する冷却用ファン１１を監視するためのセンサ１５の出力をＣＰＵボード３ａで取得する場合について説明したが、本考案がこの実施例に限定されることはなく、同様の構成によりその他のセンサやスイッチ等の出力をＣＰＵボード３ａで取得することも可能である。また、本実施例においては物理アドレス信号端子２３ａをセンサ１５の検出信号を取得する目的で使用したが、他の端子の組でそのスロット２１に接続されるドータボード３が使用しないものを利用しても同様である。

本考案に係るバックプレーンが用いられるラックシステムを示す斜視図である。 ファンユニットを示す平面図である。 ファンユニットと直接接続されるコネクタを有するバックプレーンの平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 センサとスロットとの接続を示す回路図である。 表面側にセンサが接続されるコネクタを設けた場合のバックプレーンの平面図である。 裏面側にセンサが接続されるコネクタを設けた場合のバックプレーンの底面図である。

符号の説明

２ バックプレーン
１５ センサ（状態検出器）
２１ スロット
２１ａ システムスロット
２１ｂ 通常スロット
２２ Ｐ１（Ｊ１）コネクタ
２３ Ｐ２（Ｊ２）コネクタ
２３ａ 物理アドレス信号端子（端子の組）
ＧＡ０〜ＧＡ４ 信号用ピン（信号用端子）
２４ 第２コネクタ
Ｓ１〜Ｓ３ 信号用端子（信号入力端子）
２５ 基板
３１ 接続端子（ボード側端子）

Claims (4)

1. 平板状の基板と、
   前記基板上に実装され、嵌合されたドータボードのボード側端子と電気的に接続される５本の信号用端子からなる端子の組が所定の数だけ並んで構成されたスロットと、
   前記基板上に実装され、状態検出器の検出信号が入力される信号入力端子とを有し、
   前記信号入力端子が、前記端子の組を構成する前記信号用端子のいずれかと接続されたことを特徴とするバックプレーン。
2. 前記ドータボードが、ＣＰＵが搭載されたＣＰＵボードとその他のドータボードとから構成され、
   前記ＣＰＵボードが接続される前記スロットであるシステムスロットと、
   前記その他のドータボードが接続される前記スロットである通常スロットとを有し、
   前記信号入力端子が、前記システムスロットの前記端子の組を構成する前記信号用端子のいずれかと接続されたことを特徴とする請求項１に記載のバックプレーン。
3. 前記信号入力端子が、前記スロットの前記端子の組のうち、嵌合される前記ドータボードが使用しない前記端子の組を構成する前記信号用端子のいずれかと接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載のバックプレーン。
4. 前記スロットが、２５個の前記端子の組からなるＰ１コネクタと、２２個の前記端子の組からなるＰ２コネクタとを有して構成され、
   前記信号入力端子が、前記Ｐ２コネクタの第２２番目の端子の組を構成する前記信号用端子のいずれかと接続されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバックプレーン。

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