JP5052492B2 - Industrial information processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、客先仕様による拡張機能を有する産業用情報処理装置に関するものである。 The present invention relates to an industrial information processing apparatus having an extended function according to customer specifications.
従来の上記産業用情報処理装置(PC)は、CPUを搭載した主基板と、客先が必要としている機能を搭載しているI/F拡張基板を選択して組み合わせることで構築されている。このI/F拡張基板は、ISAバス、PCIバス、PCI EXPRESSを介して接続されることにより、I/F拡張基板を接続するためのバス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを必要とし(例えば、特許文献1参照)、そうでない場合、CPUを搭載した主基板に直接I/F拡張基板を接続できるようなスペースを必要としている。 The conventional industrial information processing apparatus (PC) is constructed by selecting and combining a main board on which a CPU is mounted and an I / F expansion board on which a function required by a customer is mounted. This I / F expansion board requires a riser board and a backplane board that are bus expansion boards for connecting the I / F expansion board by being connected via the ISA bus, PCI bus, and PCI EXPRESS ( For example, see Patent Document 1), otherwise, a space is required so that the I / F expansion board can be directly connected to the main board on which the CPU is mounted.
また従来、CPU基板とI/F拡張基板を上下に配置し、コネクタで介して接続された産業用情報処理装置が知られている。またこのように基板を上下に重ねて産業用情報処理装置を小型化、薄型化、高密度実装化及び高速化する技術は、例えば、特許文献2に開示されている。
しかし、従来の産業用情報処理装置において、バス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを使用する場合、スペースが大きくなるデメリットと、コストが高くなるデメリットがあった。このため、スペースを考慮した場合、必要としている機能を全て一枚の基板に搭載した基板を、カスタマイズする場合が最も効率がよいが、客先の要望を聞き、一枚の基板として設計する場合、客先毎に必要とする仕様が異なるために、設計、検証に手間がかかり、コスト面で多くの開発費を要するという問題があった。特に、CE試験とVCCI試験を満足しているかの検証、すなわち漏洩電波試験と伝導雑音試験を実施して規制値を満足しているかを試験し、満足していない場合に設計変更等のノイズ対策を実行し、規制値を満足させる検証には、時間とコストを要するという問題があった。さらに、一枚の基板として設計する場合、ボード本体(生ボード)の配線パターンの層の数は、CPU基板で必要な配線パターンの層の数により設計されるが、拡張機能を実現する回路で必要な配線パターンの層の数は、実際にCPU基板で必要な配線パターンの層の数だけ必要としない。しかし、拡張機能を実現する回路でもCPU基板で必要な配線パターンの層の数と同一とならざるを得ず、ボード自体のコストが高くなるという問題があった。 However, in a conventional industrial information processing apparatus, when a riser board or a backplane board which is a bus expansion board is used, there are a disadvantage that a space is increased and a cost is increased. For this reason, when space is taken into consideration, it is most efficient to customize a board that has all the necessary functions on a single board, but when listening to customer requests and designing as a single board However, since the specifications required for each customer are different, there is a problem in that it takes time and effort to design and verify, and requires a lot of development costs. In particular, verify whether the CE test and the VCCI test are satisfied, that is, conduct a leaked radio wave test and a conduction noise test to test whether the regulation value is satisfied. There is a problem that it takes time and cost to perform the verification and satisfy the regulation value. Furthermore, when designing as a single board, the number of wiring pattern layers on the board body (raw board) is designed according to the number of wiring pattern layers required on the CPU board, but it is a circuit that realizes an extended function. The number of wiring pattern layers required is not necessarily the number of wiring pattern layers actually required for the CPU substrate. However, the circuit that realizes the extended function has to be the same as the number of wiring pattern layers necessary for the CPU board, and the cost of the board itself is increased.
また上下に基板を配置する構成では、CPU基板に拡張基板が対向するために、CPU基板から発生される漏洩電波(放射ノイズ)と誘導ノイズにより拡張基板が誤動作する可能性が大きく検証に時間がかかり、さらにこれら基板から発生する熱が互い影響しあい、また筐体内に収納されると発生した熱が筐体内の温度を上げて、基板の許容温度を超え、動作しなくなる恐れがあった。 In addition, in the configuration in which the boards are arranged on the top and bottom, the extension board faces the CPU board. Therefore, there is a high possibility that the extension board malfunctions due to leakage radio waves (radiated noise) and induction noise generated from the CPU board. In addition, the heat generated from these substrates interacts with each other, and when stored in the housing, the generated heat raises the temperature inside the housing, exceeds the allowable temperature of the substrate, and may not operate.
そこで、本発明は、耐ノイズ性能をアップさせ、ノイズ試験の検証を容易とし、さらに省スペースを実現し、かつ、カスタム対応の拡張部分のみを早急に開発できる産業用情報処理装置を提供することを目的としたものである。 Accordingly, the present invention provides an industrial information processing apparatus that improves noise resistance performance, facilitates noise test verification, realizes space saving, and can rapidly develop only custom-compatible extension parts. It is aimed at.
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、CPUを搭載した、装置の共通仕様により設計され、ノイズ対策が実施されてノイズ試験の検証済みボードとして、量産されストックされる1枚のベースボードと、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計され、前記拡張仕様を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を基板1枚で実現し、単体で動作が検査されるカスタムボードと、を備え、前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置して収納するフラットな箱状の装置本体を備え、これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、前記装置本体の高さを、USBポートコネクタの長手方向の長さの略2倍とし、前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設し、前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波が、前記装置本体の内部の空間を通って前記カスタムボードへ飛ぶことを遮蔽する遮蔽手段を配置し、前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うことを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 of the present invention is designed according to a common specification of a device equipped with a CPU , and noise countermeasures are implemented and a noise test verified board is mass-produced. Designed with a single baseboard that is stocked and the customer's extended specifications that deviate from the common specifications, equipment / parts and ports that realize the extended specifications are arranged, and the extended specifications are realized with a single board And a custom board whose operation is inspected as a single unit, and a flat box-like device body that stores the base board and the custom board adjacent to each other in a plane, and stores the base board and the custom board. electrically connecting the board by one or more connectors, the height of the apparatus main body, a substantially twice the longitudinal length of the USB port connector, the device body An external connector for connecting to an external device is disposed on the side of the main body, and heat dissipating fins are disposed over substantially the entire upper surface of the apparatus main body. In between, a shielding means for shielding leakage radio waves generated from the base board from flying to the custom board through the space inside the apparatus main body is arranged, and data between the base board and the custom board is arranged . Transmission / reception is performed based on a preset interface standard.
上記構成によれば、次の作用が得られる。
1.装置の共通仕様により設計され、ノイズ対策が実施されてノイズ試験の検証済みボードとして、量産されストックされる1枚のベースボードと、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計され、拡張機能を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を基板1枚で実現し、単体で動作が検査されるカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われる。よって、ベースボードは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信ができ、共通仕様で対応できる。
According to the above configuration, the following action is obtained.
1. Designed by a common specification of the device, as verified board of noise suppression is performed noise tests, designed and one base boards stocked been mass-produced, the customer extensible specification deviated from the common specifications, Extended Equipment / components and ports that realize functions are arranged, the extended specifications are realized with a single board, and data transmission / reception to / from a custom board whose operation is tested independently is based on preset interface standards Done. Therefore, even if the function of the custom board changes due to the customer's extended specifications, the base board can always send and receive data according to the set interface standard, and can cope with the common specifications.
2.設計段階で多くの検証の時間を要するCPUを搭載したベースボートを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間の短縮が可能となる。また拡張仕様によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、装置の営業の早急な見積もり回答が可能になり、客先の要望に迅速に対応できる。 2. By not designing a base boat equipped with a CPU that requires a lot of verification time at the design stage, the design time of the apparatus can be greatly reduced. In addition, it is easy to estimate if it is only a custom board design based on the extended specification, and it becomes possible to promptly answer the estimate of the sales of the equipment, and it is possible to respond quickly to customer requests.
3.ベースボードとカスタムボードを平面的に隣接して配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波(放射ノイズ)と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れが少なくなり、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなり、さらに無駄なスペースが不要となり、高さをUSBポートコネクタの長手方向の長さの略2倍としたフラットな箱状の装置本体への収納が可能となり、装置を小さく薄くでき、よって装置を小さなスペースに配置・取り付けことができる。
またベースボードを配置したエリアとカスタムボードを配置したエリアが、遮蔽手段により分離され、ベースボードより発生する漏洩電波が、装置本体の内部の空間を通ってカスタムボードに影響を与えることが防止される。
またベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなるとともに、外部コネクタが薄い側部に集中し、装置本体の略上面全体が放熱用フィンとして使用されることにより、放熱の効率が向上する。よって、強制冷却する必要がなくなり、ファンが不要となる。
3. Placing the base board and custom board adjacent to each other reduces the possibility of leakage radio waves (radiated noise) and inductive noise generated on the base board affecting the custom board, and each other's heat generation affects the other. This eliminates the need for unnecessary space, makes it possible to store the device in a flat box-shaped device body whose height is approximately twice the length of the USB port connector in the longitudinal direction, making the device smaller and thinner. Thus, the device can be placed and installed in a small space.
In addition, the area where the base board is placed and the area where the custom board is placed are separated by the shielding means, and the leakage radio waves generated from the base board are prevented from affecting the custom board through the space inside the device body. The
In addition, by arranging the base board and custom board in a plane, there is less risk of mutual heat generation affecting the other, and the external connector is concentrated on the thin side, so that the entire upper surface of the main unit is used as a heat dissipation fin. The efficiency of heat dissipation improves by being used. Therefore, it is not necessary to perform forced cooling, and a fan is unnecessary.
4.客先の拡張仕様により設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースの応用が可能となり、カスタムボードの回路設計は容易となる。 4). Custom boards designed based on customer's extended specifications have no restrictions other than the restriction of always sending and receiving data according to the set interface standards, making it possible to apply existing resources and simplify the circuit design of custom boards. Become.
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードで発生した熱が遮蔽手段を介して放熱用フィンに伝わって放熱される。
The invention described in claim 2 is the invention described in claim 1 , characterized in that the shielding means is brought into contact with the heat radiation fin.
According to the above configuration, the heat generated in the base board and the custom board is transmitted to the heat radiating fins through the shielding means and radiated.
また請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材、または電磁波吸収熱伝導シートを介して前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 , wherein the shielding means is disposed on the heat dissipating fin via a heat conductive sheet, a noise countermeasure shield material, or an electromagnetic wave absorbing heat conductive sheet. It is characterized by contacting.
上記構成によれば、熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなる。またノイズ対策用シールド材により放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない隙間が完全に塞がれて隙間からベースボードより発生する漏洩電波が漏れることが確実に遮断される。また電磁波吸収熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなり、且つ漏洩電波が吸収される。 According to the above configuration, the heat conductive sheet absorbs invisible irregularities and manufacturing errors between the heat dissipating fins and the shielding means, and the heat dissipating fins and the shielding means are in close contact with each other, so that the heat conductivity is improved. Further, the invisible gap between the heat dissipating fin and the shielding means is completely closed by the noise countermeasure shielding material, so that leakage of radio waves generated from the base board through the gap is surely blocked. In addition, the electromagnetic wave absorbing heat conductive sheet absorbs invisible irregularities and manufacturing errors between the heat radiation fin and the shielding means, and the heat radiation fin and the shielding means are in close contact with each other, improving the thermal conductivity and leaking. Radio waves are absorbed.
本発明の産業用情報処理装置は、次の優れた効果を有している。
1.装置の共通仕様により設計され、ノイズ対策が実施されてノイズ試験の検証済みボードとして、量産されストックされる1枚のベースボードと、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計され、拡張機能を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を基板1枚で実現し、単体で動作が検査されるカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われることにより、ベースボードは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信でき、共通仕様で対応できる。
The industrial information processing apparatus of the present invention has the following excellent effects.
1. Designed by a common specification of the device, as verified board of noise suppression is performed noise tests, designed and one base boards stocked been mass-produced, the customer extensible specification deviated from the common specifications, Extended Equipment / components and ports that realize functions are arranged, the extended specifications are realized with a single board, and data transmission / reception to / from a custom board whose operation is tested independently is based on preset interface standards As a result, the base board can always send and receive data according to the set interface standard even if the function of the custom board changes due to the customer's extended specifications, and can respond to the common specifications.
2.設計段階で多くの検証の時間を要するCPU基板を搭載したベースボードを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間を短縮でき、納期を短縮でき、また拡張機能によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、営業の早急な装置の見積もり回答が可能になる。 2. By not designing a base board equipped with a CPU board that requires a lot of verification time in the design stage, the design time of the device can be greatly shortened, the delivery time can be shortened, and if only custom board design with extended functions is possible Estimating is also easy, and it is possible to respond to quotations for equipment as soon as possible.
3.ベースボードとカスタムボードを平面上に隣接して配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波(放射ノイズ)と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れを少なくでき、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、さらに無駄なスペースが不要となり、高さをUSBポートコネクタの長手方向の長さの略2倍としたフラットな箱状の装置本体への収納が可能となり、装置を小さく薄くでき、よって装置を小さなスペースに配置・取り付けることができる。
またベースボードを配置したエリアとカスタムボードを配置したエリアが、遮蔽手段により分離されることにより、ベースボードより発生する漏洩電波が、装置本体の内部の空間を通ってカスタムボードに影響を与えることを防止できる。
またベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなるとともに、外部コネクタが薄い側部に集中し、装置本体の略上面全体が放熱用フィンとして使用されることにより、放熱の効率を向上でき、よって強制冷却する必要がなくなり、ファンを不要にできる。
3. By placing the base board and custom board adjacent to each other on the plane, the leakage of radio waves (radiated noise) and inductive noise generated on the base board can be reduced, and each other's heat generation affects the other. Can be stored in a flat box-shaped device body whose height is approximately twice the length of the USB port connector in the longitudinal direction, making the device small and thin. Thus, the device can be placed and installed in a small space.
Also, the area where the base board is placed and the area where the custom board is placed are separated by the shielding means, so that the leaked radio waves generated from the base board can affect the custom board through the space inside the device body. Can be prevented.
In addition, by arranging the base board and custom board in a plane, there is less risk of mutual heat generation affecting the other, and the external connector is concentrated on the thin side, so that the entire upper surface of the main unit is used as a heat dissipation fin. By being used, the efficiency of heat dissipation can be improved, so that it is not necessary to perform forced cooling, and a fan can be dispensed with.
4.客先の拡張仕様による設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースを応用でき、カスタムボードの回路設計を容易にできる。 4). There are no restrictions on custom boards designed based on the customer's extended specifications other than the restriction that data is always sent and received according to the set interface standards, and the existing resources can be applied and the circuit design of the custom boards can be facilitated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態における産業用情報処理装置の斜視図である。
図1において、11は産業用情報処理装置10の筐体(装置本体)であり、高さ(H)が低い、薄くてフラットな箱体形状、例えば、寸法を幅(W)256mm、奥行き(D)183mm、高さ(H)25mmとした薄型の箱の形状としている。この筐体11の高さ(H)と奥行き(D)で規定される正面11aには、後述するスイッチ、ランプ、ポート等を外方へ突出させるための孔が設けられ、筐体11の高さ(H)と幅(W)で規定される側面11bには、シリアルポート等を外部へ突出させるための孔が設けられ、さらに幅(W)と奥行き(D)で規定される広い上面11cには、全体に放熱用フィン12が配設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an industrial information processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
また筐体11の内部には、図2に示すように、奥行き(D)の寸法が同一の2枚のボード、すなわちCPU(チップ)20を搭載し一般のPCとして機能する、装置(産業用情報処理装置)の共通仕様により設計されたCPUベースボード(CPU基板)21と、前記共通仕様より外れた客先の拡張仕様により設計された拡張カスタムボード(拡張基板)22が、CPUベースボード21を正面11a側に置いて平面的に隣接して配置され、これらCPUベースボード21と拡張カスタムボード22の対向する側部に、互いに係合するオスとメスのコネクタ23が設けられ、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22はこれらコネクタ23により電気的に接続されている。
In addition, as shown in FIG. 2, a device (industrial use) that has two boards having the same depth (D), that is, a CPU (chip) 20 and functions as a general PC, as shown in FIG. A CPU base board (CPU board) 21 designed according to the common specifications of the information processing apparatus) and an expansion custom board (expansion board) 22 designed based on the customer's extended specifications outside the common specifications are the
また筐体11の内部には、CPUベースボード21を配置したエリアXと拡張カスタムボード22を配置したエリアYとの間に、CPUベースボード21より発生する漏洩電波(放射ノイズ)が空間を通って拡張カスタムボード22へ飛ぶことを遮蔽する板状の板金(遮蔽手段の一例)24が取り付け自在に配置されている。この板金24は、コネクタ23の箇所を除いて、筐体11の内部を空間的に前記各エリアX,Yに分離しており、筐体11内に、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22が実装された後に、取り付けられる。
Also, inside the
またコネクタ23には、コネクタ23を伝わってCPU20のクロック周波数等の伝導雑音(電磁波)が漏れることを防止するために、フラットなフェライト25が上下を挟むように取り付けられている。
[CPUベースボード21]
前記CPUベースボード21上には、CPU(チップ)20の他に、I/Oコントローラハブ、クロック、半導体メモリ等が搭載され、さらにCPUベースボード21上には正面11a側に、正面左側から順に、DC電源入力コネクタ26、電源パワースイッチ27、ハードウェアリセットスイッチ28、3個のLEDランプ(電源、ステータス、アクセス表示用)29、ライン出力用コネクタ(L-out)30、FDドライブ、プリンタ、CD−ROMドライブ等が接続される4個のUSBポート31、液晶ディスプレイが接続されるディスプレイ用コネクタ32、2個のLANコネクタ33、データ送信用(または受信用)第1シリアルポート34が設けられ、USBポート31の下方とLANコネクタ33の下方にそれぞれ、CFカードスロット35が設けられている。またCPUベースボード21上には、側面11b側に、データ受信用(または送信用)第2シリアルポート36が設けられている。
Further, in order to prevent conduction noise (electromagnetic waves) such as a clock frequency of the
[CPU base board 21]
On the
筐体11にこのCPUベースボード21を取り付けたときに、前記正面11a側に設けたDC電源入力コネクタ26、電源パワースイッチ27、ハードウェアリセットスイッチ28、3個のLEDランプ29、ライン出力用コネクタ30、4個のUSBポートコネクタ31、ディスプレイ用コネクタ32、2個のLANコネクタ33、第1シリアルポート34、およびCFカードスロット35の先端部は、図1に示すように、筐体11の正面11aから突出し、また第2シリアルポート36の先端は、図1に示すように、筐体11の側面11bから突出する。
When the
上記CPUベースボード21のハードウェアは、装置の共通仕様により設計されており、予めOSが書き込まれ上記CFカードスロット35に接続されるCFカード38により起動され、さらに拡張カスタムボード22に搭載される拡張機能やドライブ等に応じてアプリケーションプログラムが書き込まれ、CPU20はこのアプリケーションプログラムに応じて、USBポート31を介してFDドライブやプリンタの駆動を行い、LANコネクタ33またはシリアルポート34,36を介して外部機器とのデータ通信を行うとともに、前記拡張機能に対応して動作するよう構成され、さらにCPUベースボード21と拡張カスタムボード22との間の予め設定したインターフェイス規格(例えば、PCI EXPRESS)に基づいて拡張カスタムボード22との間で、データ通信を行うように構成されている。また単体で動作することができる。
Hardware of the
このCPUベースボード21は、設計段階で多くの時間とコストを要する、CE試験とVCCI試験を満足するかどうかの検証が実施され、すなわち試験結果に基づいて、規制値を満足するまでノイズ対策(基板の配線パターンの変更、部品の位置の変更等)が実施され、検証が終了すると、量産されてノイズ試験の検証済みボードとしてストックされる。さらに上記板金24とフェライト25を組み合わせることで、CPUベースボード21で発生する漏洩電波(放射ノイズ)と伝導雑音の拡張カスタムボード22への影響を検証でき、検証済みのCPUベースボード21を使用することにより、装置としてのノイズ試験の検証を容易にすることができる。
[拡張カスタムボード22]
前記拡張カスタムボード22上には、客先の拡張仕様により設計され、拡張機能を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を、基板1枚で実現している。
The
[Extended custom board 22]
On the
さらに拡張カスタムボード22上には、コネクタ23の近くに、拡張カスタムボード22のパラレル信号を、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号に変換してCPUベースボード21へ送信し、CPUベースボード21から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジIC41が配設されている。
Further, on the
客先の拡張仕様による拡張機能には、客先の数だけバリエーションがある。このような拡張機能には、例えば次のものがある。
1.図2に一例として示すように、CPUベースボード21の2ch(チャンネル)のシリアルポート34,36以外のシリアルポート42の増設。
2.HDDの内蔵(RAID)。
3.USBからの変換なしで、且つD−Subコネクタケーブルを直接接続するための、D−Subコネクタの増設。
4.多chの画像出力を可能とするグラフィックコントローラの増設(VGA)。
5.アナログ入出力点、ディジタル入出力点の増設。
There are as many variations as there are extensions for customer extensions. Examples of such extended functions include the following.
1. As shown in FIG. 2 as an example, the
2. Built-in HDD (RAID).
3. Expansion of D-Sub connector for direct connection of D-Sub connector cable without conversion from USB.
4). Additional graphic controller (VGA) that enables multi-channel image output.
5. Additional analog I / O points and digital I / O points.
拡張カスタムボード22は、客先の拡張仕様に応じてその都度、CPUベースボード21の配線パターンの層の数に規制されずに、ボード本体(基板)の配線パターンが設計され基板の配線パターンの層が決定され、基板が製作されて機器・部品が実装され、拡張カスタムボード22単体で、動作が検査される。
The
その後、筐体11に実装され、コネクタ23により共通仕様のCPUベースボード21と接続される。
また上述したように、拡張機能の内容により、CFカード38のアプリケーションプログラムが変更される。
After that, it is mounted on the
As described above, the application program of the
また拡張カスタムボード22に配置される上記シリアルポート42やD−Subコネクタの先端は、両側面11b、または正面11aとは反対側の背面11dから突出され、筐体11の薄い側部(正面11a、両側面11b、背面11d)に、外部機器と接続する外部コネクタが配置されている。外部コネクタは、上記ライン出力用コネクタ30、USBポートコネクタ31、ディスプレイ用コネクタ32、LANコネクタ33、第1シリアルポート34、第2シリアルポート36、シリアルポート42、D−Subコネクタ等である。
The
上記構成により、産業用情報処理装置10は次の手順で製作される。
まず客先から客先の拡張仕様が送られてくると、上述したように拡張カスタムボード22が設計・製作され、この拡張カスタムボード22の設計・製作に平行して、拡張機能、接続するドライブに応じて、CPU20のプログラムが製作され、CFカード38に書き込まれる。
With the above configuration, the industrial
First, when the customer's extension specification is sent from the customer, the
拡張カスタムボード22が製作されると検査が実行され、終了すると、ストックされていた筐体11に、まずストックされていたCPUベースボード21が実装され、続いてコネクタ23の上下を挟むようにフェライト25が取り付けられ、拡張カスタムボード22が実装され、コネクタ23により共通仕様のCPUベースボード21と接続される。
When the
続いて、板金24が、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を分離するように取り付けられる。
続いて、通電されて、プログラムが書き込まれたCFカード38が、CPUベースボード21のCFカードスロット35に取り付けられ、OS,アプリケーションプログラムが実行される。
Subsequently, the
Subsequently, the
そして、動作検査の後、客先へ出荷される。
以上のように本実施の形態によれば、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22との間のデータの送受信は、予め設定したインターフェイス規格に基づいて実行されることにより、CPUベースボード21は、客先の拡張仕様により拡張カスタムボード22の拡張機能が変わっても、データを送受信でき、CPUベースボード21を共通仕様で対応できる。よって、客先毎にCPU周りの回路設計をしなくて済み、量産しノイズ試験の検証済みボードとして予めストックしておくことができ、装置としての設計・検証の時間を大幅に短縮できる。またこのように、CPU周りの回路を設計せずに、CPUベースボード21を使用することにより、客先の拡張仕様に基づく拡張カスタムボード22の設計だけで済み、よって装置の見積もりも容易となり、営業の早急な見積もり回答が可能になる。また拡張カスタムボード22は、CPUベースボード21とは別基板となることにより、今までのリソースを活用でき、配線パターンの設計を容易にでき、設計時間を短縮することができる(なお、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を同一基板とすると、拡張部の基板の配線パターンの層の数をCPU部と同じにしなくてはならず、今までのリソースを活用することが困難となる)。
After the operation inspection, the product is shipped to the customer.
As described above, according to the present embodiment, transmission / reception of data between the
また本実施の形態によれば、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を平面的に隣接して配置することにより、CPUベースボード21で発生する漏洩電波(放射ノイズ)と誘導ノイズが拡張カスタムボード22に影響する恐れを少なくできる。図3に示すように、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を上下に対向させてきた場合と比較して、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を平面的に隣接して配置したときの相互インダクタンスを少なくすることができ、電磁誘導ノイズの影響を少なくすることができる。図3では、CPUベースボード21の配線パターンをボード外周のコイル1で代表し、拡張カスタムボード22の配線パターンをボード外周のコイル2で代表して、モデル1ではコイル1とコイル2を距離d(mm)で上下で対向させ、モデル2では、コイル1とコイル2を平面的に距離d(mm)を離して配置している。そして、コイル1に一定電流を流し、距離d(mm)を変化させてコイル2の起電力eを測定することにより、距離d(mm)を変化に伴う相互インダクタンスMを測定している。コイル1とコイル2の長さはボード21,22の外周寸法(横幅a=125mm,縦幅b=180mm)に合わせている。図3(b)の基板間距離dと相互インダクタンスMの特性図から判るように、コイル1とコイル2を平面的に配置したモデル2は、コイル1とコイル2を上下対向したモデル1と比較して相互インダクタンスMが小さく、CPUベースボード21が動作しているときに拡張カスタムボード22は、相互インダクタンスMによる影響を受けにくく、よって電磁誘導ノイズの影響を受けにくいことが判る。同様に、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22との間を距離を大きくできることにより、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22間の静電容量も小さくなり、静電誘導ノイズも低減できる。また漏洩電波(放射ノイズ)も低減できる。
In addition, according to the present embodiment, the
またCPUベースボード21を配置したエリアXと拡張カスタムボード22を配置したエリアYが、板金24により空間的に分離されることにより、CPUベースボード21より発生する漏洩電波(放射ノイズ)が、筐体11内の空間を通って拡張カスタムボード22に飛ぶことを防止でき、漏洩電波が拡張カスタムボード22に影響を与えることを防止できる。さらにCPUベースボード21より発生するCPU20のクロック周波数等の伝導雑音が、コネクタ23を通って拡張カスタムボード22へ伝播することをフェライト25により防止でき、前記伝導雑音が拡張カスタムボード22に影響を与えることを防止できる。
Further, when the area X where the
このように、CPUベースボード21にて発生する漏洩電波と伝導雑音の拡張カスタムボード22への影響を防止することができることにより、客先の拡張仕様に応じて、その都度、設計される拡張カスタムボード22のノイズに対する検証が容易となり、拡張カスタムボード22の設計・検証時間とコストを削減することができる。
As described above, the influence of the leakage radio wave and conduction noise generated in the
また本実施の形態によれば、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を平面的に隣接して配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、また筐体11の略上面11c全体が放熱用フィン12として使用されることにより、放熱の効率を向上でき、よって、強制冷却する必要がなくなり、冷却ファンを不要にでき、装置の信頼性を向上させることができる。またCPUベースボード21と拡張カスタムボード22を平面的に隣接して配置することにより、筐体11内の発熱量の見積もりが容易となり、よって筐体11(放熱用フィン12を含む)の設計が容易となり、また逆に標準の筐体11の形状が決定されると、客先毎に設計される拡張カスタムボード22からの可能な発熱量が決まり、拡張カスタムボード22の発熱に対する回路設計が容易となる。
Further, according to the present embodiment, by arranging the
また本実施の形態によれば、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22を平面的に隣接して配置することにより、筐体11の設計が容易となるとともに、無駄なスペースが不要となり、装置を薄く小さくすることができ、よって装置を小さなスペースに配置・取り付けることができる。
Further, according to the present embodiment, by arranging the
なお、本実施の形態によれば、インターフェイス規格として、PCI EXPRESSを使用しているが、一般的なインターフェイス規格、例えばLAN、SATAのうちの一つもしくは複数を選択して使用することもできる。例えば、拡張カスタムボード22に、ハードディスクとアナログI/Oを搭載するときは、PCI EXPRESSとSATAを使用する。
According to the present embodiment, PCI EXPRESS is used as the interface standard, but one or more of general interface standards such as LAN and SATA can be selected and used. For example, when a hard disk and analog I / O are mounted on the
また本実施の形態によれば、遮蔽手段として、CPUベースボード21を配置したエリアXと拡張カスタムボード22を配置したエリアYとの間に、板状の板金24を配置しているが、この板金24は、板状に限ることはなく、網板状としてもよい。このとき、エリアXが密閉状態でなくなり、発生した熱がエリアYに移動できるために、筐体11の熱対策を容易にすることができる。
Further, according to the present embodiment, the plate-
また本実施の形態によれば、板状もしくは網板状の板金24は、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22が実装された後に筐体11内に取り付けられるようにしているが、板金24を良熱伝導体から構成し、予め、筐体11の上面11cの裏側に各エリアX,Yを分離するように固定しておくこともできる。このとき、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22が実装された後に、筐体11の上面11cを被せると(取り付けると)、各エリアX,Yは板金24により分離され、よって漏洩電波がCPUベースボード21より空間を通って拡張カスタムボード22へ飛ぶことを遮蔽でき、さらに上面11Cの放熱用フィン12に板金24が接触し、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22で発生した熱が板金24を介して放熱用フィン12に伝わって放熱され、よって放熱の効率を向上できる。
Further, according to the present embodiment, the plate-like or net-
また板金24を、筐体11の上面11cの裏側に固定するとき、放熱のための熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材(ガスケット)、または電磁波吸収能力のある(電磁波吸収性の優れた)電磁波吸収熱伝導シート{例えば、株式会社ジェルラック製のλGEL(商標)}を介して(挟んで)固定するようにすることもできる。前記熱伝導シートを、筐体11の上面11cの裏側と板金24間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面11cの裏側と板金24を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができる。またノイズ対策用シールド材を、筐体11の上面11cの裏側と板金24間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面11cの裏側と板金24を密着することができ、よって金属間の目に見えない隙間を介して漏洩電波(放射ノイズ)が飛ぶことを抑えることができる。また電磁波吸収熱伝導シートを、筐体11の上面11cの裏側と板金24間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面11cの裏側と板金24を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができ、且つ漏洩電波(放射ノイズ)を吸収することできる。
Further, when the
また板金24に、CPUベースボード21と拡張カスタムボード22の発熱部(ICチップ等)に直に接触する良熱伝導体からなる接触子を接続し(固定し)、これら接触子および板金24を介して放熱用フィン12から放熱するようにすることもできる。なお、これら接触子は、筐体11の上面11Cの裏側に直接固定するようにすることもできる。
Also, a contact made of a good heat conductor that is in direct contact with the heat generating part (IC chip or the like) of the
10 産業用情報処理装置
11 筐体(装置本体)
12 放熱用フィン
20 CPU(チップ)
21 CPUベースボード
22 拡張カスタムボード
23 コネクタ
24 板金
25 フェライト
38 CFカード
41 ブリッジIC
10 Industrial
12
21
Claims (3)
前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計され、前記拡張仕様を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を基板1枚で実現し、単体で動作が検査されるカスタムボードと、
を備え、
前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置して収納するフラットな箱状の装置本体を備え、
これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、
前記装置本体の高さを、USBポートコネクタの長手方向の長さの略2倍とし、
前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、
前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設し、
前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波が、前記装置本体の内部の空間を通って前記カスタムボードへ飛ぶことを遮蔽する遮蔽手段を配置し、
前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うこと
を特徴とする産業用情報処理装置。 One base board that is mass-produced and stocked as a board that has been designed according to the common specifications of the device, is equipped with a CPU , has noise countermeasures, and has been verified for noise tests ;
A custom board that is designed according to the customer's extended specifications that deviate from the common specifications, and that implements the extended specifications with equipment / parts and ports , realizes the extended specifications with a single board, and tests the operation independently When,
With
A flat box-like device main body for storing the base board and the custom board adjacent to each other in a plane is provided.
These base boards and custom boards are electrically connected by one or more connectors,
The height of the device body is approximately twice the length of the USB port connector in the longitudinal direction ,
On the thin side of the apparatus main body, an external connector for connecting to an external device is arranged,
A heat dissipating fin is disposed over substantially the entire top surface of the device body,
A shield that shields leakage radio waves generated from the base board from passing through the space inside the apparatus body to the custom board between the area where the base board is arranged and the area where the custom board is arranged. Arrange the means,
An industrial information processing apparatus, wherein data transmission / reception between the base board and the custom board is performed based on a preset interface standard.
を特徴とする請求項1に記載の産業用情報処理装置。 The industrial information processing apparatus according to claim 1 , wherein the shielding means is brought into contact with the heat radiation fin .
を特徴とする請求項1に記載の産業用情報処理装置。 The industrial use according to claim 1 , wherein the shielding means is brought into contact with the heat dissipating fin through a heat conductive sheet, a noise countermeasure shield material, or an electromagnetic wave absorbing heat conductive sheet . Information processing device.
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