Объединительная плата или система объединительной платы представляет собой группу электрических разъемов , соединенных параллельно друг другу, так что каждый штырь каждого разъема соединен с тем же соответствующим штырем всех других разъемов, образуя компьютерную шину . Она используется для соединения нескольких печатных плат вместе для создания полной компьютерной системы . Объединительные платы обычно используют печатную плату , но объединительные платы с обмоткой проводами также использовались в мини-компьютерах и высоконадежных приложениях.
Объединительная плата обычно отличается от материнской платы отсутствием встроенных элементов обработки и хранения. Объединительная плата использует сменные платы для хранения и обработки.
Ранние микрокомпьютерные системы, такие как Altair 8800, использовали объединительную плату для процессора и плат расширения .
Объединительные платы обычно используются вместо кабелей из-за их большей надежности . В кабельной системе кабели необходимо сгибать каждый раз, когда карта добавляется или удаляется из системы; это сгибание в конечном итоге приводит к механическим отказам. Объединительная плата не страдает от этой проблемы, поэтому ее срок службы ограничен только долговечностью ее разъемов. Например, разъемы DIN 41612 (используемые в системе VMEbus ) имеют три класса прочности, рассчитанные на (соответственно) 50, 400 и 500 вставок и извлечений, или «циклов сопряжения». Для передачи информации технология последовательной объединительной платы использует метод передачи низковольтных дифференциальных сигналов для отправки информации. [1]
Кроме того, существуют кабели расширения шины, которые расширяют шину компьютера до внешней объединительной платы, обычно расположенной в корпусе, чтобы обеспечить больше или другие слоты, чем предоставляет хост-компьютер. Эти наборы кабелей имеют плату передатчика, расположенную в компьютере, плату расширения в удаленной объединительной плате и кабель между ними.
Объединительные платы стали сложнее, чем простая архитектура промышленного стандарта (ISA) (использовалась в оригинальном IBM PC ) или стиль S-100 , где все разъемы были подключены к общей шине. Из-за ограничений, присущих спецификации Peripheral Component Interconnect (PCI) для управления слотами, объединительные платы теперь предлагаются как пассивные и активные .
Настоящие пассивные объединительные платы не предлагают активной схемы управления шиной. Любая желаемая логика арбитража размещается на дочерних картах. Активные объединительные платы включают чипы, которые буферизуют различные сигналы в слотах.
Различие между ними не всегда очевидно, но может стать важной проблемой, если предполагается, что вся система не будет иметь единой точки отказа (SPOF). Распространенный миф о пассивной объединительной плате, даже если она одна , обычно не считается SPOF. Активные объединительные платы еще сложнее и, таким образом, имеют ненулевой риск неисправности. Однако одна ситуация, которая может вызвать сбой как в случае активных, так и пассивных объединительных плат, — это выполнение работ по техническому обслуживанию, т. е. при замене плат всегда существует вероятность повреждения контактов/разъемов на объединительной плате, это может привести к полному отключению системы, поскольку все платы, установленные на объединительной плате, должны быть удалены для ее ремонта. Поэтому мы видим более новые архитектуры, в которых системы используют высокоскоростное резервное соединение для соединения системных плат точка-точка без единой точки отказа где-либо в системе.
Когда объединительная плата используется с подключаемым одноплатным компьютером (SBC) или системной хост-платой (SHB), комбинация обеспечивает ту же функциональность, что и материнская плата , обеспечивая вычислительную мощность, память, ввод/вывод и слоты для подключаемых карт. Хотя есть несколько материнских плат, которые предлагают более 8 слотов, это традиционный предел. Кроме того, по мере развития технологий доступность и количество определенного типа слотов могут быть ограничены с точки зрения того, что в настоящее время предлагают производители материнских плат.
Однако архитектура объединительной платы несколько не связана с технологией SBC, подключенной к ней. Существуют некоторые ограничения на то, что может быть построено, в том смысле, что набор микросхем SBC и процессор должны обеспечивать возможность поддержки типов слотов. Кроме того, можно предоставить практически неограниченное количество слотов, 20, включая слот SBC, как практический, но не абсолютный предел. Таким образом, объединительная плата PICMG может предоставлять любое количество и любую комбинацию слотов ISA, PCI, PCI-X и PCI-e, ограниченную только способностью SBC взаимодействовать с этими слотами и управлять ими. Например, SBC с новейшим процессором i7 может взаимодействовать с объединительной платой, предоставляющей до 19 слотов ISA для управления устаревшими картами ввода-вывода.
Некоторые объединительные платы сконструированы со слотами для подключения к устройствам с обеих сторон и называются промежуточными платами. Эта возможность вставлять карты в любую сторону промежуточной платы часто полезна в более крупных системах, состоящих в основном из модулей, прикрепленных к промежуточной плате.
Промежуточные платы часто используются в компьютерах, в основном в блейд-серверах , где блейд-серверы находятся на одной стороне, а периферийные (питание, сеть и другие входы/выходы) и сервисные модули находятся на другой. Промежуточные платы также популярны в сетевом и телекоммуникационном оборудовании, где одна сторона шасси принимает системные карты обработки, а другая сторона шасси принимает сетевые интерфейсные карты.
Ортогональные промежуточные платы соединяют вертикальные платы с одной стороны с горизонтальными платами с другой стороны. [2] [3] Одна общая ортогональная промежуточная плата соединяет множество вертикальных плат телефонной линии с одной стороны, каждая из которых подключена к медным телефонным проводам, с горизонтальной платой связи с другой стороны. [4]
«Виртуальная промежуточная плоскость» — это воображаемая плоскость между вертикальными платами с одной стороны, которые напрямую подключаются к горизонтальным платам с другой стороны; выравниватели слотов для карт в каркасе для карт и самовыравнивающиеся разъемы на картах удерживают карты на месте. [5]
Некоторые люди используют термин «промежуточная плата» для описания платы, которая находится между задней панелью жесткого диска с возможностью горячей замены и резервными источниками питания и соединяет их. [6] [7]
Серверы обычно имеют объединительную плату для подключения жестких дисков с возможностью горячей замены и твердотельных накопителей; контакты объединительной платы напрямую проходят в гнезда жестких дисков без кабелей. Они могут иметь один разъем для подключения одного контроллера дискового массива или несколько разъемов, которые могут быть подключены к одному или нескольким контроллерам произвольным образом. Объединительные платы обычно встречаются в дисковых корпусах , дисковых массивах и серверах .
Объединительные платы для жестких дисков SAS и SATA чаще всего используют протокол SGPIO в качестве средства связи между хост-адаптером и объединительной платой. В качестве альтернативы можно использовать SCSI Enclosure Services . С подсистемами Parallel SCSI используется SAF-TE .
Одноплатный компьютер, соответствующий спецификации PICMG 1.3 и совместимый с объединительной платой PICMG 1.3, называется системной хост-платой .
В мире одноплатных компьютеров Intel PICMG предоставляет стандарты для интерфейса объединительной платы: PICMG 1.0 , 1.1 и 1.2 [8] обеспечивают поддержку ISA и PCI, а в версии 1.2 добавлена поддержка PCIX. PICMG 1.3 [9] [10] обеспечивает поддержку PCI-Express.
