Объединительная плата или система объединительных плат представляет собой группу электрических разъемов , расположенных параллельно друг другу, так что каждый контакт каждого разъема связан с одним и тем же относительным выводом всех остальных разъемов, образуя компьютерную шину . Он используется для соединения нескольких печатных плат вместе для создания полноценной компьютерной системы . В объединительных панелях обычно используются печатные платы , но объединительные платы с проволочной обмоткой также используются в миникомпьютерах и приложениях с высокой надежностью.
Объединительная плата обычно отличается от материнской платы отсутствием встроенных элементов обработки и хранения данных. Объединительная плата использует сменные карты для хранения и обработки данных.
Ранние микрокомпьютерные системы, такие как Altair 8800, использовали объединительную плату для процессора и карт 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 повреждениям. Объединительная плата не страдает от этой проблемы, поэтому срок ее службы ограничен только долговечностью ее разъемов. Например, разъемы DIN 41612 (используемые в системе VMEbus ) имеют три класса прочности, рассчитанные на то, чтобы выдерживать (соответственно) 50, 400 и 500 вставок и удалений, или «циклов соединения». Для передачи информации технология Serial Back-Plane использует метод передачи низковольтных дифференциальных сигналов для отправки информации. [1]
Кроме того, существуют кабели расширения шины, которые продлевают компьютерную шину до внешней объединительной платы, обычно расположенной в корпусе, чтобы обеспечить больше или другие слоты, чем имеется на главном компьютере. Эти комплекты кабелей состоят из платы передатчика, расположенной в компьютере, платы расширения на удаленной объединительной панели и кабеля между ними.
Объединительные платы усложнились по сравнению с простой архитектурой промышленного стандарта (ISA) (использовавшейся в исходном IBM PC ) или стилем S-100 , где все разъемы были подключены к общей шине. Из-за ограничений, присущих спецификации Peripheral Component Interconnect (PCI) для управляющих слотов, объединительные платы теперь предлагаются как пассивные и активные .
Настоящие пассивные объединительные платы не имеют схемы активного управления шиной. Любая желаемая арбитражная логика размещается на дочерних картах. Активные объединительные платы включают в себя микросхемы, которые буферизуют различные сигналы, поступающие в слоты.
Разница между ними не всегда очевидна, но может стать важной проблемой, если ожидается, 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 более сложны и поэтому имеют ненулевой риск неисправности. Однако одна ситуация, которая может вызвать сбой как в случае активных, так и пассивных объединительных плат, связана с выполнением работ по техническому обслуживанию, т. е. при замене плат всегда существует вероятность повреждения контактов/разъемов на объединительной плате, что может привести к полному отключению системы, так как все платы, установленные на объединительной панели, необходимо снять, чтобы зафиксировать систему. Поэтому мы видим 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 со сменным одноплатным компьютером (SBC) или системной платой хоста (SHB), эта комбинация обеспечивает ту же функциональность, что и материнская плата , обеспечивая вычислительную мощность, память, ввод-вывод и слоты для подключаемых модулей. карты. Хотя есть несколько материнских плат, которые предлагают более 8 слотов, это традиционный предел. Кроме того, по мере развития технологий доступность и количество слотов определенного типа могут быть ограничены по сравнению с тем, что в настоящее время предлагают производители материнских плат.
Однако архитектура объединительной платы несколько не связана с подключенной к ней технологией SBC. Существуют некоторые ограничения на то, что можно сконструировать, поскольку набор микросхем и процессор SBC должны обеспечивать возможность поддержки типов слотов. Кроме того, может быть предоставлено практически неограниченное количество слотов — 20, включая слот SBC, что является практическим, но не абсолютным пределом. Таким образом, объединительная плата PICMG может предоставлять любое количество и любое сочетание слотов ISA, PCI, PCI-X и PCI-e, ограниченное только способностью SBC взаимодействовать с этими слотами и управлять ими. Например, SBC с новейшим процессором i7 может взаимодействовать с объединительной платой, обеспечивающей до 19 слотов ISA для управления устаревшими картами ввода-вывода.
Некоторые объединительные платы имеют слоты для подключения устройств с обеих сторон и называются промежуточными панелями. Эта возможность подключать карты к любой стороне объединительной панели часто бывает полезна в более крупных системах, состоящих в основном из модулей, прикрепленных к объединительной панели.
Промежуточные платы часто используются в компьютерах, в основном в блейд-серверах , где блейд-серверы расположены с одной стороны, а периферийные (питание, сеть и другие модули ввода-вывода) и сервисные модули — с другой. Промежуточные платы также популярны в сетевом и телекоммуникационном оборудовании, где одна сторона шасси принимает карты системной обработки, а другая сторона шасси принимает карты сетевого интерфейса.
Ортогональные соединительные панели соединяют вертикальные платы с одной стороны с горизонтальными платами с другой стороны. [2] [3] Одна общая ортогональная объединительная плата соединяет множество карт вертикальной телефонной линии на одной стороне, каждая из которых подключена к медным телефонным проводам, с горизонтальной платой связи на другой стороне. [4]
«Виртуальная промежуточная плоскость» — это воображаемая плоскость между вертикальными платами на одной стороне, которые напрямую соединяются с горизонтальными платами на другой стороне; выравниватели слотов для карт в отсеке для карт и самовыравнивающиеся разъемы на картах удерживают карты на месте. [5]
Некоторые люди используют термин «промежуточная плата» для описания платы, которая находится между объединительной платой горячей замены жестких дисков и резервными источниками питания и соединяет их. [6] [7]
Серверы обычно имеют объединительную панель для подключения жестких дисков и твердотельных накопителей с возможностью горячей замены; Контакты объединительной панели вставляются непосредственно в разъемы жестких дисков без использования кабелей. Они могут иметь один разъем для подключения одного контроллера дискового массива или несколько разъемов, которые можно произвольно подключить к одному или нескольким контроллерам. Объединительные платы обычно встречаются в дисковых массивах , 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 службы SCSI Enclosure Services . В подсистемах 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 версия 1.2 добавляет поддержку PCIX. PICMG 1.3 [9] [10] обеспечивает поддержку PCI-Express.
