Backplane гэж юу вэ?
2024-08-28 11:27:17
Агуулга
1. Танилцуулга
Арын самбар нь орчин үеийн электроникийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн электрон системийн тулгуур гэж нэрлэдэг. Энэ нь янз бүрийн модулиуд, картууд эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбох физик болон цахилгааны бүтцийг бий болгож, нарийн төвөгтэй систем дэх харилцаа холбоо, мэдээллийн урсгалыг хөнгөвчлөх боломжийг олгодог. Арын самбарыг харилцаа холбоо, тооцоолол, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт зэрэг салбарт өргөнөөр ашигладаг бөгөөд өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах, системийн өргөтгөх чадварыг сайжруулдаг.
Электроникийн арын хавтангийн ач холбогдол:
Арын хавтан нь дараахь зүйлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Эх хавтан, өргөтгөлийн карт, дагалдах хэрэгсэл зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбох
Дохионы бүрэн бүтэн байдал, эрчим хүчний хуваарилалтыг хангах
Модульчлагдсан дизайныг дэмжиж, хялбархан шинэчлэх, засвар үйлчилгээ хийх боломжийг олгодог
Хэрэглээний тойм:
Арын хавтангууд нь өргөн хүрээний салбарт олддог, үүнд:
Харилцаа холбоо: чиглүүлэгч, унтраалга, суурь станцад ашигладаг
Тооцоолох: CPU болон санах ойн модулиудыг холбохын тулд сервер, өгөгдлийн төвүүдэд ашигладаг
Агаарын сансар ба Батлан хамгаалах: Авионик систем, цэргийн электроникийн салбарт ашигладаг
Дүгнэж хэлэхэд, арын хавтан нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын үр ашигтай харилцаа холбоог хангаж, алдааг тэсвэрлэх чадварыг санал болгож, өндөр эрэлт хэрэгцээтэй янз бүрийн програмуудад системийн найдвартай байдлыг идэвхжүүлдэг. Салбарууд харилцан уялдаа холбоогүй, ирээдүйг баталгаажуулах шаардлагатай модульчлагдсан, өндөр гүйцэтгэлтэй системийг нэвтрүүлснээр тэдний ач холбогдол өссөөр байна.
2. Backplane гэж юу вэ?
Арын самбар нь модуль, нэмэлт самбар, карт гэх мэт янз бүрийн электрон эд ангиудыг хооронд нь холбох физик болон цахилгааны бүтцийг хангадаг төв зангилааны үүрэг гүйцэтгэдэг хатуу хэлхээний самбар юм. Уламжлалт эх хавтангуудаас ялгаатай нь арын хавтан нь илүү модульчлагдсан, өргөтгөх боломжтой байхаар бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь цахим системийг илүү хялбар шинэчлэх, өргөтгөх боломжийг олгодог.
Арын хавтангийн бүтэц:
Хавтгай, хатуу самбар нь олон үүр эсвэл холбогчтой
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд өгөгдөл дамжуулах дохионы ул мөр
Хавсаргасан төхөөрөмжүүдийг цахилгаанаар хангах цахилгаан түгээх замууд
Арын хавтангийн төрлүүд:
Арын хоёр үндсэн төрөл байдаг:
Идэвхгүй арын самбар: Идэвхтэй хэлхээгүйгээр холболтыг хангадаг бөгөөд энэ нь дохиог боловсруулах эсвэл өсгөхгүй гэсэн үг юм. Энэ нь ихэвчлэн нэг алдаа дутагдалтай системд ашиглагддаг.
Идэвхтэй арын самбар: Дохио буфер, холбогдсон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын харилцаа холбоог сайжруулдаг чипүүдтэй бөгөөд илүү өндөр гүйцэтгэлтэй боловч нарийн төвөгтэй байдал, бүтэлгүйтлийн эрсдэл бага зэрэг нэмэгддэг.
Цахим систем дэх үүрэг:
Арын самбар нь өндөр хүчин чадалтай тооцоолох болон харилцаа холбооны тоног төхөөрөмжийн төв мэдрэлийн систем болж, олон ПХБ-г холбож, найдвартай өгөгдөл дамжуулах, дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг.
Дүгнэж хэлэхэд, арын хавтан нь орчин үеийн цахим системийн архитектурын амин чухал элемент бөгөөд холболт, модульчлагдмал байдал, гүйцэтгэлийг сайжруулж, янз бүрийн салбарт өргөтгөх боломжтой дизайныг дэмждэг.
3. Арын хавтангийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Арын самбар нь өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах, дохионы бүрэн бүтэн байдал, холбогдсон электрон модулиудад цахилгаан түгээх боломжийг олгодог хэд хэдэн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрддэг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь янз бүрийн системүүдийн найдвартай байдал, өргөтгөх чадварыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Арын хавтангийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:
1. Холбогч ба үүрүүд:
Холбогч нь нэмэлт самбар эсвэл өргөтгөлийн картыг оруулах физик интерфэйсийг хангадаг. Үүнд захын холбогч, DIN холбогч, өндөр нягтралтай холбогч зэрэг дэвшилтэт өгөгдөл дамжуулах боломжтой.
Слотууд нь тодорхой модулиудыг байрлуулах зориулалттай бөгөөд механик нийцтэй байдал, цахилгаан холболтыг баталгаажуулдаг.
2. Дохионы ул мөр:
Дохионы ул мөр нь янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд дохио дамжуулдаг арын самбар дээрх дамжуулагч замууд юм. Эдгээр замууд нь дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, хоцролт багатай харилцаа холбоог хангахад чухал үүрэгтэй.
3. Хүч Хуваарилалт Замууд:
Арын хавтан нь тусгай зориулалтын цахилгаан шугамаар холбогдсон бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд цахилгаан түгээх ажлыг хөнгөвчилдөг. Энэ нь модуль бүрийг нэмэлт утас ашиглахгүйгээр шаардлагатай хүчийг авах боломжийг олгодог.
4. Газрын онгоцууд:
Газар дээрх онгоцууд нь цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог (EMI) багасгах, дохионы тогтвортой лавлагааг хангахад зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахад тусалдаг.
5. Хөргөх механизм:
Зарим арын хавтан нь өндөр хүчин чадалтай эд ангиудын дулааныг гадагшлуулахын тулд дулаан шингээгч эсвэл сэнс зэрэг хөргөлтийн шийдлүүдийг нэгтгэж, үр ашигтай ажиллагааг хангадаг.
4. Арын хавтангийн төрөл ба архитектур
Арын самбар нь янз бүрийн төрөл, архитектуртай байдаг бөгөөд тус бүр нь электроникийн тодорхой хэрэглээнд зориулагдсан байдаг. Өөр өөр төрлийн арын хавтанг ойлгох нь таны системийн дизайнд тохирохыг сонгоход маш чухал юм.
A. Идэвхгүй арын хавтан ба идэвхтэй арын самбар:
Идэвхгүй арын самбар: Энэ төрлийн арын хавтан нь идэвхтэй хэлхээгүй бөгөөд зүгээр л бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд холболтыг хангадаг. Энэ нь дохио боловсруулахад туслах самбар эсвэл өргөтгөлийн карт дээр тулгуурладаг. Зардлын хэмнэлттэй, энгийн байдлыг нэн тэргүүнд тавьдаг системүүдэд түгээмэл байдаг бөгөөд идэвхгүй арын самбарыг нэг цэгийн эвдрэл (SPOF) бүхий системд ашигладаг.
Идэвхтэй арын самбар: Мэдээллийн дамжуулалтыг сайжруулж, системийн ажиллагааг сайжруулдаг дохиог буфер болгодог нэгдсэн чипүүдийг агуулдаг. Идэвхтэй арын хавтан нь илүү төвөгтэй бөгөөд ихэвчлэн дохионы бүрэн бүтэн байдал, алдааг тэсвэрлэх чадвар чухал байдаг өндөр хурдны хэрэглээнд олддог.
B. Дунд онгоц:
Дунд онгоц нь хоёр талдаа модулиудыг холбодог тусгай төрлийн арын самбар бөгөөд ихэвчлэн ир сервер болон харилцаа холбооны төхөөрөмжид ашиглагддаг. Уламжлалт арын самбараас ялгаатай нь дунд хавтан нь илүү нягтрал, модульчлагдмал байдлыг хангаж, самбарын урд болон хойд талын холболтыг дэмждэг.
C. Арын хавтангийн хэлбэрийн хүчин зүйлүүд:
Хэлбэрийн хүчин зүйлүүд нь арын хавтангийн хэмжээ, тэжээлийн нийцтэй байдал, үүрний тохиргоог тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нийтлэг хэлбэрийн хүчин зүйлүүд нь:
Стандарт тооцоолох системд зориулсан ATX болон microATX
cPCI болон VME64x аж үйлдвэрийн болон батлан хамгаалахын хэрэглээнд зориулагдсан
Өндөр хурдтай, модульчлагдсан загварт зориулсан SOSA болон OpenVPX
D. Нийтлэг стандартууд:
Салбарын хэд хэдэн стандартууд нь арын самбарын янз бүрийн архитектурт харилцан ажиллах чадвар, нийцтэй байдлыг баталгаажуулдаг:
SOSA™: Сансар огторгуй болон хамгаалалтын салбарт мэдрэгч дээр суурилсан системд ашигладаг
OpenVPX™: Өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах, модульчлах чадвараараа алдартай
PICMG: cPCI гэх мэт үйлдвэрлэлийн програмуудыг дэмжих
Тохиромжтой арын хавтангийн бүтэц, хэлбэр хүчин зүйлийг сонгосноор системийн дизайнерууд янз бүрийн програмуудад өргөтгөх чадвар, гүйцэтгэл, ирээдүйг баталгаажуулах боломжийг оновчтой болгож чадна.
5.Үйлдвэрүүдэд арын хавтангийн хэрэглээ
Арын самбар нь модульчлагдсан байдал, өндөр хурдны өгөгдөл дамжуулах, найдвартай байдлыг хангах замаар олон салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний олон талт шинж чанар нь харилцаа холбоо, сансар огторгуй, батлан хамгаалах зэрэг өргөн хүрээний хэрэглээнд дасан зохицох боломжийг олгодог.
A. Харилцаа холбоо:
Чиглүүлэгч, унтраалга, суурь станц гэх мэт харилцаа холбооны тоног төхөөрөмжид арын хавтан нь боловсруулах карт, сүлжээний модуль, оролт гаралтын картуудыг хооронд нь саадгүй холбоход тусалдаг. Харилцаа холбооны арын хавтан нь өндөр зурвасын өргөнийг дэмжиж, бага хоцролтыг хангах ёстой бөгөөд энэ нь бодит цагийн холбооны системд чухал ач холбогдолтой юм. Эдгээр арын самбарууд нь зогсолтыг багасгах, алдааг тэсвэрлэх чадварыг хангахын тулд давхаргыг санал болгодог.
B. Тооцоолох болон серверийн дэд бүтэц:
Сервер болон өндөр хүчин чадалтай тооцоолох (HPC) системүүдэд арын самбар нь CPU, санах ойн модуль, хадгалах төхөөрөмжийг холбох боломжийг олгодог. Эдгээр нь өгөгдлийг хурдан боловсруулах боломжийг олгодог бөгөөд их хэмжээний өгөгдлийг үр дүнтэй зохицуулах боломжийг олгодог. Серверийн арын самбарууд нь халуунаар солигдох боломжтой хөтчүүд болон нэмэлт тэжээлийн хангамжийг дэмжих зориулалттай бөгөөд засвар үйлчилгээний явцад хамгийн бага саад учруулдаг.
C. Үйлдвэрийн автоматжуулалт:
Аж үйлдвэрийн автоматжуулалтад арын самбарууд нь PLC (програмчлагдах логик хянагч), оролт гаралтын модулиуд, хяналтын төхөөрөмжүүдийг холбож, үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй үйл явцыг бодит цагийн хяналт, хяналтаар хангадаг. Эдгээр арын хавтан нь хатуу ширүүн орчинд ажиллах, урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахын тулд бат бөх байх ёстой.
D. Сансар ба Батлан хамгаалах:
Сансрын болон цэргийн системд арын онгоцыг радарын систем, авионик, электроникийн ажилд ашигладаг. Эдгээр нь эвдрэлд тэсвэртэй дизайнаар хангагдсан бөгөөд хэт өндөр температур, чичиргээг тэсвэрлэхийн тулд бүтээгдсэн бөгөөд хүнд хэцүү нөхцөлд найдвартай гүйцэтгэлийг хангадаг.
Модульчлагдсан дизайныг идэвхжүүлснээр арын хавтан нь янз бүрийн салбар дахь өндөр гүйцэтгэлтэй системүүдийн гол төв болж, өргөтгөх чадварыг дэмжиж, шаардлагатай програмуудад системийн бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг.
6.Арын хавтангийн дизайныг анхаарах зүйлс
Арын самбарыг зохион бүтээх нь дохионы бүрэн бүтэн байдал, механик нийцтэй байдал, дулааны менежментийг хангахын тулд олон хүчин зүйлийг анхаарч үзэхийг шаарддаг. Эдгээр нь харилцаа холбоо, тооцоолол, сансар огторгуй зэрэг салбарт өндөр хүчин чадалтай, найдвартай системийг хөгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
A. Дохионы бүрэн бүтэн байдал:
Дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах нь арын хавтангийн дизайны хамгийн чухал зүйл юм. Дохионы чанарт нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд нь ул мөрийн урт, импеданс таарах, хөндлөн огтлолцох зэрэг орно. Найдвартай өгөгдөл дамжуулахын тулд дизайнерууд дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Дохионы доройтлыг багасгахын тулд ул мөрийн уртыг богиносгодог
Тусгал болон гажуудал үүсэхээс сэргийлэхийн тулд эсэргүүцлийн хяналт
Зэргэлдээх дохионы шугамын хоорондох хөндлөн огтлолцлыг зөв чиглүүлэлт ба зайгаар багасгах
B. Механик нийцтэй байдал:
Арын хавтан нь ерөнхий системийн хэлбэр хүчин зүйл болон механик шаардлагад нийцсэн байх ёстой. Чухал анхаарах зүйлс нь:
Хэмжээ ба бэхэлгээний нүхнүүд явах эд анги эсвэл бүрээстэй тохирно
Слот хоорондын зай болон холбогч төрлүүд нь өргөтгөлийн картуудын хэрэгцээг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулах
Тодорхой тавиур, хүрээ, үйлдвэрлэлийн хашаатай нийцтэй байх
C. Дулааны удирдлага:
Арын самбарыг өндөр нягтралтай системд ашигладаг тул дулааны үр ашигтай менежмент нь маш чухал юм. Дизайныг анхаарч үзэх нь:
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс дулааныг гадагшлуулах дулаан шингээгч эсвэл сэнс
Хаалт доторх агаарын урсгалын зөв дизайн
Самбараар дамжин өнгөрөх дулаан дамжуулалтыг сайжруулахын тулд дулааны дамжуулагчийг ашиглах
D. EMI/EMC стандартад нийцсэн байдал:
Цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI) болон цахилгаан соронзон нийцтэй байдлыг (EMC) хангахын тулд арын хавтан нь үйлдвэрлэлийн стандартад нийцсэн байх ёстой. Үүнд:
Хүсээгүй хөндлөнгийн оролцоог хаах хамгаалалтын арга техник
Дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, чимээ шуугианаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд газрын зохих онгоцыг хангах
Эдгээр дизайныг анхаарч үзэх нь арын хавтангууд нь янз бүрийн өндөр гүйцэтгэлтэй системүүдэд оновчтой ажиллаж, найдвартай байдал, өргөтгөх чадвар, өгөгдлийн бүрэн бүтэн байдлыг сайжруулж, салбарын стандартад нийцсэн байхыг баталгаажуулдаг.
7. Арын хавтан ба эх хавтангийн гол ялгаа
Арын хавтан болон эх хавтан хоёулаа электрон системд салшгүй хэсэг боловч тэдгээр нь ажиллагаа, дизайн, хэрэглээний хувьд ялгаатай байдаг. Эдгээр ялгааг ойлгох нь таны системийн тусгай хэрэгцээнд тохирсон бүрэлдэхүүн хэсгийг сонгоход тусална.
A. Үйл ажиллагааны харьцуулалт:
Эх хавтан: Хувийн компьютер болон зөөврийн компьютерт голчлон ашигладаг эх хавтан нь оролт гаралтын төхөөрөмжүүдийн CPU, санах ой, өргөтгөлийн үүрийг агуулсан үндсэн хэлхээний самбар болж үйлчилдэг. Тэд боловсруулах хүч болон холболтыг нэг самбарт нэгтгэсэн нь авсаархан системүүдэд тохиромжтой.
Арын хавтан: Эх хавтангаас ялгаатай нь арын хавтан нь холболт болон модульчлагд анхаарлаа хандуулдаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн боловсруулах хүчийг агуулдаггүй, харин өргөтгөлийн карт, нэмэлт самбар болон захын модулиудыг оруулах үүрээр хангадаг. Энэ нь арын самбарыг үйлдвэрлэл, харилцаа холбоо, серверийн орчинд илүү тохиромжтой болгож, өргөтгөх, нөөцлөх боломжийг нэн тэргүүнд тавьдаг.
B. Тус бүрд хэрэглэх тохиолдлууд:
Эх хавтан: Бүх эд ангиудыг нэг самбарт нэгтгэхийг илүүд үздэг өргөн хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэл болон жижиг тооцооллын системд хамгийн тохиромжтой. Жишээ нь ширээний компьютер, зөөврийн компьютер, тоглоомын систем орно.
Арын самбар: Ирээдүйд өргөтгөл хийх эсвэл өөрчлөх шаардлагатай модульчлагдсан системд тохиромжтой. Тэдгээрийг сервер, сүлжээний төхөөрөмж, харилцаа холбоо, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтад өргөнөөр ашигладаг.
C. Эх хавтангаас модульчлагдсан арын хавтан хүртэлх хувьсал:
Системүүд илүү төвөгтэй болохын хэрээр өргөтгөх боломжтой, модульчлагдсан архитектурын хэрэгцээ нь уламжлалт эх хавтангаас арын самбарт суурилсан систем рүү шилжихэд түлхэц болсон. Эдгээр арын самбарууд нь хялбархан шинэчлэх, нэмэлт тэжээлийн хангамж, тодорхой ажлуудад тохирсон тусгай өргөтгөлийн картуудыг нэмэх боломжийг олгодог.
Дүгнэж хэлэхэд, эх хавтан нь жижиг төхөөрөмжүүдэд зориулсан цогц шийдлийг өгдөг бол арын хавтан нь илүү нарийн төвөгтэй, өндөр үзүүлэлттэй системүүдэд илүү уян хатан байдал, модульчлагдсан байдал, гүйцэтгэлийг санал болгодог.
Rackmount PC
Embedded Computing
Аж үйлдвэрийн зөөврийн компьютер
Бат бөх таблетууд
Бат бөх зөөврийн компьютер
Аж үйлдвэрийн самбар компьютер
Бат бөх гар
Advantech аж үйлдвэрийн компьютер
