IT201800002318A1

IT201800002318A1 - Struttura di alloggiamento per schede elettroniche

Info

Publication number: IT201800002318A1
Application number: IT201800002318A
Authority: IT
Inventors: Mauro Rossi; Ugo Padulosi; Gianpaolo Zanier
Original assignee: Eurotech S P A
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2019-08-01
Also published as: US20210051813A1; WO2019150407A1; EP3747245B1; EP3747245A1; US11324136B2

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"STRUTTURA DI ALLOGGIAMENTO PER SCHEDE ELETTRONICHE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forme realizzative del presente trovato sono relative ad una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di tipo standard PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express), in particolare quelle schede elettroniche impiegabili in unità di elaborazione ad elevate prestazioni, supercomputer, o sistemi di supercalcolo (High Performance Computing).

In particolare, il presente trovato si riferisce ad una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) impiegabile in ambito automotive, ad esempio installabile in una automobile, oppure impiegabile in altri ambiti caratterizzati da molteplici sollecitazioni di tipo meccanico.

STATO DELLA TECNICA

È noto che uno degli aspetti principali su cui l’industria automobilistica sta concentrando i suoi investimenti, è la possibilità di assolvere a molteplici e complesse funzioni in modo coordinato.

Tali funzioni possono comprendere funzioni di elaborazione di dati raccolti al fine di poter eseguire specifiche funzioni in modo autonomo, inclusa la guida stessa del mezzo, oppure anche funzioni di monitoraggio sia dell’ambiente esterno, sia del mezzo, nonché dei passeggeri.

È evidente l’esigenza di eseguire tali funzioni in tempi molto rapidi. La complessità e l’elevato numero di funzioni da assolvere, nonché le prestazioni che si intendono raggiungere in questo contesto, richiedono l’impiego di unità di elaborazione ad elevate prestazioni.

Le unità di elaborazione ad elevate prestazioni adatte a svolgere questo tipo di funzioni, raccogliendo e processando rapidamente grosse quantità di dati, sono disponibili in settori quali quello dei server, datacenter o similari.

Tali unità di elaborazione prevedono tipicamente una pluralità di schede elettroniche ad elevate prestazioni, siano esse di calcolo o di comunicazione, ciascuna delle quali è collegata mediante connettori elettrici ad una scheda madre, ovvero una scheda midplane, o una scheda assimilabile, idonea a gestirne e coordinarne il funzionamento.

Tali schede elettroniche ad elevate prestazioni, in particolare i modelli di ultima generazione, sono spesso resi disponibili in vari formati e standard sia di fattore di forma che di interconnessione. Uno fra i principali standard utilizzati è rappresentato dalla PCI Express add-in cards con il relativo connettore a bordo scheda (edge-board connector o edge-finger) per l inserimento delle stesse sui connettori elettrici di alloggiamento presenti sulla scheda elettronica di base.

Sebbene l’impiego di schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) di ultima generazione in applicazioni automotive sia ricercato, è noto che il loro impiego è reso difficoltoso dal fatto che l’interconnessione meccanico-elettrica dello standard PCI Express risulta particolarmente sensibile all' influenza di shock e vibrazioni meccaniche che possono mettere a rischio l' integrità e l' affidabilità della connessione elettrica.

É noto che le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) sono progettate per operare in condizioni statiche, o quasi statiche e, pertanto, risultano inadatte in ambiti come quello dell’ automotive, in cui vi sono molteplici sollecitazioni di tipo meccanico, anche di tipo severo.

Tali svantaggi hanno consolidato nel settore la convinzione che le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card), malgrado il fatto che integrino sostanzialmente quanto ricercato in termini di potenza di calcolo, velocità di interconnessione e siano idonee per realizzare architetture modulari e flessibili, non possano essere impiegate in tali ambiti.

Esiste pertanto la necessità di perfezionare la tecnica nota e mettere a disposizione una soluzione che permetta di utilizzare schede di espansione PCI Express (PCIe add-in card) già disponibili sul mercato in ambito automotive.

In particolare, il presente trovato si pone lo scopo di fornire una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) impiegabile in ambito automotive, o in contesti caratterizzati dalla presenza di sollecitazioni meccaniche tali da mettere a rischio l’integrità elettrica dell’interconnessione tra le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) stesse e il resto del sistema.

E uno scopo del presente trovato fornire una struttura di alloggiamento che permetta di alloggiare e trattenere nella voluta posizione una pluralità di schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card), prevenendo l’effetto che la propagazione e/o l’accoppiamento delle vibrazioni meccaniche agenti su di esse avrebbe sulla qualità della loro interconnesione elettrica al resto del sistema.

E pure uno scopo del presente trovato fornire una struttura di alloggiamento che permetta di utilizzare schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) e l’elettronica di supercalcolo ad esse correlata, tipiche del mercato dei server, in ambito automotive, sì da ridurre sensibilmente il time-to-market.

Tale risultato permetterebbe, infatti, di rendere disponibili in tempi rapidi a schede elettrotoniche idonee in termini di calcolo, di velocità di interconnessione e già disponibili sul mercato senza necessità di intraprendere lunghe e costose fasi di riprogettazioni elettronica.

E un’ulteriore scopo riproporre quanto già disponibile sulle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) in una soluzione intrinsecamente libera da problematiche innescate da ambienti a sollecitazioni meccaniche importanti.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una struttura di alloggiamento per schede di espansione PCI Express (PCIe add-in card) che permetta anche di utilizzare cablaggio flessibili di interconnessione PCI Express qualora la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) necessiti di essere spazialmente remotizzata, ossia non direttamente inserita nel connettore femmina della slot destinata ad accoglierla, ma posizionata in altra locazione opportuna, garantendone l’interconnessione elettrica.

È anche uno scopo del presente trovato fornire una struttura di alloggiamento che permetta di installare in modo rapido e sicuro le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) aventi anche fattori di forma differenziati in altezza (full-height, half-height), o in lunghezza.

E un ulteriore scopo del presente trovato fornire una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) che permetta di raffreddare opportunamente ciascuna di esse mentre è trattenuta nella posizione voluta e senza che essa risenta degli effetti delle sollecitazioni meccaniche, massimizzando al contempo la densità di potenza di calcolo per unità di volume e la rapidità di comunicazione. Ciò è molto importante in ambito automotive in quanto i sistemi necessitano di avere dimensioni contenute in modo da essere facilmente integrati nelle automobili senza occupare eccessivo spazio. E anche uno scopo del presente trovato fornire una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) che permetta facile assiemaggio e manutenzione, nel rispetto dei requisiti di immunità agli effetti delle sollecitazioni meccaniche. Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, il presente trovato è relativo ad una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) che comprende una base, almeno una coppia di supporti laterali disposti parallelamente a quello che sarà l’orientamento longitudinale delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards), contrapposti fra loro e fissati alla base, almeno un’asta collegata fra la coppia di supporti laterali ed almeno un elemento di trattenimento collegato all’asta e solidalmente accoppiato ad almeno una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card).

Sulla base può essere fissata almeno una scheda elettronica di base provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento ciascuno collegabile ad una porzione di connessione per connettere una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) alla scheda elettronica di base.

Secondo possibili forme realizzative, i supporti laterali sono fissati alla base e possono essere disposti su lati opposti della scheda elettronica di base, parallelamente all’orientamento degli assi longitudinali dei connettori elettrici di alloggiamento posti sulla stessa ed atti ad ospitare le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards). L’asta è collegata in modo amovibile fra i supporti laterali ed è posta sopra la scheda elettronica di base.

Gli elementi di trattenimento sono solidalmente accoppiati a rispettive schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card).

L’accoppiamento fra l’elemento di trattenimento e la corrispondente scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) è realizzato almeno per l’estensione di quest’ultima in prossimità della porzione coinvolta nella connessione ovvero del connettore a bordo scheda (edge-board connector o edge-fmger).

L’elemento di trattenimento è collegato all’asta per trattenere rigidamente in posizione la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) definendo un corpo unico con almeno la base, i supporti laterali e l’asta.

La scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) è accoppiata ad un connettore elettrico di alloggiamento della scheda elettronica di base o, alternativamente, la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) può essere fissata alla base e/o ad almeno uno dei supporti laterali, in questo caso denominata scheda elettronica ausiliaria, ed interconnessa con opportuno cablaggio flessibile (PCIe Extender) ai connettori elettrici di alloggiamento esposti dalla scheda elettronica di base accoppiata alla base stessa. La scheda elettronica ausiliaria può essere, per sua diversa funzione, anche non interconnessa ai connettori elettrici di alloggiamento esposti sulla scheda elettronica di base fissata alla base stessa.

Tale soluzione consente di prevenire la propagazione e/o l’accoppiamento delle vibrazioni meccaniche generate, ad esempio, durante l’uso di un veicolo su cui è installata la struttura di alloggiamento, alle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card).

In particolare, la presente soluzione prevede di trattenere rigidamente in posizione le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe addin card) in modo che esse siano tutte solidali fra loro e in particolare solidali alle schede elettroniche di base, o ausiliarie che le ospitano.

In questo modo, l’intera struttura presenta una conformazione a “gabbia” che è caratterizzata da un’unica frequenza di oscillazione e, pertanto, si evita qualsiasi perturbazione sulla contattazione elettrica tra le schede di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) e la scheda ospitante le stesse, in modo che esse siano tutte solidali fra loro e in particolare solidali alle schede elettroniche di base, o ausiliarie che le ospitano.

Secondo possibili forme realizzative, almeno una fra le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) e le schede elettroniche ausiliarie è fissata ad uno dei supporti laterali.

Tale configurazione semplifica l’assemblaggio della struttura in sé, ottimizzando al contempo gli ingombri che risultano estremamente contenuti.

Secondo possibili forme realizzative, almeno una delle schede elettroniche ausiliarie è provvista di connettori elettrici di tipologia PCI Express (siano essi edge-board connector maschi o connettori femmina) collegati ai connettori elettrici di alloggiamento PCI Express presenti sulla scheda elettronica di base per via di cavi di estensione PCI Express flessibili, detti anche PCI Express extender.

Il cavo di estensione PCI Express può essere fissato alla base e/o ad un supporto laterale e/o all’asta e/o alla scheda elettronica ausiliaria mediante almeno un corpo di supporto meccanico per stabilizzarne il collegamento reciproco.

Il corpo di supporto meccanico assicura il collegamento meccanico, e quindi anche il collegamento elettrico, fra il terminale del cavo di estensione PCI Express ed il connettore elettrico di alloggiamento a cui è collegato, anche in presenza di vibrazioni meccaniche generate, ad esempio, dall’autovettura o dal suo movimento.

Secondo possibili forme realizzative, l’elemento di trattenimento può essere a contatto con la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card).

In tale condizione, l’elemento di trattenimento può essere configurato per coaudiuvare la dissipazione del calore generato, in uso, dai componenti attivi presenti sulla scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card). Ad esempio, può assolvere alla funzione di un elemento di interconnessione termica, quale un interposer, tra gli elementi attivi da dissipare e l’elemento di dissipazione, sia esso un piatto di raffreddamento percorso da liquido o un heat sink o altro.

Secondo possibili soluzioni realizzative, la struttura di alloggiamento è provvista di un distributore di liquido di raffreddamento collegabile ad un circuito alimentatore di liquido di raffreddamento e provvisto di una pluralità di ugelli collegati in modo girevole al distributore, ovvero in modo articolato e snodabile per poter orientare gli ugelli in relazione alle esigenze.

Gli ugelli possono essere collegati fluidicamente a rispettivi dispositivi di raffreddamento, quali ad esempio piastre di raffreddamento, mediante condotti di collegamento flessibili, detti dispositivi di raffreddamento essendo accoppiati a rispettive schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) per raffreddarle.

Grazie alla presenza degli ugelli collegati in modo girevole al distributore e ai condotti di collegamento flessibili, è possibile operare in modo agevole e rapido durante la fase di assiemaggio del sistema o della sua manutenzione, riducendo al minimo la necessità di disaccoppiamento delle sottoparti, e garantendo al contempo che le sollecitazioni meccaniche a cui potrebbe essere sottoposto il distributore, nella forma realizzativa in cui non è solidale con il resto del sistema, non si propaghino attraverso i condotti di collegamento e i dispositivi di raffreddamento delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards).

Secondo possibili soluzioni realizzative, gli elementi di trattenimento possono fungere da supporto ai dispositivi di raffreddamento, siano essere piastre di raffreddamento percorse da liquido o heat sink o altro, sì da poter sfruttare il supporto meccanico dei primi.

In accordo con possibili forme realizzative, ciascuno degli elementi di trattenimento comprende almeno una porzione di collegamento provvista di un’apertura passante in cui è inserita l’asta.

Tale forma realizzativa semplifica il collegamento dei singoli elementi di trattenimento con l'asta, in quanto è sufficiente inserire quest’ultima attraverso le aperture passanti degli elementi di trattenimento, le cui aperture passanti presentano i propri assi centrali allineati.

Secondo possibili forme realizzative, la struttura di alloggiamento può comprendere almeno un distanziale collegato all’asta e posto fra due elementi di trattenimento, o un elemento di trattenimento ed uno dei supporti laterali.

Tale forma realizzativa permette di posizionare le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) alla voluta distanza senza la necessità di inserire schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) non necessarie, o richieste.

In accordo con possibili forme realizzative, almeno uno degli elementi di trattenimento comprende una porzione di prolunga configurata per estendere la dimensione dell’elemento di trattenimento stesso in modo che possa esporre un’apertura passante in asse con Tasse centrale dell’asta e permettere così il serraggio solidale.

Tale soluzione consente di collegare nel medesimo modo anche schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) aventi dimensioni diverse fra loro, garantendo al contempo che esse siano solidalmente collegate all’elemento di trattenimento e quindi alla struttura di alloggiamento.

Secondo possibili soluzioni realizzative, il presente trovato è relativo altresì ad un procedimento di assemblaggio di una struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) che prevede di:

- mettere a disposizione una base sulla quale è fissata una scheda elettronica di base provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento ciascuno atto a connettere una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) alla scheda elettronica di base,

- fissare almeno due supporti laterali alla base disponendoli contrapposti tra loro ed orientati parallelamente all’asse longitudinale dei connettori elettrici di alloggiamento presenti sulla scheda elettronica di base,

- accoppiare solidalmente almeno una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) ad un rispettivo elemento di trattenimento e collegare quest’ultimo ad almeno un’asta,

- collegare la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe addin card) accoppiata all’elemento di trattenimento ad uno dei connettori elettrici di alloggiamento della scheda elettronica di base,

- collegare l’asta all’elemento di trattenimento accoppiato alla scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card), e fissare l’asta ai supporti laterali, ad esempio il collegamento dell’asta all’elemento di trattenimento può essere realizzato inserendo l’asta nell’apertura passante dell’elemento di trattenimento,

- a necessità, prima dell’operazione del passo precedente, una scheda elettronica ausiliaria può essere accoppiata ad uno dei supporti laterali e qualora la stessa sia una scheda di espansione PCI Express (PCIe add-in card) può essere collegata ad uno dei connettori elettrici di alloggiamento presenti sulla scheda elettronica di base tramite un PCIe extender flessibile.

Secondo possibili forme realizzative, il procedimento di assemblaggio prevede di accoppiare alla scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) almeno un dispositivo di raffreddamento a liquido, reso solidale con l’elemento di trattenimento, e di collegarlo a rispettivi ugelli, collegati in modo girevole ad un distributore, mediante condotti di collegamento flessibili.

In questo caso, il procedimento di assemblaggio può prevedere di fissare l’elemento di trattenimento al dispositivo di raffreddamento.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista frontale schematica di una struttura di alloggiamento secondo una possibile forma realizzativa del presente trovato;

- la fig. 2 è un vista frontale di un dettaglio schematico di una struttura di alloggiamento secondo una possibile forma realizzativa del presente trovato;

- la fig. 3 è una vista prospettica schematica di un elemento di trattenimento accoppiato ad una scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) secondo una possibile forma realizzativa del presente trovato;

- la fig. 4 è una vista prospettica schematica di una struttura di alloggiamento secondo una possibile forma realizzativa del presente trovato;

- la fig. 5 è una vista frontale prospettica di una struttura di alloggiamento secondo una possibile forma realizzativa del presente trovato;

- la figg. 6 e 7 illustrano una struttura di alloggiamento in due fasi di una sequenza di assemblaggio.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alle figure 1-7, che rappresentano esemplificazioni non limitative del trovato, nel seguito vengono descritte forme realizzative di una struttura di alloggiamento 10 per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11.

La struttura di alloggiamento 10 è stata ottimizzata per poter impiegare schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 provviste di almeno una porzione di connessione a bordo scheda 11a (edge-board connector o edge-finger), tipicamente utilizzate nell’ambito desktop, server, o di altre applicazioni di supercalcolo, in ambienti caratterizzati da molteplici sollecitazioni di tipo meccanico, ad esempio, nel settore dell’automotive.

La struttura di alloggiamento 10 è configurata per prevenire malfunzionamenti o danneggiamenti indotti dalle sollecitazioni meccaniche tra le singole schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 e la scheda elettronica di base 13 ospitante.

In particolare, la struttura di alloggiamento 10 permette di solidarizzare le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 ad essa, in modo che, qualora la struttura di alloggiamento 10 sia soggetta a vibrazioni meccaniche, le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 vengano portate in sollecitazione insieme con la struttura di alloggiamento 10 stessa.

Ciò consente di mantenere stabile il collegamento elettrico fra le porzioni di connessione a bordo scheda Ila (edge-board connector o edge-finger) delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 con i corrispondenti connettori elettrici di alloggiamento 14.

In accordo con il presente trovato, la struttura di alloggiamento 10 comprende:

- una base 12 sulla quale è fissata almeno una scheda elettronica di base 13 provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento 14 ciascuno collegabile alla porzione di connessione a bordo scheda I la per connettere una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 alla scheda elettronica di base 13,

- almeno due supporti laterali 15 contrapposti fra loro, fissati alla base 12 ed orientati parallelamente all’asse longitudinale dei connettori elettrici di alloggiamento 14 della scheda elettronica di base 13,

- almeno un’asta 16 collegata in modo amovibile fra i supporti laterali 15 e posta sopra la scheda elettronica di base 13, e

- almeno un elemento di trattenimento 17 collegato all’asta 16 e solidalmente accoppiato ad almeno una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 almeno per la porzione di quest’ultima in prossimità della quale è presente la porzione di connessione a bordo scheda 11a (edge-board connector o edge-finger), detto elemento di trattenimento 17 essendo configurato per trattenere rigidamente in posizione la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 definendo un corpo unico con almeno la base 12, i supporti laterali 15 e l’asta 16, detta scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 essendo accoppiata ad un connettore elettrico di alloggiamento 14 della scheda elettronica di base 13 o di un'altra scheda elettronica ausiliaria 23a-23b fissata alla base 12.

A necessità, una scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) può essere fissata anche ad uno dei supporti laterali 15 e/o alla base 12 anziché essere inserita nei connettori elettrici di alloggiamento 14 della scheda elettronica di base 13, in tal caso la scheda elettronica di espansione viene qui definita scheda elettronica ausiliaria 23b.

A necessità, una la scheda ausiliaria potrebbe anche non essere una scheda elettronica di espansione PCI Express ed avere diversa funzione, qui definita scheda elettronica ausiliaria 23 a, pur essendo comunque fissata ai supporti laterali 15 e/o alla base 12.

Secondo possibili forme realizzative, la scheda elettronica di base 13 o la scheda elettronica ausiliaria 23a-23b può essere fissata alla base 12 e/o ad almeno un supporto laterale 15 mediante opportuni elementi di fissaggio 35, quali ad esempio viti, pioli, o altri mezzi di fissaggio.

Anche i supporti laterali 15 possono essere fissati alla base mediante opportuni elementi di fissaggio 35.

La scheda elettronica di base 13 può essere una scheda madre provvista di slot PCI Express 14, una scheda di midplane montante uno switch PCI Express esponente varie slot PCI Express 14, o un’altra scheda elettronica similare deputata ad assolvere una o più funzioni, alloggiando, interconnettendo e coordinando le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 1 1 ad essa connesse.

Secondo possibili forme realizzative, i due supporti laterali 15 possono comprendere due elementi laterali 33 fissati o meno anche alla base 12 e disposti esternamente rispetto agli elementi di trattenimento 17.

Gli elementi laterali 33 possono essere configurati sostanzialmente come gli elementi di trattenimento 17.

Secondo possibili forme realizzative, almeno uno dei supporti laterali 15 può essere costituito da un corpo laterale di sostegno 34 disposto a lato della scheda elettronica di base 13 e fissato alla base 12.

I corpi laterali di sostegno 34 possono presentare una pluralità di aperture per alleggerire il loro peso.

Secondo possibili forme realizzative, almeno uno dei supporti laterali 15 può essere costituito dal solo un elemento laterale 33 fissato alla base 12 e disposto esternamente rispetto agli elementi di trattenimento 17. Qualora entrambi i supporti laterali 15 fossero costituiti da due elementi laterale 33, questi ultimi possono essere disposti contrapposti a lato degli elementi di trattenimento 17.

Secondo possibili forme realizzative, i supporti laterali 15 possono essere costituiti da una combinazione di un elemento laterale 33 e di un corpo laterale di sostegno 34 entrambi fissati alla base 12, oppure uno solo dei due fissato alla base 12, essendo i due elementi 33 e 34 comunque solidali fra loro.

Secondo possibili forme realizzative, almeno una fra le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 e le schede elettroniche ausiliarie 23 a, 23b è fissata ad uno dei supporti laterali 15.

Secondo possibili forme realizzative, i supporti laterali 15, siano essi i corpi laterali di sostegno 34 fissati alla base 12 e/o gli elementi laterale 33 fissati alla base 12, si sviluppano lungo piani paralleli fra loro ed ortogonali alla base 12.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, i piani in cui si sviluppano i corpi laterali di sostegno 34 sono disposti su lati opposti alla scheda elettronica di base 13, parallelamente all’ orientamento dell’asse principale dei connettori elettrici di alloggiamento 14.

Secondo possibili forme realizzative, almeno una delle schede elettroniche ausiliarie 23a, 23b è provvista di connettori elettrici di alloggiamento 14 e/o di almeno una porzione di connessione a bordo scheda 11a (edge-board connector o edge-finger) collegabili alla scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 o alla scheda elettronica di base 13 mediante cavi di estensione PCI Express 24.

Il cavo di estensione PCI Express 24 può essere un cavo con terminali maschio e/o femmina.

Con il riferimento 23 a viene indicata una scheda elettronica ausiliaria generica, mentre il riferimento 23b indica una scheda elettronica ausiliaria in formato scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card).

La scheda elettronica ausiliaria 23b in formato scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) rappresentata nelle figure 4 e 5 è collegata alla scheda elettronica di base 13 ed esternamente ad essa mediante un cavo di estensione PCI Express 24.

Secondo possibili soluzioni realizzative, i cavi di estensione PCI Express 24 possono essere vantaggiosamente flessibili e vengono utilizzati per remotizzare le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 1 1.

Con il termine remotizzare si intende la possibilità di installare una scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 in una posizione diversa dallo slot PCI Express 14 previsto sulla scheda elettronica di base 13.

Ciò risulta vantaggioso nel caso in cui non vi sia spazio sufficiente per posizionare le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe addin cards) 11 affiancate fra loro sulla scheda elettronica di base 13.

Ad esempio, tale situazione può configurarsi nel caso in cui s’intenda riutilizzare una scheda elettronica di base 13 non realizzata per la specifica applicazione e quindi, per esempio, con un passo tra i connettori elettrici di alloggiamento 14 non sufficiente a garantire l' alloggiamento contemporaneo di tutte le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 desiderate. Ciò permette di ridurre sia i costi, sia il time-to-market.

Ad esempio, i cavi di estensione PCI Express 24 possono essere collegati fra una scheda elettronica ausiliaria 23b recante formato di scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) ed un connettore elettrico di alloggiamento 14 della scheda elettronica di base 13 non posizionato in corrispondenza della scheda elettronica ausiliaria 23b stessa, ovvero distanziato da essa.

In accordo con possibili soluzioni realizzative, il cavo di estensione PCI Express 24 è fissato alla base 12 e/o al supporto laterale 15 e/o all’asta 16 e/o alla scheda elettronica ausiliaria 23a, 23b mediante almeno un corpo di supporto meccanico 25a-25d per stabilizzarne il collegamento reciproco.

Nei disegni il riferimento 25a indica un corpo di supporto meccanico che collega un terminale femmina di un cavo di estensione PCI Express 24 ad un supporto laterale 15.

Nei disegni il riferimento 25b indica un corpo di supporto meccanico che collega un terminale femmina di un cavo di estensione PCI Express 24 alla base 12.

Nei disegni il riferimento 25c indica un corpo di supporto meccanico che collega un terminale maschio di un cavo di estensione PCI Express 24 all’asta 16. In questo caso il corpo di supporto meccanico 25c è sostanzialmente configurato come un elemento di trattenimento 17.

Nei disegni il riferimento 25d indica un corpo di supporto meccanico che collega un terminale femmina di un cavo di estensione PCI Express 24 alla scheda elettronica ausiliaria 23b collegata a sua volta al supporto laterale 15.

Grazie alla presenza dei corpi di supporto meccanico 25a-25d è possibile collegare in modo solidale schede elettroniche ausiliarie 23a-23 b e rendere stabile la connessione dei cavi di estensione PCI Express 24 con i corrispondenti connettori elettrici di alloggiamento 14 e/o con gli eventuali connettori a bordo scheda 11a presenti sulla scheda ausiliaria 23b.

Secondo possibili forme realizzative, l’elemento di trattenimento 17 è posto a contatto con la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 ed è configurato per dissipare il calore generato, in uso, da quest’ultima.

Ad esempio, come illustrato in figura 2, l’elemento di trattenimento 17 può comprendere una porzione di contatto 36 conformata in modo coniugato alla superficie della scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 a livello dei componenti caldi, in uso, che posta a contatto con questi ultimi ne allontana il calore generato dirigendolo verso l’elemento di dissipazione quale può essere, a titolo d’esempio, la piastra di raffreddamento 21 .

Secondo possibili forme realizzative, la struttura di alloggiamento 10 è provvista di un distributore 18 di liquido di raffreddamento collegabile ad un circuito alimentatore di liquido di raffreddamento.

Secondo possibili forme realizzative, il distributore 18 è provvisto di una pluralità di ugelli 19 collegati in modo girevole al distributore 18 stesso ed a rispettivi elementi di trattenimento 17 mediante condotti di collegamento 20 flessibili per distribuire il liquido refrigerante alle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 e/o a quelle ausiliarie 23a-23b e/o alla scheda elettronica di base 13.

Grazie alla presenza di ugelli 19 collegati in modo girevole e ai condotti di collegamento 20 flessibili, è possibile collegare in modo agevole i singoli condotti di collegamento 20 flessibili nella posizione voluta e senza che vengano propagate attraverso gli stessi eventuali sollecitazioni meccaniche a cui il distributore 18 potrebbe essere sottoposto nel caso di forme realizzative in cui lo stesso non sia solidale con la struttura di alloggiamento 10.

Secondo possibili forme realizzative, almeno una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 può essere associata ad almeno un dispositivo di raffreddamento 21 collegato fluidicamente, nel caso di raffreddamento a liquido, al distributore 18 per raffreddare la scheda stessa.

Ad esempio, il dispositivo di raffreddamento 21 può comprendere una piastra di raffreddamento associata ad un eventuale elemento di interconnessione termica 28, che svolge la funzione di interposer termico.

Il dispositivo di raffreddamento 21 può essere posto a contatto con almeno parte della superficie della scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11, in particolare a livello dei componenti caldi, in uso, della scheda elettronica stessa.

Il dispositivo di raffreddamento 21 può essere provvisto di almeno un canale 22 in cui scorre il liquido di raffreddamento.

Secondo possibili forme realizzative, ciascuno degli elementi di trattenimento 17 comprende almeno una porzione di collegamento 26 provvista di almeno un’apertura passante 27 in cui è inserita l’asta 16.

Ciascun elemento di trattenimento 17 è conformato in modo che, una volta installato, presenti le proprie aperture passanti 27 allineate con le aperture passanti 27 degli altri elementi di trattenimento 17.

Ciò definisce almeno un condotto in cui può essere inserita un’asta 16 sì da collegare gli elementi di trattenimento 17 all’asta 16 stessa e tutti fra loro.

L’asta 16 viene fissata alle sue estremità mediante opportuni mezzi di fissaggio 32 amovibili, quali ad esempio viti, pioli, o altro. Ad esempio, l’asta 16 può essere provvista di due fori filettati ricavati in corrispondenza delle sue estremità, in cui possono essere inseriti due viti atte a serrare tra loro tutti gli elementi di trattenimento 17 creando un unico corpo solidale.

Una volta fissati gli elementi di trattenimento 17 fra di loro e fissata l’asta 16 ai supporti 15, fissati a loro volta alla base 12, l’assieme così costituito, in caso di sollecitazioni meccaniche, quali urti o vibrazioni, reagisce sostanzialmente come se fosse un corpo unico.

Secondo possibili forme realizzative, almeno uno degli elementi di trattenimento 17 comprende una porzione di prolunga 29 configurata per prolungare il collegamento fra l’asta 16 e la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 , ossia fra la porzione di collegamento 26 e la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11.

Ciò consente di alloggiare e rendere solidali tra loro anche schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 aventi dimensioni diverse fra loro, ad esempio, consente di installare schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 aventi un’altezza minore della distanza tra l’asta 16 e il connettore elettrico di alloggiamento 14 posto sulla scheda elettronica di base 13.

In accordo con possibili forme realizzative, la struttura di alloggiamento 10 può comprendere almeno un distanziale 30 collegato all’asta 16 e posto fra due elementi di trattenimento 17, o un elemento di trattenimento 17 ed uno dei due supporti 15.

Il distanziale 30 può essere sostanzialmente conformato come la porzione di collegamento 26 dell’elemento di trattenimento 17, ovvero può presentare anche esso un’apertura passante 26.

Sia il distanziale 30 che la porzione di collegamento 26 possono avere larghezze diversificate in relazione all’ingombro delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 da installare e le specifiche necessità di garanzia del serraggio in posizione. Tale forma realizzativa permette di posizionare, e poi serrare tra loro, le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 alla voluta distanza, mantenendole in posizione ortogonale rispetto alla scheda elettronica di base 13, senza la necessità di inserire schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in cards) 11 non necessarie, o richieste.

Secondo possibili forme realizzative, la struttura di alloggiamento 10 può comprendere un involucro 31 posto a copertura della stessa.

L’involucro 31 può comprendere un pannello anteriore ed un pannello posteriore provvisti ciascuno di idonei connettori per poter connettere le schede elettroniche di base 13, le schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11, le schede elettroniche ausiliarie 23a-23b, il distributore 18 di liquido di raffreddamento, o altro ad ulteriori unità esterne all’involucro 31.

Secondo possibili soluzioni realizzative, il presente trovato è relativo altresì ad un procedimento di assemblaggio della struttura di alloggiamento 10 per schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 1 1 che prevede di:

- mettere a disposizione una base 12 sulla quale è fissata una scheda elettronica di base 13 provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento 14 ciascuno atto a connettere una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 alla scheda elettronica di base 13,

- fissare almeno due supporti laterali 15 alla base 12 disponendoli contrapposti fra loro ed orientati parallelamente alla direzione di sviluppo dell’asse longitudinale dei connettori elettrici di alloggiamento 14 presenti sulla scheda elettronica di base 13,

- accoppiare solidalmente almeno una delle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 a un elemento di trattenimento 17,

- collegare la scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe addin card) 11 accoppiata al rispettivo elemento di trattenimento 17 ad uno dei connettori elettrici di alloggiamento 14 della scheda elettronica di base 13 o di un’altra scheda elettronica ausiliaria 23a, 23b fissata alla base 12 e/o ad almeno uno dei supporti laterali 15,

- collegare l’asta 16 all’elemento di trattenimento 17 accoppiato alla scheda elettronica di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11, e fissare l’asta 16 ai supporti laterali 15, ad esempio il collegamento dell’asta all’elemento di trattenimento può essere realizzato inserendo l’asta 16 nell’apertura passante 27 dell’elemento di trattenimento 17,

- a necessità, prima dell’operazione del passo precedente, una scheda elettronica ausiliaria 23b può essere accoppiata ad almeno un supporto laterale 15 e qualora la stessa sia una scheda di espansione PCI Express (PCIe add-in card) può essere collegata ad uno dei connettori elettrici di alloggiamento 14 presenti sulla scheda elettronica di base 13 tramite un cavo di estensione PCI Express 24.

Secondo possibili forme realizzative, il procedimento di assemblaggio può prevedere di accoppiare alle schede elettroniche di espansione PCI Express (PCIe add-in card) 11 almeno un dispositivo di raffreddamento 21 e di collegarlo a rispettivi ugelli 19, collegati in modo girevole al distributore 18, mediante condotti di collegamento 20 flessibili.

È chiaro che alla struttura di alloggiamento 10, ed al rispettivo procedimento di assemblaggio, fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall’ambito del presente trovato.

E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti della struttura di alloggiamento 10, e del rispettivo procedimento di assemblaggio, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Struttura di alloggiamento per schede elettroniche di espansione PCI Express (11) provviste di almeno una porzione di connessione a bordo scheda (I la), caratterizzata dal fatto che detta struttura di alloggiamento comprende: - una base (12) sulla quale è fissata almeno una scheda elettronica di base (13) provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento (14) ciascuno collegabile a detta porzione di connessione a bordo scheda (Ila) per connettere una di dette schede elettroniche di espansione PCI Express (11) a detta scheda elettronica di base (13), - almeno due supporti laterali (15) contrapposti fra loro, fissati a detta base (12) ed orientati parallelamente all’asse longitudinale di detti connettori elettrici di alloggiamento (14) di detta scheda elettronica di base (13), - almeno un’asta (16) collegata in modo amovibile fra detti supporti laterali (15) e posta sopra detta scheda elettronica di base (13), e - almeno un elemento di trattenimento (17) collegato a detta asta (16) e solidalmente accoppiato ad almeno una di dette schede elettroniche di espansione PCI Express (11) almeno in prossimità di detta porzione di connessione a bordo scheda (11a) di quest’ultima, detto elemento di trattenimento (17) essendo configurato per trattenere rigidamente in posizione detta scheda elettronica di espansione PCI Express (11) definendo un corpo unico con almeno detta base (12), detti supporti laterali (15) e detta asta (16), detta scheda elettronica di espansione PCI Express (11) essendo accoppiata ad un connettore elettrico di alloggiamento (14) di detta scheda elettronica di base (13).
2. Struttura di alloggiamento come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno una fra dette schede elettroniche di espansione PCI Express (11) ed eventuali schede elettroniche ausiliarie (23a, 23b) è fissata ad uno di detti supporti laterali (15).
3. Struttura di alloggiamento come nella rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che almeno una di dette schede elettroniche ausiliarie (23a, 23b) è provvista di connettori elettrici di alloggiamento (14) e/o di almeno una porzione di connessione a bordo scheda (11a) collegati a detti connettori elettrici di alloggiamento (14) presenti su detta scheda elettronica di base (13) mediante cavi di estensione PCI Express (24), e che detto cavo di estensione PCI Express (24) è fissato a detta base (12) e/o a detto supporto laterale (15) e/o a detta asta (16) e/o a detta scheda elettronica ausiliaria (23a, 23b) mediante almeno un corpo di supporto meccanico (25a-25d) per stabilizzarne il collegamento reciproco.
4. Struttura di alloggiamento come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento di trattenimento (17) è posto a contatto con detta scheda elettronica di espansione PCI Express (11) ed è configurato anche per prendere parte attiva nella dissipazione del calore generato, in uso, da quest’ultima facilitandone il trasferimento verso un dispositivo di raffreddamento (21).
5. Struttura di alloggiamento come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 in poi, caratterizzata dal fatto che è provvista di un distributore (18) di liquido di raffreddamento collegabile ad un circuito alimentatore di liquido di raffreddamento e provvisto di una pluralità di ugelli (19) collegati in modo girevole a detto distributore (18) e collegati fluidicamente a rispettivi dispositivi di raffreddamento (21) mediante condotti di collegamento (20) flessibili, in cui ciascuno di detti dispositivi di raffreddamento (21) è accoppiato ad una di dette schede elettroniche di espansione PCI Express (1 1) e/o dette schede elettroniche ausiliarie (23a, 23b) e/o detta scheda elettronica di base (13) per raffreddarle.
6. Struttura di alloggiamento come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti elementi di trattenimento (17) comprende almeno una porzione di collegamento (26) provvista di almeno un’apertura passante (27) in cui è inserita detta asta (16).
7. Struttura di alloggiamento come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti elementi di trattenimento (17) comprende una porzione di prolunga (29) configurata per prolungare il collegamento fra detta asta (16) e detta scheda elettronica di espansione PCI Express (11).
8. Struttura di alloggiamento come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un distanziale (30) collegato a detta asta (16) e posto fra due elementi di trattenimento (17), o un elemento di trattenimento (17) ed uno di detti supporti laterali (15).
9. Procedimento di assemblaggio di una struttura di alloggiamento (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto procedimento di assemblaggio prevede di: - mettere a disposizione una base (12) sulla quale è fissata una scheda elettronica di base (13) provvista di una pluralità di connettori elettrici di alloggiamento (14) ciascuno atto a connettere una di dette schede elettroniche di espansione PCI Express (11) a detta scheda elettronica di base (13), - fissare almeno due supporti laterali (15) a detta base (12) disponendoli contrapposti fra loro e orientandoli parallelamente all’asse longitudinale di detti connettori elettrici di alloggiamento (14) di detta scheda elettronica di base (13), - accoppiare solidalmente almeno una di dette schede elettroniche di espansione PCI Express (11) ad un elemento di trattenimento (17) e collegare quest’ultimo ad almeno un’asta (16), - collegare detta scheda elettronica di espansione PCI Express (11) ad uno di detti connettori elettrici di alloggiamento (14) di detta scheda elettronica di base (13) fissata a detta base (12), - fissare detta asta (16) fra detti supporti laterali (15) e sopra detta scheda elettronica di base (13).
10. Procedimento come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che prevede di collegare almeno una scheda elettronica ausiliaria (23 a, 23b) ad almeno uno di detti supporti laterali (15) e di interconnetterla in uno di detti connettori di alloggiamento (14) di detta scheda elettronica di base (13) fissata a detta base (12).