RU226823U1 - Intermodule interface of the data transmission control unit - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности изменения параметров аппаратной конфигурации для систем преобразования электрических сигналов. Межмодульный интерфейс блока управления передачей данных содержит первый и второй соединители разъемного электрического соединения, где первый соединитель разъемного электрического соединения закреплен на вычислительной печатной плате, второй соединитель выполнен в виде участка функциональной печатной платы, а вычислительная печатная плата и функциональная печатная плата закреплены на стенке корпуса блока управления передачей данных; вычислительная печатная плата содержит установленные на ней универсальный вычислительный процессор и блок памяти; функциональная печатная плата содержит входной и выходной внешние функциональные интерфейсы блока управления, средства аппаратной логики, а также средства управления универсальным вычислительным процессором и блоком памяти; на вычислительной плате закреплен тактируемый элемент обработки данных, генератор тактовых сигналов для которого закреплен на функциональной плате. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to computer technology. The technical result consists in providing the ability to change hardware configuration parameters for electrical signal conversion systems. The intermodular interface of the data transmission control unit contains the first and second connectors of a detachable electrical connection, where the first connector of the detachable electrical connection is fixed to the computing printed circuit board, the second connector is made in the form of a section of a functional printed circuit board, and the computing printed circuit board and the functional printed circuit board are secured to the wall of the unit housing data transfer control; the computing printed circuit board contains a universal computing processor and a memory unit installed on it; the functional printed circuit board contains input and output external functional interfaces of the control unit, hardware logic, as well as means for controlling the universal computing processor and memory unit; A clocked data processing element is fixed on the computing board, the clock signal generator for which is fixed on the functional board. 5 salary f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области конструирования устройств вычислительной техники и может быть использована в качестве основы для аппаратной части вычислительных устройств с целью унификации корпусов и печатных плат средств автоматики, преимущественно, средств потоковой обработки данных.The utility model relates to the field of designing computer devices and can be used as a basis for the hardware of computing devices in order to unify the housings and printed circuit boards of automation equipment, mainly stream data processing tools.

Из уровня техники, например, из патентной заявки США US 2023110275 A, известно использование разъемных соединений, в том числе, разъемных соединений для непосредственного подключения периферийных элементов прямого подключения, например, соединений стандарта PCIe (Peripheral Component Interconnect Express - соединительная шина для скоростного соединительного протокола), см. абзацы [0148-0150] или SATA (Serial Advanced Technology Attachment - последовательное соединение по усовершенствованной технологии), см. фиг. 4, абзац [0147] для соединения блоков устройств в произвольной конфигурации.From the prior art, for example, from US patent application US 2023110275 A, it is known to use plug-in connections, including plug-in connections for direct connection of direct connection peripheral elements, for example, connections of the PCIe standard (Peripheral Component Interconnect Express - a connection bus for a high-speed connection protocol ), see paragraphs [0148-0150] or SATA (Serial Advanced Technology Attachment), see FIG. 4, paragraph [0147] for connecting device blocks in any configuration.

Использование соединителей PCIe для сопряжения электронных устройств, платы которых расположены параллельно, также известно из уровня техники (см., например, инструкцию по установке периферийного оборудования, опубликованную наThe use of PCIe connectors to interface electronic devices whose boards are located in parallel is also known in the art (see, for example, the instructions for installing peripheral equipment published on

странице https://www.rockpapershotgun.com/how-to-install-an-ssd-hdd). Такое расположение соединителей используется, преимущественно, для крепления элементов параллельно печатной плате над ее поверхностью и с применением специальных крепежных элементов, исключающих возможность повреждения соединителей и соединяемых блоков.page https://www.rockpapershotgun.com/how-to-install-an-ssd-hdd). This arrangement of connectors is used primarily for fastening elements parallel to the printed circuit board above its surface and using special fasteners that eliminate the possibility of damage to connectors and connected blocks.

Использование соединителей PCIe и аналогичных жестких разъемных соединений не всегда пригодно для механического сопряжения торцевых краев массивных электронных модулей, поскольку связано с техническими трудностями.The use of PCIe connectors and similar rigid connector connections is not always suitable for mechanical mating of the end edges of massive electronic modules due to technical difficulties.

Наиболее близким к предложенному техническим решением, является устройство, раскрытое в патенте РФ RU66644 U1. Известное устройство для аппаратной реализации вычислений для потоковой обработки данных, может использоваться в автономном режиме, при условии дополнения устройства блоками питания и содержит штекер разъема PCIe для подключения к внешней компьютерной системе.The closest to the proposed technical solution is the device disclosed in the Russian Federation patent RU66644 U1. A known device for hardware implementation of computing for stream data processing can be used in standalone mode, provided that the device is supplemented with power supplies and contains a PCIe connector plug for connection to an external computer system.

Существенным недостатком известного технического решения является отсутствие возможности изменения алгоритмов и параметров обработки данных, отсутствие возможности использования устройства в программно-аппаратных комплексах различного назначения. Отсутствие связи между аппаратными элементами компьютера и блока обработки данных, например, отсутствие единого тактового генератора, блока питания, не позволяет обеспечить финальное конфигурирование устройства оптимальным образом, например, выставить оптимальные, с точки зрения решаемых задач, тайминги, использовать блок питания оптимальной мощности.A significant disadvantage of the known technical solution is the inability to change algorithms and data processing parameters, and the inability to use the device in software and hardware systems for various purposes. The lack of communication between the hardware elements of the computer and the data processing unit, for example, the absence of a single clock generator or power supply, does not allow for the final configuration of the device in an optimal way, for example, setting the optimal timings from the point of view of the tasks being solved, or using a power supply of optimal power.

Для достижения технического результата, заключающегося в обеспечении возможности изменения параметров аппаратной конфигурации для систем преобразования электрических сигналов, преимущество блоков данных для сетей передачи данных, предлагается межмодульный интерфейс блока управления передачей данных, содержащий первый и второй механические соединители разъемного электрического соединения, где первый соединитель разъемного электрического соединения закреплен на вычислительной печатной плате, второй соединитель выполнен в виде участка функциональной печатной платы, а вычислительная печатная плата и функциональная печатная плата закреплены на стенке корпуса блока управления передачей данных;To achieve the technical result of providing the ability to change hardware configuration parameters for electrical signal conversion systems, the advantage of data blocks for data transmission networks, an intermodular interface of a data transmission control unit is proposed, containing first and second mechanical connectors of a detachable electrical connection, where the first connector of a detachable electrical connection is fixed on the computing printed circuit board, the second connector is made in the form of a section of a functional printed circuit board, and the computing printed circuit board and the functional printed circuit board are fixed on the wall of the data transmission control unit housing;

вычислительная печатная плата содержит установленные на ней универсальный вычислительный процессор и блок памяти;the computing printed circuit board contains a universal computing processor and a memory unit installed on it;

функциональная печатная плата содержит входной и выходной внешние функциональные интерфейсы блока управления, средства аппаратной логики, а также средства управления универсальным вычислительным процессором и блоком памяти;the functional printed circuit board contains input and output external functional interfaces of the control unit, hardware logic, as well as means for controlling the universal computing processor and memory unit;

первый соединитель разъемного электрического соединения выполнен в виде гнезда соединителя, закрепленного на вычислительной печатной плате, содержащего первую и вторую гребенки контактов, закрепленных в корпусе гнезда соединителя, где выводы контактов, выступающие из корпуса гнезда соединителя, прикреплены пайкой к контактным элементам вычислительной печатной платы;the first connector of the detachable electrical connection is made in the form of a connector socket mounted on a computing printed circuit board, containing first and second combs of contacts fixed in the connector socket housing, where the contact leads protruding from the connector socket housing are attached by soldering to the contact elements of the computing printed circuit board;

второй соединитель разъемного электрического соединения выполнен в виде участка функциональной платы с первым и вторым, расположенных на противоположных сторонах печатной платы, рядами контактных площадок, при этом контакты первой гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками первого ряда контактных площадок, а контакты второй гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками второго ряда контактных площадок;the second connector of the detachable electrical connection is made in the form of a section of a functional board with the first and second, located on opposite sides of the printed circuit board, rows of contact pads, while the contacts of the first comb of contacts are connected in pairs with the corresponding contact pads of the first row of contact pads, and the contacts of the second comb of contacts are connected in pairs connected to corresponding pads of the second row of pads;

расположенные на противоположных сторонах печатных плат две пары соединенных попарно между собой контактов и контактных площадок, совместно с соединенными с ними дорожками печатных плат, формируют линию передачи данных между элементами вычислительной платы и функциональной платы;located on opposite sides of the printed circuit boards, two pairs of contacts and pads connected in pairs, together with the printed circuit board tracks connected to them, form a data transmission line between the elements of the computing board and the functional board;

на вычислительной плате закреплен тактируемый элемент обработки данных, генератор тактовых сигналов для которого закреплен на функциональной плате, а соединение тактируемого элемента с генератором тактовых сигналов выполнено в виде дорожек функциональной печатной платы, соединенных с выводами тактового генератора и контактными площадками тактового генератора из рядов контактных площадок, а также дорожек вычислительной печатной платы, соединенных с выводами тактируемого элемента и контактами тактируемого элемента гребенок контактов, где контактные площадки тактового генератора соединены с соответствующими контактами тактируемого элемента;a clocked data processing element is fixed on the computing board, the clock signal generator for which is fixed on the functional board, and the connection of the clocked element to the clock signal generator is made in the form of tracks of a functional printed circuit board connected to the outputs of the clock generator and the contact pads of the clock generator from the rows of contact pads, as well as tracks of the computing printed circuit board connected to the outputs of the clocked element and the contacts of the clocked element of the contact combs, where the contact pads of the clock generator are connected to the corresponding contacts of the clocked element;

на функциональной плате установлены силовые выводы, предназначенные для подключения к источнику электрического питания блока управления, а пары попарно соединенных между собой силовых контактов и силовых контактных площадок, совместно с соединенными с ними силовыми дорожками печатных плат, формируют цепи электропитания вычислительной печатной платы, подключенные к силовым выводам функциональной печатной платы.On the functional board, power leads are installed, intended for connection to the electrical power source of the control unit, and pairs of power contacts and power contact pads connected in pairs, together with the power tracks of the printed circuit boards connected to them, form the power supply circuits of the computing printed circuit board connected to the power pins of the functional printed circuit board.

В частном случае реализации, блок управления выполнен обеспечивающим фильтрацию блоков данных в сети пакетной передачи данных, а также сортировку блоков данных в сети передачи сигналов пакетных данных. В межмодульном интерфейсе предложенного блока в качестве гнезда соединителя может быть использовано гнездо соединителя PCIe, или аналогичного соединителя, которое может быть закреплено на вычислительной печатной плате со стороны стенки блока управления.In a particular implementation case, the control unit is designed to provide filtering of data blocks in a packet data network, as well as sorting of data blocks in a packet data signaling network. In the intermodule interface of the proposed block, a PCIe connector socket or a similar connector can be used as a connector socket, which can be fixed on the computing printed circuit board from the wall side of the control unit.

Межмодульный интерфейс может дополнительно содержать защелки, фиксирующие гнездо соединителя и штекер соединителя неподвижно друг относительно друга, а также дополнительные контакты гнезда соединителя и дополнительные дорожки штекера соединителя, формирующие дополнительные линии передачи данных.The intermodule interface may further comprise latches that hold the connector socket and the connector plug motionless relative to each other, as well as additional contacts of the connector socket and additional connector plug tracks that form additional data lines.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами,The essence of the utility model is illustrated by graphic materials,

гдеWhere

на фиг. 1 показаны два соединителя блока управления, а также участки вычислительной печатной платы и функциональной печатной платы блока управления;in fig. 1 shows two connectors of the control unit, as well as sections of the computational printed circuit board and the functional printed circuit board of the control unit;

на фиг. 2 схематично показано внутреннее пространство блока управления передачей данных, выполненного в виде сервера для горизонтальной установки, в котором использован предложенный блок управления;in fig. 2 schematically shows the internal space of a data transmission control unit, designed as a server for horizontal installation, in which the proposed control unit is used;

на фиг. 3 показан вид спереди гнезда соединителя с установленными в нем контактами;in fig. 3 shows a front view of the connector socket with the contacts installed in it;

на фиг. 4 представлен пример участка функциональной печатной платы, использованный в качестве штеккера соединителя.in fig. Figure 4 shows an example of a section of a functional printed circuit board used as a connector plug.

Как показано на фиг. 1 и 2, блок управления для сервера управления передачей данных содержит вычислительную (базовую) печатную плату 100 и функциональную печатную плату 110 (плату расширения). Вычислительная печатная плата 100 содержит универсальный вычислительный процессор 210, блоки 310 памяти и первые соединители 120 разъемных электрических соединений.As shown in FIG. 1 and 2, the control unit for the communication control server includes a computing (base) circuit board 100 and a function circuit board 110 (expansion board). The computing circuit board 100 includes a general-purpose computing processor 210, memory units 310, and first removable electrical connectors 120.

Как показано на фиг. 2, вычислительная печатная плата 100 и функциональная печатная плата 110 установлены на нижней 220 горизонтальной стенке сервера, выполненного с передней 230 и боковыми 240 стенками.As shown in FIG. 2, a computing circuit board 100 and a function circuit board 110 are mounted on a bottom 220 horizontal wall of a server configured with a front 230 and side 240 walls.

Первый соединитель разъемного электрического соединения выполнен в виде гнезда соединителя 120, закрепленного на вычислительной печатной плате, содержащего (фиг. 3) первую 410 и вторую 420 гребенки контактов, закрепленных в корпусе гнезда соединителя, где выводы 150 контактов, выступающие из корпуса гнезда соединителя, прикреплены пайкой к контактным элементам вычислительной печатной платы. В зависимости от конструкции соединителя, контактные элементы могут быть выполнены в виде контактных площадок для пайки по технологии монтажа на поверхность, либо в виде контактных площадок с отверстиями. При использовании полезной модели, количество соединений, формируемых контактами и соответствующими дорожками на печатной плате, конструктивно не ограничивается. Количество таких соединений выбирается в соответствии с функциями соединяемых печатных плат.The first connector of the detachable electrical connection is configured as a connector socket 120 mounted on a computing printed circuit board containing (FIG. 3) first 410 and second 420 contact combs secured in the connector socket body, where contact leads 150 protruding from the connector socket body are attached soldering to the contact elements of the computational printed circuit board. Depending on the design of the connector, the contact elements can be made in the form of contact pads for soldering using surface mounting technology, or in the form of contact pads with holes. When using a utility model, the number of connections formed by contacts and corresponding tracks on a printed circuit board is not structurally limited. The number of such connections is selected in accordance with the functions of the connected printed circuit boards.

Функциональная печатная плата 110, закрепленная на нижней стенке 220 корпуса, содержит закрепленные на ней входной 10 и выходные 11 функциональные интерфейсы блока, средства 380 аппаратной логики, блок памяти 390, предназначенный для работы совместно со средствами аппаратной логики, а также показанный на фиг.4 второй соединитель разъемного электрического соединения, выполненный в виде участка 520 функциональной платы с первым и вторым рядами контактных площадок, расположенных на противоположных сторонах печатной платы. На фиг. 4 отображены контактные площадки 500 одного из рядов контактных площадок. В вариантах исполнения, представленных на других фигурах, контактные площадки 500 расположены внутри гнезда соединителя. В частном случае реализации, предложенный межмодульный интерфейс обеспечивает возможность совместного использования блоков памяти 310 и 390 процессором 210 средствами 380 аппаратной логики, а также, при необходимости, другими элементами сервера, например, в режиме прямого доступа.The functional printed circuit board 110, mounted on the bottom wall 220 of the housing, contains the input 10 and output 11 functional interfaces of the block, hardware 380 hardware logic, a memory block 390, designed to work in conjunction with hardware logic, and also shown in Fig.4. a second removable electrical connector configured as a functional board portion 520 with first and second rows of pads located on opposite sides of the printed circuit board. In fig. 4 shows the pads 500 of one of the rows of pads. In the embodiments shown in the other figures, the pads 500 are located within the connector socket. In a particular implementation case, the proposed intermodular interface allows for the sharing of memory blocks 310 and 390 by the processor 210 by hardware logic 380, as well as, if necessary, by other server elements, for example, in direct access mode.

Как показано на фиг. 4, второй соединитель 520 может быть выполнен с вырезом 510. Гнездо соединителя может быть выполнено с перемычкой, соответствующей указанному вырезу. Такое конструктивное выполнение элементов разъемного соединения обеспечивает соединение плат только заранее заданным образом. Кроме этого, перемычка в гнезде соединителя обеспечивает дополнительную изоляцию контактов и контактных площадок соединителей, если случайное замыкание может вызвать существенное повреждение элементов блока. Такая защита может быть полезна, если контакты, расположенные по разные стороны от перемычки, используются для соединения цепей питания с относительно высоким значением напряжения, от цепей передачи цифровых сигналов, с относительно низким предельно допустимым значением напряжения.As shown in FIG. 4, the second connector 520 may be provided with a cutout 510. The connector socket may be provided with a bridge corresponding to the cutout. This design of the detachable connection elements ensures that the boards are connected only in a predetermined manner. In addition, the jumper in the connector socket provides additional insulation of the contacts and contact pads of the connectors if an accidental short circuit could cause significant damage to the elements of the block. This type of protection may be useful if contacts located on opposite sides of the jumper are used to connect relatively high voltage power circuits from digital signal circuits with relatively low voltage limits.

Контакты первой гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками первого ряда контактных площадок, а контакты второй гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками второго ряда контактных площадок.The contacts of the first contact comb are connected in pairs to the corresponding contact pads of the first row of contact pads, and the contacts of the second contact comb are connected in pairs to the corresponding contact pads of the second row of contact pads.

По крайней мере одна физическая линия передачи данных между блоками обработки данных, установленных на различных платах, может быть сформирована с использованием расположенных на противоположных сторонах печатных плат двух пар соединенных попарно между собой контактов и контактных площадок. Для передачи данных на соответствующих платах используются проводящие дорожки, соединенные с парами контактов на вычислительной плате и парами контактных площадок на функциональной плате. Количество контактов и контактных площадок может быть увеличено при необходимости применения нескольких линий обмена данными.At least one physical data transmission line between data processing units installed on different boards can be formed using two pairs of contacts and pads located on opposite sides of the printed circuit boards. To transmit data, the corresponding boards use conductive tracks connected to pairs of contacts on the compute board and pairs of pads on the function board. The number of contacts and pads can be increased if it is necessary to use several data exchange lines.

Существенным признаком полезной модели является место расположения тактового генератора системы. Применение отдельных тактовых генераторов для элементов обработки данных, расположенных на различных платах, может снижать производительность системы, поскольку рассогласование тактовых генераторов приводит необходимости использовать асинхронный режим передачи данных. Использование синхронного режима, в случае применения одного тактового генератора, позволяет существенно повысить пропускную способность канала связи, сформированного, например, с использованием указанных выше физических линий передачи данных. При этом приоритетным является выбор тактовой частоты и таймингов элементов функциональной платы, как элементов, определяющих производительность блока управления в отношении приема и передачи данных. Также возможно использование умножителей частоты для задания режимов работы вычислительной платы без использования тактовых генераторов, установленных на указанной плате, вычислительной плате закреплен тактируемый элемент обработки данных, генератор тактовых сигналов для которого закреплен на функциональной плате, соединение одного или нескольких тактируемых элементов, в том числе, умножителя частоты, с генератором тактовых сигналов, установленным на функциональной плате, может быть выполнено в виде дорожек функциональной печатной платы, соединенных с выводами тактового генератора и контактными площадками тактового генератора из рядов контактных площадок, а также дорожек вычислительной печатной платы, соединенных с выводами тактируемого элемента и контактами тактируемого элемента гребенок контактов, где контактные площадки тактового генератора соединены с соответствующими входными контактами или выводами тактируемого элемента.An essential feature of a utility model is the location of the system clock generator. The use of separate clock generators for data processing elements located on different boards can reduce system performance, since clock generator mismatch necessitates the use of asynchronous data transfer mode. The use of synchronous mode, in the case of using a single clock generator, can significantly increase the throughput of a communication channel formed, for example, using the above physical data lines. In this case, the priority is the choice of clock frequency and timings of the elements of the functional board, as elements that determine the performance of the control unit in terms of receiving and transmitting data. It is also possible to use frequency multipliers to set the operating modes of the computing board without the use of clock generators installed on the specified board; a clocked data processing element is attached to the computing board; a clock signal generator for which is attached to the functional board; connection of one or more clocked elements, including frequency multiplier, with a clock signal generator installed on a functional board, can be made in the form of functional printed circuit board tracks connected to the clock generator terminals and clock generator contact pads from rows of contact pads, as well as computational printed circuit board tracks connected to the clocked element terminals and contacts of the clocked element of the contact combs, where the contact pads of the clock generator are connected to the corresponding input contacts or outputs of the clocked element.

Объем вычислений, необходимых для внешнего управления функциональной платой, а, соответственно, и значение мощности, потребляемой блоками вычислительной печатной платы, может быть рассчитан на стадии проектирования функциональной платы. В связи с этим является предпочтительным использование одного электрического блока питания для обеспечения работы сервера, вне зависимости он конфигурации вычислительной платы вычисления. Для этого в полезной модели, на функциональной плате устанавливают силовые выводы, предназначенные для подключения к источнику электрического питания блока управления, а пары попарно соединенных между собой силовых контактов и силовых контактных площадок, совместно с соединенными с ними силовыми дорожками печатных плат, формируют цепи электропитания вычислительной печатной платы, подключенные к силовым выводам функциональной печатной платы. Как показано выше, силовые контактные площадки могут быть дополнительно изолированы от контактных площадок, используемых для передачи данных, а также используемых для передачи тактовых сигналов.The amount of calculations required for external control of the functional board, and, accordingly, the amount of power consumed by the blocks of the computational printed circuit board, can be calculated at the design stage of the functional board. In this regard, it is preferable to use a single electrical power supply to power the server, regardless of the configuration of the computing board. To do this, in the utility model, power terminals are installed on the functional board, intended for connection to the electrical power source of the control unit, and pairs of pairwise connected power contacts and power contact pads, together with the power tracks of printed circuit boards connected to them, form the power supply circuits of the computing printed circuit board connected to the power terminals of the functional printed circuit board. As shown above, the power pads can be further isolated from the pads used for data transmission and also those used for clock signals.

При изготовлении устройства могут быть применены типовые аппаратные элементы, например, в качестве гнезда соединителя использовано гнездо соединителя PCIe. Штеккер соединителя, как правило, является конструктивным элементом, выполненным монолитно с печатной платой и отдельно не поставляется.When manufacturing the device, standard hardware elements can be used, for example, a PCIe connector socket is used as a connector socket. The connector plug, as a rule, is a structural element made monolithically with a printed circuit board and is not supplied separately.

Преимущественной областью применения блока управления, является его использование для фильтрации блоков данных в сети передачи пакетных данных. Фильтрация может осуществляться как для обеспечения блокировки вредоносных данных, так и для сокращения нагрузки на узлы сети пакетами данных, которые не могут быть обработаны сетевыми устройствами. Также блок управления может быть использован в качестве сетевого шлюза или сетевого маршрутизатора. При использовании блока управления в качестве маршрутизатора, блок управления может сортировку блоков данных в сети передачи сигналов пакетных данных, например, обеспечивая передачу пакетов другим узлам сети по оптимальному маршруту, а также выполнять замену адресов пакетов в соответствии с заранее заданными инструкциями. Часть из указанных операций не требует использования функциональных возможностей вычислительной печатной платы.The primary area of application of the control unit is its use for filtering data blocks in a packet data network. Filtering can be carried out both to ensure blocking of malicious data and to reduce the load on network nodes with data packets that cannot be processed by network devices. The control unit can also be used as a network gateway or network router. When using the control unit as a router, the control unit can sort data blocks in a packet data signaling network, for example, ensuring that packets are transmitted to other network nodes along the optimal route, and also perform packet address replacement in accordance with predefined instructions. Some of these operations do not require the use of the functionality of the computational printed circuit board.

Оптимизацию полезного пространства внутри корпуса сервера, может обеспечить не только выполнение вычислительной печатной платы без элементов, применение которых снижает эффективность работы устройства, но и выбор оптимальных размеров плат, а также оптимизация их взаимного положения в пространстве. В частных случаях реализации, оптимальное расположение печатных плат в корпусе сервера позволяет повысить уровень надежности и безопасности аппаратной части устройства. Например, расположение гнезда соединителя между вычислительной платой и стенкой корпуса позволяет использовать гнездо соединителя в качестве опоры для плат устройства. При этом изоляционные свойства корпуса гнезда соединителя позволяют повысить вибростойкость устройства за счет исключения контакта плат устройства со стенкой сервера.Optimization of the usable space inside the server case can be ensured not only by making a computational printed circuit board without elements, the use of which reduces the efficiency of the device, but also by choosing the optimal sizes of the boards, as well as optimizing their relative position in space. In particular implementation cases, the optimal arrangement of printed circuit boards in the server case allows you to increase the level of reliability and security of the device hardware. For example, positioning the connector socket between the compute board and the chassis wall allows the connector socket to be used as a support for the device's circuit boards. At the same time, the insulating properties of the connector socket body make it possible to increase the vibration resistance of the device by eliminating contact of the device boards with the server wall.

Дополнительно, расположение гнезда соединителя между вычислительной платой и стенкой сервера позволяет скрыть защелки, которые могут использоваться для фиксации плат друг относительно друга. Данное решение усложняет разделение плат, при необходимости проведения технического обслуживания, но, в то же время, препятствует внесение изменений в конструкцию устройства со стороны злоумышленников.Additionally, the placement of the connector socket between the compute board and the server wall allows for hidden latches that can be used to secure the boards to each other. This solution complicates the separation of boards when maintenance is necessary, but at the same time prevents intruders from making changes to the design of the device.

В предложенной полезной модели используется торцевое соединение двух электронных модулей, каждый из которых является важным элементом блока управления, например, отдельно стоящего сервера и ни один из блоков не относится явным образом к «периферийным» элементам. Предложенная конструкция дает возможность конфигурирования широкого спектра устройств с возможностью использования стандартных корпусов. При изменении набора компонентов не требуется внесение существенных изменений в конструкцию корпуса. Для соединения электронных модулей используется набор аппаратных функциональных компонентов, охарактеризованных в описании полезной модели, как «интерфейс». Интерфейс используется в качестве общей границы двух модулей, где соединители формируют по крайней мере одну линию передачи данных, а также обеспечивают механическое соединение модулей крепление и функциональное взаимодействие блоков, на которых закреплены элементы интерфейса, оптимальным образом.The proposed utility model uses an end connection of two electronic modules, each of which is an important element of a control unit, for example, a free-standing server, and none of the blocks are explicitly classified as “peripheral” elements. The proposed design makes it possible to configure a wide range of devices with the possibility of using standard housings. When changing the set of components, significant changes to the housing design are not required. To connect electronic modules, a set of hardware functional components is used, described in the description of the utility model as an “interface”. The interface is used as a common boundary between two modules, where the connectors form at least one data transmission line, and also ensure the mechanical connection of the modules and the functional interaction of the blocks on which the interface elements are fixed in an optimal way.

В том случае, если основная плата и плата расширения занимают всю поверхность стенки, например, нижней стенки корпуса сервера, применение полезной модели обеспечивает повышенную безопасность использования устройства, поскольку отсутствует не только необходимость в использовании, но и возможность использования дополнительных соединителей. Дополнительные соединители, например, так называемые «кросс-платы», не имеющие других функций, кроме обеспечения электрических связей между функциональными блоками устройства, могут применяться злоумышленниками для перехвата данных, передаваемых между платами, либо для недопустимого вмешательства в работу сервера.In the event that the main board and expansion board occupy the entire surface of the wall, for example, the bottom wall of the server case, the use of the utility model provides increased safety for using the device, since there is not only the need to use, but also the possibility of using additional connectors. Additional connectors, for example, so-called “backplanes”, which have no other function other than providing electrical connections between the functional blocks of the device, can be used by attackers to intercept data transmitted between boards or to interfere with the operation of the server inappropriately.

Дополнительным преимуществом полезной модели является возможность упрощения конструирования серверов различной конфигурации. Базовая (материнская или вычислительная) печатная плата с процессором общего назначения выбирается под широкий спектр процессоров и широкий диапазон объемов оперативной памяти, а элементом, определяющим тепловую мощность, выделяемую элементами, установленными на базовой плате, является плата расширения или функциональная печатная плата. Вне зависимости от тепловых параметров элементов базовой платы, внесение изменений в конструкцию корпуса блока управления (сервера) при изменении конфигурации базовой платы не требуется, а требуемое охлаждение может быть обеспечено подбором параметров блока вентиляторов.An additional advantage of the utility model is the ability to simplify the design of servers of various configurations. The base (mother or compute) circuit board with a general-purpose processor is selected for a wide range of processors and a wide range of RAM capacities, and the element that determines the thermal power generated by the elements installed on the base board is the expansion card or functional circuit board. Regardless of the thermal parameters of the elements of the base board, changes to the design of the control unit (server) housing are not required when changing the configuration of the base board, and the required cooling can be provided by selecting the parameters of the fan unit.

Плата расширения является, как правило, более ценным элементом сервера, в связи с чем штеккер, как элемент, выполненный монолитно с платой, и, соответственно, имеющий большую механическую прочность, предпочтительно должен быть расположен на плате расширения.The expansion board is, as a rule, a more valuable element of the server, and therefore the plug, as an element made monolithically with the board, and, accordingly, having greater mechanical strength, should preferably be located on the expansion board.

Claims (12)

1. Межмодульный интерфейс блока управления передачей данных, содержащий первый и второй соединители разъемного электрического соединения, где первый соединитель разъемного электрического соединения закреплен на вычислительной печатной плате, второй соединитель выполнен в виде участка функциональной печатной платы, а вычислительная печатная плата и функциональная печатная плата закреплены на стенке корпуса блока управления передачей данных;1. An intermodular interface of a data transmission control unit, containing first and second connectors of a detachable electrical connection, where the first connector of a detachable electrical connection is fixed on a computing printed circuit board, the second connector is made in the form of a section of a functional printed circuit board, and the computing printed circuit board and a functional printed circuit board are fixed on wall of the data transmission control unit housing; вычислительная печатная плата содержит установленные на ней универсальный вычислительный процессор и блок памяти;the computing printed circuit board contains a universal computing processor and a memory unit installed on it; функциональная печатная плата содержит входной и выходной внешние функциональные интерфейсы блока управления, средства аппаратной логики, а также средства управления универсальным вычислительным процессором и блоком памяти;the functional printed circuit board contains input and output external functional interfaces of the control unit, hardware logic, as well as means for controlling the universal computing processor and memory unit; первый соединитель разъемного электрического соединения выполнен в виде гнезда соединителя, закрепленного на вычислительной печатной плате, содержащего первую и вторую гребенки контактов, закрепленных в корпусе гнезда соединителя, где выводы контактов, выступающие из корпуса гнезда соединителя, прикреплены пайкой к контактным элементам вычислительной печатной платы;the first connector of the detachable electrical connection is made in the form of a connector socket mounted on a computing printed circuit board, containing first and second combs of contacts fixed in the connector socket housing, where the contact leads protruding from the connector socket housing are attached by soldering to the contact elements of the computing printed circuit board; второй соединитель разъемного электрического соединения выполнен в виде участка функциональной платы с первым и вторым, расположенных на противоположных сторонах печатной платы, рядами контактных площадок, при этом контакты первой гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками первого ряда контактных площадок, а контакты второй гребенки контактов попарно соединены с соответствующими контактными площадками второго ряда контактных площадок;the second connector of the detachable electrical connection is made in the form of a section of a functional board with the first and second, located on opposite sides of the printed circuit board, rows of contact pads, while the contacts of the first comb of contacts are connected in pairs with the corresponding contact pads of the first row of contact pads, and the contacts of the second comb of contacts are connected in pairs connected to corresponding pads of the second row of pads; расположенные на противоположных сторонах печатных плат две пары соединенных попарно между собой контактов и контактных площадок, совместно с соединенными с ними дорожками печатных плат, формируют линию передачи данных между элементами вычислительной платы и функциональной платы;located on opposite sides of the printed circuit boards, two pairs of contacts and pads connected in pairs, together with the printed circuit board tracks connected to them, form a data transmission line between the elements of the computing board and the functional board; на вычислительной плате закреплен тактируемый элемент обработки данных, генератор тактовых сигналов для которого закреплен на функциональной плате, а соединение тактируемого элемента с генератором тактовых сигналов выполнено в виде дорожек функциональной печатной платы, соединенных с выводами тактового генератора и контактными площадками тактового генератора из рядов контактных площадок, а также дорожек вычислительной печатной платы, соединенных с выводами тактируемого элемента и контактами тактируемого элемента гребенок контактов, где контактные площадки тактового генератора соединены с соответствующими контактами тактируемого элемента.a clocked data processing element is fixed on the computing board, the clock signal generator for which is fixed on the functional board, and the connection of the clocked element to the clock signal generator is made in the form of tracks of a functional printed circuit board connected to the outputs of the clock generator and the contact pads of the clock generator from the rows of contact pads, as well as tracks of the computing printed circuit board connected to the outputs of the clocked element and the contacts of the clocked element of the contact combs, where the contact pads of the clock generator are connected to the corresponding contacts of the clocked element. 2. Межмодульный интерфейс по п. 1, отличающийся тем, что на функциональной плате установлены силовые выводы, предназначенные для подключения к источнику электрического питания блока управления, а пары попарно соединенных между собой силовых контактов и силовых контактных площадок, совместно с соединенными с ними силовыми дорожками печатных плат, формируют цепи электропитания вычислительной печатной платы, подключенные к силовым выводам функциональной печатной платы.2. Intermodule interface according to claim 1, characterized in that the functional board contains power terminals intended for connection to the electrical power supply of the control unit, and pairs of power contacts and power contact pads connected in pairs, together with power tracks connected to them printed circuit boards form the power supply circuits of the computing printed circuit board, connected to the power terminals of the functional printed circuit board. 3. Межмодульный интерфейс по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гнезда соединителя использовано гнездо соединителя PCIe.3. Intermodule interface according to claim 1, characterized in that a PCIe connector socket is used as a connector socket. 4. Межмодульный интерфейс по п. 1, отличающийся тем, что гнездо соединителя закреплено на вычислительной печатной плате со стороны стенки блока управления.4. Intermodule interface according to claim 1, characterized in that the connector socket is fixed on the computer printed circuit board on the side of the control unit wall. 5. Межмодульный интерфейс по п. 4, отличающийся тем, что он содержит защелки, фиксирующие гнездо соединителя и штекер соединителя неподвижно относительно друг друга.5. Intermodule interface according to claim 4, characterized in that it contains latches that fix the connector socket and the connector plug motionless relative to each other. 6. Межмодульный интерфейс по п. 1, отличающийся тем, что он содержит дополнительные контакты гнезда соединителя и дополнительные дорожки штекера соединителя, формирующие дополнительные линии передачи данных.6. The intermodule interface according to claim 1, characterized in that it contains additional contacts of the connector socket and additional tracks of the connector plug, forming additional data lines.

Images