Backplane - Backplane
Um backplane (ou "sistema de backplane") é um grupo de conectores elétricos em paralelo entre si, de forma que cada pino de cada conector seja ligado ao mesmo pino relativo de todos os outros conectores, formando um barramento de computador . Ele é usado como um backbone para conectar várias placas de circuito impresso para formar um sistema de computador completo . Os backplanes geralmente usam uma placa de circuito impresso , mas os backplanes com fios também têm sido usados em minicomputadores e em aplicações de alta confiabilidade.
Um backplane é geralmente diferenciado de uma placa - mãe pela falta de processamento on-board e elementos de armazenamento. Um painel traseiro usa cartões de plug-in para armazenamento e processamento.
Uso
Os primeiros sistemas de microcomputador, como o Altair 8800, usavam um backplane para o processador e placas de expansão .
Os backplanes são normalmente usados em preferência aos cabos devido à sua maior confiabilidade . Em um sistema cabeado, os cabos precisam ser flexionados toda vez que uma placa é adicionada ou removida do sistema; essa flexão eventualmente causa falhas mecânicas. Um backplane não sofre com esse problema, então sua vida útil é limitada apenas pela longevidade de seus conectores. Por exemplo, os conectores DIN 41612 (usados no sistema VMEbus ) têm três graus de durabilidade construídos para suportar (respectivamente) 50, 400 e 500 inserções e remoções, ou "ciclos de acoplamento". Para transmitir informações, a tecnologia Serial Back-Plane usa um método de transmissão de sinalização diferencial de baixa tensão para enviar informações.
Além disso, existem cabos de expansão de barramento que estendem um barramento de computador para um painel traseiro externo, geralmente localizado em um gabinete, para fornecer mais ou diferentes slots do que o computador host fornece. Esses conjuntos de cabos têm uma placa transmissora localizada no computador, uma placa de expansão no painel traseiro remoto e um cabo entre os dois.
Backplanes ativos versus passivos
Os backplanes cresceram em complexidade a partir da simples Industry Standard Architecture (ISA) (usada no IBM PC original ) ou do estilo S-100 , onde todos os conectores eram conectados a um barramento comum. Devido às limitações inerentes à especificação PCI ( Peripheral Component Interconnect ) para slots de acionamento, painéis traseiros agora são oferecidos como passivos e ativos .
Os backplanes passivos verdadeiros não oferecem nenhum circuito de direção de ônibus ativo. Qualquer lógica de arbitragem desejada é colocada nas placas-filha. Backplanes ativos incluem chips que armazenam os vários sinais nos slots.
A distinção entre os dois nem sempre é clara, mas pode se tornar uma questão importante se for esperado que um sistema inteiro não tenha um único ponto de falha (SPOF). O mito comum em torno do backplane passivo, mesmo que seja único, geralmente não é considerado um SPOF. Os planos posteriores ativos são ainda mais complicados e, portanto, apresentam um risco diferente de zero de mau funcionamento. No entanto, uma situação que pode causar interrupção tanto no caso de planos traseiros ativos quanto passivos é durante a realização de atividades de manutenção, ou seja, ao trocar as placas, há sempre a possibilidade de danificar os pinos / conectores no plano traseiro, isso pode causar interrupção total para o sistema, pois todas as placas montadas no painel traseiro devem ser removidas a fim de fixar o sistema. Portanto, estamos vendo arquiteturas mais recentes em que os sistemas usam conectividade redundante de alta velocidade para interconectar placas de sistema ponto a ponto, sem ponto único de falha em qualquer lugar do sistema.
Backplanes versus motherboards
Quando um backplane é usado com um computador de placa única plug-in (SBC) ou placa host do sistema (SHB), a combinação fornece a mesma funcionalidade de uma placa - mãe , fornecendo energia de processamento, memória, E / S e slots para placas de plug-in . Embora existam algumas placas-mãe que oferecem mais de 8 slots, esse é o limite tradicional. Além disso, conforme a tecnologia avança, a disponibilidade e o número de um determinado tipo de slot podem ser limitados em termos do que é oferecido atualmente pelos fabricantes de placas-mãe.
No entanto, a arquitetura do backplane não está relacionada à tecnologia SBC conectada a ele. Existem algumas limitações quanto ao que pode ser construído, já que o chipset SBC e o processador devem fornecer a capacidade de suportar os tipos de slot. Além disso, um número virtualmente ilimitado de slots pode ser fornecido com 20, incluindo o slot SBC, como um limite prático, embora não absoluto. Portanto, um painel traseiro PICMG pode fornecer qualquer número e qualquer combinação de slots ISA, PCI, PCI-X e PCI-e, limitado apenas pela capacidade do SBC de fazer interface e conduzir esses slots. Por exemplo, um SBC com o processador i7 mais recente pode fazer interface com um painel traseiro fornecendo até 19 slots ISA para conduzir placas de E / S legadas.
Plano médio
Alguns backplanes são construídos com slots para conexão a dispositivos em ambos os lados e são chamados de midplanes. Essa capacidade de conectar placas em qualquer um dos lados de um painel intermediário costuma ser útil em sistemas maiores compostos principalmente de módulos anexados ao painel intermediário.
Midplanes são freqüentemente usados em computadores, principalmente em servidores blade , onde os servidores blade residem em um lado e os periféricos (alimentação, rede e outras E / S) e módulos de serviço residem no outro. Midplanes também são populares em equipamentos de rede e telecomunicações, onde um lado do chassi aceita placas de processamento de sistema e o outro lado do chassi aceita placas de interface de rede.
Midplanes ortogonais conectam placas verticais de um lado a placas horizontais do outro lado. Um plano médio ortogonal comum conecta muitas placas de linha telefônica vertical de um lado, cada uma conectada a fios telefônicos de cobre, a uma placa de comunicação horizontal do outro lado.
Um "plano médio virtual" é um plano imaginário entre placas verticais de um lado que se conectam diretamente às placas horizontais do outro lado; os alinhadores de slot de placa do compartimento de placa e os conectores de auto-alinhamento nas placas mantêm as placas na posição.
Algumas pessoas usam o termo "midplane" para descrever uma placa que fica entre e conecta um painel traseiro hot-swap de disco rígido e fontes de alimentação redundantes.
Backplanes no armazenamento
Os servidores geralmente têm um painel traseiro para conectar discos rígidos hot-swappable; os pinos do painel traseiro passam diretamente para os soquetes do disco rígido sem cabos. Eles podem ter um único conector para conectar um controlador de matriz de disco ou vários conectores que podem ser conectados a um ou mais controladores de forma arbitrária. Backplanes são comumente encontrados em gabinetes de disco , matrizes de disco e servidores .
Backplanes para HDDs SAS e SATA normalmente usam o protocolo SGPIO como meio de comunicação entre o adaptador host e o backplane. Alternativamente, os serviços de gabinete SCSI podem ser usados. Com subsistemas SCSI paralelos , SAF-TE é usado.
Plataformas
PICMG
Um computador de placa única que atenda à especificação PICMG 1.3 e seja compatível com um painel traseiro PICMG 1.3 é conhecido como Placa Host do Sistema .
No mundo do Intel Single Board Computer, o PICMG fornece padrões para a interface do painel traseiro: PICMG 1.0 , 1.1 e 1.2 fornecem suporte a ISA e PCI, com 1.2 adicionando suporte a PCIX. PICMG 1.3 fornece suporte PCI-Express.
Veja também
- Placa-mãe
- Tecido comutado
- Filha
- Módulo M
- Ônibus SS-50
- STD Bus
- STEbus
- Eurocard (placa de circuito impresso)
- VXI