Способ разъемного соединения платы интегральной схемы и объединительной платы, подключаемой к источнику питания

 

Способ включает соединение шин или заземления, затем шин питания и, наконец, общих сигнальных шин. Когда шины питания соединены, сначала пропускают низкий ток, а затем, после истечения заданного интервала времени, необходимого для выравнивания напряжений на плате ИС и объединительной плате, пропускают полный ток. Способ отсоединения платы ИС от объединительной платы включает сначала разъединение общих сигнальных шин, затем шин питания и, наконец, шин заземления. Техническим результатом является повышение надежности и создание возможности регулируемого напряжения энергии на плате ИС. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается схемы соединителя для соединения платы с интегральной схемой (далее по тексту платы ИС) с объединительной платой. Это соединение осуществляется в подключенном к источнику питания состояния, т.е. во время соединения платы ИС с объединительной платой нет необходимости отключать объединительную плату.

Традиционно, когда новую плату ИС подсоединяют к шине объединительной платы, эту шину необходимо отключить, и поэтому эта шина не может использоваться другой платой ИС, которая была подсоединена прежде. Отключение необходимо из-за того, что шумовые сигналы могут добавляться к шине новой платой во время ее установки, и эти шумовые сигналы отрицательно влияют на использование шины существующими платами ИС, установленными прежде. Например, во время установки платы ИС данные, передаваемые по шине объединительной платы с использованием существующей платы ИС, могут быть утрачены.

Были разработаны средства соединения плат ИС с объединительной платой, подключенной к источнику питания, не требующие отключения шины объединительной платы во время установки новой платы ИС. В таких известных устройствах торцевые соединители размещены на платах ИС для присоединения к объединительной плате. Когда плата ИС соединяется с соответствующим приемным гнездом на объединительной плате, то как соединения питания с электрическими компонентами на плате ИС, так и соединения для универсальных сигналов (например, данных и адресов) осуществляется во время одной и той же процедуры соединения. Чтобы гарантировать стабильную работу шины во время установки платы ИС, необходимо обеспечить соединение питания и универсальных сигналов в определенном порядке, например осуществить соединение для подачи питания раньше, чем соединение для прохождения универсальных сигналов.

В патенте США N 5210655 описана последовательность процедуры соединения, при которой сначала осуществляется соединение с землей, затем соединение с источником питания и, наконец, соединение с универсальными сигналами. Однако использование таких устройств связано с проблемой, состоящей, в частности, в том, что когда между платой ИС и шиной объединительной платы осуществляется соединение с источником питания, энергия прикладывается к плате немедленно. Это вызывает короткое замыкание на шине питания объединительной платы, что может повлечь целый ряд проблем. Во-первых, могут быть физически повреждены соединители, например, соединители могут быть лишены покрытия из-за временного короткого замыкания. Во-вторых, короткое замыкание на шине питания может вызывать нарушения сигнальных линий на объединительной плате за счет электромагнитных помех. В-третьих, может произойти разрегулировка регулируемых уровней напряжения на шине объединительной платы, что вызовет отрицательное воздействие на все другие платы ИС, связанные с шиной объединительной платы.

Еще одной проблемой, характерной для известных устройств соединения в подключенном к источнику питания состоянии, является то, что когда плата, содержащая активные элементы, физически удаляется с объединительной платы, активные элементы, имеющиеся на соединителях, могут вызвать нарушения на объединительной плате.

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы решить вышеуказанные проблемы известного уровня техники. Еще одной целью изобретения является создание возможности регулируемого приложения энергии к плате ИС от шины объединительной платы. Электрический ток ограничивается до безопасных уровней до тех пор, пока уровни напряжения между объединительной платой и платой ИС не выравниваются.

Следующей целью изобретения является создание возможности управляемого разъединения разных соединений между платой ИС и объединительной платой, когда плату ИС необходимо физически снять с объединительной платы. Только когда соединители полностью разъединены, плата ИС физически снимается с объединительной платы, предотвращая таким образом возникновение нарушений шины.

Данное изобретение предусматривает способ присоединения платы ИС к объединительной плате, включающий обнаружение, что плата ИС вставляется в соединитель, расположенный на объединительной плате; соединение шины питания объединительной платы к шине питания платы ИС; соединение общей сигнальной шины объединительной платы с общей сигнальной шиной платы ИС, при этом при соединении шин питания объединительной платы и платы ИС ограничивают сначала уровень тока, проходящего между шинами питания объединительной платы и платы ИС малой величиной, и после истечения заданного интервала времени, который соответствует времени, необходимому для выравнивания уровней напряжения между объединительной платой и платой ИС, и обеспечивают протекание тока в полном объеме между шинами питания объединительной платы и платы ИС.

Соединитель предусмотрен на объединительной плате для осуществления соединений заземления, питания и соединений для универсальных сигналов платы ИС с соответствующими шинами объединительной платы. При соединении платы ИС с объединительной платой соединения осуществляются в следующем порядке: сначала подсоединяются заземления, затем питание и затем соединения для прохождения универсальных сигналов.

Во время осуществления соединений питания электрический ток ограничивается, например, с помощью схемы переменного сопротивления под программируемым управлением, так что безопасный уровень тока проходит через соединения питания между платой ИС и шиной питания объединительной платы. Затем, после истечения заданного интервала времени, во время которого уровни напряжения между шиной объединительной платы и платой ИС выравниваются, программируемое управление позволяет току достичь его максимального значения в установившемся состоянии.

Когда плату ИС необходимо снять с объединительной платы, соединения между платой ИС и шиной объединительной платы разъединяются в обратном порядке относительно порядка соединения их при установке платы ИС на объединительной плате. Т.е. при программируемом управлении сначала отсоединяются соединители для универсальных сигналов, затем отсоединяется питание и, наконец, отсоединяются заземления.

Далее изобретение будет описано на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 - обобщенная структурная схема; на фиг. 2 - блок-схема алгоритма процедуры соединения платы ИС с объединительной платой согласно настоящему изобретению; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма процедуры отсоединения платы ИС от объединительной платы согласно настоящему изобретению.

На фиг. 1 показана обобщенная структурная схема согласно данному изобретению. Плата ИС 1 соединяется с объединительной платой 2 через схему соединителя 21, расположенную на объединительной плате 2. Шина заземления платы ИС 1 соединяется с шиной заземления 28 объединительной платы 2 во время вставления платы ИС в соединитель 21. Контроллер 25 управляет переключателями 22 и 23, расположенными между соединителем 21 и универсальной сигнальной шиной 26 и шиной питания 27, соответственно, таким образом, чтобы переключатели замыкались в следующем порядке. Когда обнаруживается, что плата ИС 1 физически вставлена в соединитель 21, например, за счет контролирования тока от источника питания (см. фиг. 2, операция S1), контроллер 25 замыкает переключатель 23 (операции S2-S4, как будет подробно описано ниже), чтобы соединить шину питания 27 объединительной платы с платой ИС 1. И наконец, контроллер 25 замыкает переключатель 22 (операции S5) для соединения универсальной сигнальной шины 26 объединительной платы с платой ИС 1.

Переключатель 23 такого типа, при котором импеданс может быть установлен на определенную величину на заданное время под управлением контроллера 25. Контроллер регулирует импеданс переключателя 23 таким образом, чтобы ток сначала был ограничен до безопасного низкого уровня (операция S2). Затем, после истечения заданного интервала времени (операция S3), который зависит от времени, необходимого для выравнивания уровней напряжения между объединительной платой 2 и платой ИС 1, контроллер уменьшает импеданс переключателя 23, чтобы пропустить максимальное значение тока в установившемся состоянии, необходимое для соответствующей работы платы ИС 1, к этой плате 1 (операция S4).

Таким образом можно предотвратить физическое повреждение соединителей, вызванное образованием дуги на соединителях во время первоначального выброса тока, подаваемого в плату ИС за счет использования переключателя управляемого тока. Кроме того, можно также предотвратить нарушения на сигнальных линиях 26 объединительной платы, обусловленных электромагнитными помехами. Также, можно предотвратить разрегулировку регулируемых уровней напряжения на объединительной плате 2. Контроллер 25 также управляет переключателями 22 и 23, когда обнаруживается, что пользователь желает физически удалить какую-то плату ИС 1 с объединительной платы 2 (см. операцию S6 на фиг. 3). Переключатели размыкаются в определенном порядке, а именно, в порядке, обратном тому, в котором они замыкались, когда плата ИС вначале присоединялась к соединителю 21 объединительной платы. Более конкретно, сначала размыкается переключатель 22 общей сигнальной шины (операция S7) и затем размыкается переключатель 23 шины питания (операция S8). Затем пользователь информируется, что можно физически отсоединить плату ИС 1 от соединителя 21 объединительной платы (операция S9). Заземление отсоединяется, когда плата ИС снимается пользователем.

Важно, чтобы переключатели были разомкнуты перед тем, как плата ИС 1 физически вынимается из соединителя 21. В частности, если эти переключатели вначале разомкнуты, можно избежать механического дребезга контактов на сигнальных линиях.

Существует два пути осуществления управляемого разъединения линий связи. Во-первых, можно использовать технологию программного управления, при которой внутри контроллера 25 предусматривается регистр. Заданная величина записывается в регистре, когда пользователь желает физически удалить плату ИС 1. При программном управлении содержимое регистра постоянно проверяется, чтобы определить, равно ли его содержимое установленной величине. Когда обнаруживается, что содержимое регистра равно заданной величине, переключатели 22 и 23 размыкаются. После размыкания переключателей пользователь информируется с помощью, например, ЭЛТ или светового индикатора, что можно физически вынимать плату ИС 1 из соединителя 21 объединительной платы.

Второй способ заключается в механической процедуре, при которой чувствительный элемент, такой как оптический сенсор или сенсор давления, воспринимает, что крышка доступа (закрывающая плату ИС 1) была снята. Если крышка доступа снята, ясно, что пользователь, вероятно, осуществляет снятие платы ИС 1 с соединителя 21 объединительной платы. Следовательно, когда чувствительный элемент воспринимает, что крышка доступа снята, переключатели размыкаются, как это было описано выше.

Способ присоединения платы ИС к объединительной плате включает сначала соединение шин заземления, затем шин питания и, наконец, общих сигнальных шин. Когда соединены шины питания, сначала разрешается протекать только низкому току, затем, после истечения заданного интервала времени, необходимого для выравнивания напряжений на плате ИС и объединительной плате, разрешается прохождение полного тока. Способ отсоединения платы ИС от объединительной платы включает вначале отсоединение общих сигнальных шин, затем шин питания и, наконец, шин заземления.

Формула изобретения

1. Способ разъемного соединения платы интегральной схемы (ИС) с объединительной платой, при котором обнаруживают, что плата ИС вставлена в соединитель, расположенный на объединительной плате, соединяют шину питания объединительной платы с шиной питания платы ИС, после чего соединяют общую сигнальную шину объединительной платы с общей сигнальной шиной платы ИС, отличающийся тем, что при соединении шин питания объединительной платы и платы ИС сначала ограничивают уровень тока, проходящего между шинами питания объединительной платы и платы ИС малой величиной, и после истечения заданного интервала времени, который соответствует времени, необходимому для выравнивания уровней напряжения между объединительной платой и платой ИС, обеспечивают протекание полного тока между шинами питания объединительной платы и платы ИС.

2. Способ отсоединения платы ИС от объединительной платы, при котором определяют начало процесса отсоединения, отличающийся тем, что отсоединяют общую сигнальную шину объединительной платы от общей сигнальной шины платы ИС, после чего отсоединяют шину питания объединительной платы от шины питания платы ИС и формируют информационное сообщение для пользователя о возможности физического съема платы ИС с объединительной платы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3