Brevet FR3028132A1 — publié le 20160506

Procédé d'interconnexion entre deux cartes électroniques et appareil muni de moyens d'interconnexion entre une carte mère et une carte fille. [001] L'invention concerne le domaine des procédés d'interconnexion de cartes électroniques et des appareils électroniques munis de systèmes d'interconnexion entre deux cartes électroniques. [2] On connait de nombreux systèmes d'interconnexion pour connecter électriquement et maintenir mécaniquement des cartes électroniques entre elles. Par exemple on connait des systèmes d'interconnexion pour accoupler une carte fille à une carte mère constituées chacune d'un circuit imprimé en surface duquel sont montés des composants électroniques. Dans l'art antérieur, on trouve par exemple des cartes mères, sur une face de laquelle sont montés des connecteurs, et des cartes filles comportant un bord, ou un segment de bord, destiné à être introduit dans l'un de ces connecteurs. Dans ce cas, au niveau de ce bord, ou segment de bord, sont imprimées, par exemple avec un motif de peigne à dents perpendiculaires au bord, des pistes électriquement conductrices permettant la connexion électrique avec des lames élastiques d'un connecteur. [3] Un but de l'invention est d'apporter une solution alternative, robuste et fiable 20 aux procédés et systèmes d'interconnexion de cartes électroniques. [4] Ce but est au moins en partie atteint grâce au procédé d'interconnexion selon l'invention qui permet de connecter au moins deux cartes électroniques entre elles. Une première de ces cartes comporte une extension en surface de laquelle se prolongent des pistes électriquement conductrices. La deuxième de ces cartes 25 comporte deux faces principales. Au moins un connecteur est monté sur l'une de ces faces principales. Ce connecteur est relié électriquement au circuit électronique de cette deuxième carte. On insère alors cette extension de la première carte, dans une ouverture, par exemple une fente, de la deuxième carte. Cette insertion est réalisée à partir de la face principale de la deuxième carte, opposée à celle sur laquelle est 30 monté le connecteur. L'extension de la première carte passe donc à travers l'ouverture de la deuxième carte afin de connecter électriquement les pistes conductrices au connecteur. [5] Grâce au procédé selon l'invention, l'extension de la première carte est non seulement maintenue en position sur la deuxième carte grâce au connecteur, mais aussi grâce à la coopération, c'est-à-dire l'interaction mécanique, entre l'extension de la première carte et l'ouverture, ou fente, de la deuxième carte. Ce type de disposition permet donc non seulement d'établir une connexion électrique entre ces deux cartes, mais également un maintien mécanique entre elles, efficace et robuste. [6] Le procédé selon l'invention comporte éventuellement l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou en combinaison : [7] - l'ouverture se présente sous forme d'une fente qui s'étend essentiellement 10 selon une direction longitudinale et on connecte les pistes conductrices au connecteur en déplaçant la première carte selon la direction longitudinale ; et [8] - on verrouille la première carte en position connectée, position dans laquelle les pistes conductrices sont connectées électriquement au connecteur, en basculant un levier contre un bord de la première carte. 15 [009] Selon un autre aspect, l'invention concerne un appareil électronique comportant au moins une carte mère et au moins une carte fille. La carte mère comporte deux faces principales avec au moins un connecteur monté sur l'une de ces faces principales et relié électriquement à la carte mère. La carte fille comporte une extension en surface de laquelle se prolongent des pistes électriquement 20 conductrices. En outre, la carte mère comporte au moins une ouverture ayant une longueur et une largeur supérieures respectivement à la longueur et à l'épaisseur de l'extension de la carte fille. Le connecteur est situé à proximité de l'une des extrémités longitudinales de l'ouverture. Les pistes électriquement conductrices de l'extension de la carte fille sont électriquement connectées avec le connecteur, sur 25 l'une des faces principales de la carte mère, alors que le reste de la carte fille est situé essentiellement du côté de la carte mère correspondant à l'autre face principale de la carte mère. [0010] L'appareil selon l'invention comporte éventuellement l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou en combinaison : 30 [0011] - le connecteur est un connecteur femelle de type USB et une portion de l'extension de la carte fille avec ses pistes électriquement conductrices est insérée dans ce connecteur ; [0012] - la carte mère comporte des moyens de traitement d'images et la carte fille comportent des moyens de traitement de signaux issus de cameras ; [0013] - la carte fille comporte un connecteur BNC ayant une première partie montée et reliée électriquement à la carte fille et une seconde partie complémentaire de la 5 première et fixée sur un châssis ; [0014] - des moyens de verrouillage sont prévus sur l'appareil ; ces moyens de verrouillage sont mobiles entre une position déverrouillée dans laquelle la carte fille peut être désolidarisée de la carte mère et une position verrouillée dans laquelle ils maintiennent la carte fille en position connectée, c'est-à-dire dans laquelle les pistes 10 conductrices sont connectées électriquement au connecteur ; [0015] - la carte fille comporte deux extensions munies de pistes conductrices, chaque extension étant respectivement accouplée à un connecteur monté sur la carte mère ; et [0016] - la carte fille comporte à la fois des moyens de traitement de signaux 15 analogiques et des moyens de traitement de signaux numériques. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en perspective un exemple de carte fille pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; 20 - la figure 2 représente schématiquement en perspective un exemple d'un système comportant une carte mère et plusieurs cartes filles telles que celle de la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement en perspective et de manière simplifiée un exemple d'appareil selon l'invention, ouvert et comportant une 25 carte mère et plusieurs cartes filles telles que celles de la figure 2 ; et - la figure 4 représente schématiquement en perspective et de manière simplifiée une portion de la face arrière de l'appareil représenté sur la figure 3. [0018] Sur ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner des 30 éléments identiques ou similaires. [0019] La figure 1 montre un exemple d'une première carte, par exemple une carte fille 100. Par exemple, cette carte fille 100 permet le traitement de signaux vidéo. Cette carte fille 100 comporte un circuit imprimé 110 sur lequel sont montés des composants 120 et des connecteurs : notamment un connecteur BNC Cambridge 130, un connecteur RJ45 140. Le connecteur BNC Cambridge 130 est dédié à la connexion d'une caméra échangeant avec la carte fille 100 des signaux vidéo analogiques. Le connecteur RJ45 140 est dédié à la connexion d'une caméra échangeant avec la carte fille 100 des signaux vidéo numériques. Ainsi la carte fille 100 peut traiter à la fois des signaux vidéo analogiques et numériques. [0020] La carte fille 100 comporte également sur l'un de ces bords deux extensions 160, 170 du circuit imprimé 110. Les composants 120 et les connecteurs 130, 140 sont interconnectés sur le circuit imprimé par des pistes électriquement conductrices (non visibles), disposées sur au moins l'une des faces de la carte fille 100 et dont certaines s'étendent jusque dans les extensions 160, 170. Ainsi, les extensions 160, 170 forment des connecteurs USB males. Ces extensions 160, 170 sont conformées chacune en crochet. [0021] La figure 2 montre un exemple d'une deuxième carte, par exemple une carte mère 200. Par exemple, cette carte mère 200 permet le traitement d'images numériques générées par une ou plusieurs cartes filles 100. Cette carte mère 200 comporte un circuit imprimé 210 sur lequel sont montés des composants (non visibles sur la face représentée) et des connecteurs: notamment deux connecteurs USB 230 femelle de type A. La carte mère comporte deux faces principales 202, 204. Le circuit imprimé 210 de la carte mère 200 comporte également des ouvertures en forme de fentes 240, traversant la carte mère 200, d'une face principale à l'autre. Les fentes 240 s'étendent longitudinalement entre deux extrémités. Plus précisément, pour chaque carte fille 100 telle que celle décrite plus haut, deux fentes 240 sont ménagées dans le circuit imprimé 210. Les deux fentes 240 correspondant à une même carte fille 100, sont alignées selon leur direction longitudinale. Un connecteur USB 230 est monté à proximité de l'une des deux extrémités de chaque fente 240. Les connecteurs USB 230 de deux fentes alignées sont situées à proximité de l'extrémité longitudinale se trouvant du même côté de chaque fente 240. [0022] Chaque fente 240 a une longueur et une largeur dont les dimensions sont respectivement supérieures à la longueur et l'épaisseur d'une extension 160 ou 170. Les deux extensions 160, 170 d'une même carte fille 100 peuvent donc être introduites chacune respectivement dans chacune des fentes 240 d'une paire de fentes alignées. La longueur des fentes 240 est également suffisante pour permettre non seulement à chaque extension 160 ou 170 de passer, dans une direction essentiellement perpendiculaire à la carte mère 200, à travers une fente 240, mais 5 également pour permettre de déplacer ces extensions 160,170 dans la direction longitudinale des fentes 240 pour accoupler les connecteurs USB mâles constitués par les extensions 160, 170 aux connecteurs USB 230 femelles. Lors de cet accouplement, une portion de la carte mère située à l'extrémité longitudinale de chaque fente située à proximité d'un connecteur USB 230, pénètre dans la partie en 10 creux du crochet constitué par chaque extension 160 ou 170. [0023] Plusieurs cartes filles 100 peuvent ainsi être fixées parallèlement les unes aux autres à la carte mère 200. Une unique carte mère 200 peut assurer le traitement des images issues de plusieurs cartes filles 100, que celles-ci aient été connectées à des caméras analogiques ou numériques. Elles sont connectées à la carte mère 200, 15 par l'intermédiaire des connecteurs USB 230, en même temps qu'elles sont fixées à celle-ci. Ce type d'interconnexion est d'utilisation aisée (pas de câblage et décâblage lors d'un changement de carte fille). Il est économique car, il peut être réalisé à l'aide de connecteurs standards achetés dans le commerce. Il confère également beaucoup de souplesse à l'appareil sur lequel il est utilisé, car il permet d'ajouter aisément des 20 cartes filles 100 (par exemple, dans l'exemple d'application décrit ci-dessus, si davantage de caméras doivent être connectées). [0024] Comme représenté sur la figure 3, l'ensemble constitué d'une carte mère 200 et de plusieurs cartes filles 100 interconnectées entre elles est monté dans un châssis 300 d'un appareil électronique 400. Un levier 310 monté en rotation sur le 25 châssis 300 autour d'un axe 320 peut basculer entre une position déverrouillée dans laquelle les cartes filles 100 peuvent être désolidarisées de la carte mère 200 et une position verrouillée dans laquelle il maintient les cartes filles 100 en position connectée. Ce levier 310 constitue donc des moyens de verrouillage des cartes filles 100 sur la carte mère 200 et contribue au maintien d'une bonne connexion électrique 30 entre les pistes conductrices des connecteurs USB mâle des cartes filles 100 et les connecteurs USB 230 femelles (non visibles sur la figure 3) de la carte mère 200. [0025] Comme représenté sur la figure 4, chaque connecteur BNC Cambridge 130 comporte une première partie 132 montée et reliée électriquement à chaque carte fille 100 et une seconde partie 134, complémentaire de la première 132 et fixée sur le châssis 300. La première partie 132 correspond à la partie mâle du connecteur BNC Cambridge 130. Elle est soudée sur la carte fille 100 correspondante et véhicule le point chaud du signal. La seconde partie 134 est une enveloppe femelle qui peut être fixée (par exemple vissée) sur la face arrière du châssis 300. Cette solution permet d'enficher ou de sortir (notamment grâce à la translation possible des extensions 160, 170 dans les fentes 240) les cartes filles 100 de l'appareil 400, tout en laissant les cordons BNC branchés (non visibles) sur celui-ci. La translation d'une carte de fille 100 dans la direction longitudinale des fentes 240 permet à la fois d'accoupler ou désaccoupler les extensions 160, 170 aux connecteurs USB 230 femelles, mais également d'introduire la partie mâle des connecteurs BNC dans une ouverture du châssis 300 prévue à cet effet, ou dégager c partie mâle des connecteurs BNC de cette ouverture.