(57)【要約】少なくとも２個の電子モジュール（１２）間において信号を繋げるシステム。接続コンジット（２４）は１個以上のブレード（１０）を用いて提供され、接続領域（１６）に、該領域の縁に沿ってモジュールに向かって設けられる。この構成は高周波信号接続のためのより広い場所を開放する。接続に使用されるブレードは、作動状況下、電源が通じている状態下で交換され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の電子モジュール間において信号を分配するシステムであって、同システムは各電子モジュールと連結する１個以上のコンジットを有する少なくとも１個の接続ブレードを備えるシステム。
【請求項２】
前記各ブレードは、対応する電子モジュールと接続するための少なくとも２個の接続領域を有し、かつ前記１個以上のコンジットは、その一部を包囲する絶縁物を有する１個以上のワイヤを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記各ブレードは接地層を備える請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記各ブレードは該ブレードの複数の接触領域間を接続する複数のワイヤを有する請求項２に記載のシステム。  
【請求項５】
ブレード上の隣接するワイヤが、ワイヤ対として配線されている請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記１個以上のコンジットは、光信号を伝送し得る１個以上の光コンジットを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ブレードの数個は互いに電気接続されて、該ブレード間で信号を伝送する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
少なくとも２個の電子モジュール間において信号を分配する接続ブレードであって、同ブレードは、
基板と、
前記基板内に形成された少なくとも２個のエッジコネクタと、各エッジコネクタは電子モジュールの１個に対応していることと、
前記エッジコネクタに対して連結された少なくとも１個のコンジットと、同コンジットはエッジコネクタ間で信号を分配するための通路を提供することとを備えるブレード。
【請求項９】
前記基板はプリント回路基板を有する請求項８に記載のブレード。
【請求項１０】
前記プリント回路基板は、ＦＲ４から形成されている請求項９に記載のブレード。
【請求項１１】
前記少なくとも１個のコンジットは、基板の層内に形成されたキャリアフォイルを有する請求項８に記載のブレード。
【請求項１２】
空気、
ガス、及び
発砲スチロールのうちから選択された材料から形成され、かつコンジットを包囲する絶縁層を更に備える請求項８に記載のブレード。
【請求項１３】
前記基板の両側上に配置されて、電磁妨害を緩和する接地層を更に備える請求項８に記載のブレード。
【請求項１４】
前記各エッジコネクタは、各電子モジュールのコネクタと接続可能に構成されている請求項８に記載のブレード。
【請求項１５】
前記少なくとも１個のコンジットは、差動信号のためにワイヤ対に構成された少なくとも２個のワイヤを有する請求項８に記載のブレード。
【請求項１６】
前記少なくとも１個のコンジットは、光信号を分配するように構成された少なくとも１個の光ファイバーを有する請求項８に記載のブレード。
【請求項１７】
前記コンジットの数個は、電力分配に使用される請求項８に記載のブレード。
【請求項１８】
作動中にシステムから除去され、かつ交換可能である請求項２に記載のブレード。
【請求項１９】
第一電子モジュールと第二電子モジュールとの間で、共通する限定信号を分配する方法であって、
ａ）第一モジュールと第二モジュールとの間で第一接続ブレードを電気接続する工程と、
ｂ）第一モジュールと第二モジュールとの間で第二接続ブレードを電気接続する工程と、
ｃ）第一ブレードを用いて第一モジュールと第二モジュールとの間において第一の信号のセットを分配する工程と、
ｄ）第二ブレードを用いて第一モジュールと第二モジュールとの間において第一の信号のセットとは異なる第二の信号のセットを分配する工程とを含む方法。
【請求項２０】
前記第一の信号のセットは対をなす第一の差動信号であり、第二の信号のセットは対をなす第二の差動信号である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号は光信号である請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
複数の電子モジュール間において信号を分配する方法であって、
ａ）前記電子モジュールを少なくとも１個の接続ブレードで連結する工程と、
ｂ）２個の電子モジュール間において信号を分配する工程とを含む方法。
【請求項２３】
前記信号は光信号である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記接続ブレードは信号変換装置を備えて高速のデータ転送を促進する請求項２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記信号変換装置は、光学結合装置を有する請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
バックプレーンは、ラックマウントシステム内において、ラック内に装着された電子装置を互いに接続するために使用される。より詳細には、プロセッサ、インターフェイス、スイッチ等の電子装置は、ラックのスロット内に支持されている。これら電子装置は、ラック内に搭載されたバックプレーンと接続されるためのスロットの一つに挿入される。通常、電子装置はコネクタを有し、該コネクタはバックプレーンの対応するコネクタに対して嵌合する。バックプレーンは、ラック内部に装着された装置と、ラック外部に存在する装置との間において信号を接続する。
【背景技術】
【０００２】
しかしながら、先行技術によるバックプレーンは、２．５Ｇｂ／ｓを越える高速差動信号のための良好な解決法を提供していない。先行技術のバックプレーンは、ラックシステムの異なるスロット間を接続するために、１０〜１３個の層を有し得る。問題は、信号周波数が増大すると、信号強度がより損失されることである。
【０００３】
特に、信号間の接続が確立されると、バックプレーン内の信号トレースへのパルスが生成し、トレースを包囲する材料がこの電磁的変化に反応する。トレース内のパルスを原因としてトレースを包囲する分子の配向が変化して熱が生成されることにより、信号の振幅が小さくなる。それによって、信号の信号強度が失われて、インターフェイスの影響を受けやすくなるものと想定される。
【０００４】
先行技術によるバックプレーンは、バックプレーンと共に構成されたシステムの交換不可能な構成要素である。このことは特に、能動素子又は受動素子の高可用性の下でのバックプレーン上への搭載を妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、信号損失を最小にするバックプレーンを提供することによって、上述した先行技術のバックプレーンの不都合を解決する。より詳細には、本発明の後部接続システムは、信号損失を低減することにより、より高い周波数の接続プロトコルをサポートする二地点間接続方式を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、少なくとも２個の電子モジュール間において信号を伝送するシステムを提供する。本システムは、各電子装置、又はそのサブセットと連絡する少なくとも１個の接続ブレードを備える。接続ブレード上に設けられた信号トレース、又は信号対トレースは、正確に２個の電子モジュールに対して接続されるか、又は数個の電子モジュールに対して接続するバスを形成し得る。
【０００７】
各接続ブレードは、基板と、該基板上に形成された少なくとも２個の接触領域とを有する。各接触領域は、対応する電子モジュールの１個と接続される。各基板上には、信号を伝送する少なくとも１個のコンジットが配置されている。コンジットはワイヤ、又は光ファイバを有し得る。各接続ブレードは、コンジットを包囲する絶縁層を備え得る。絶縁層は、ワイヤを有するコンジットによる高周波信号の伝送を促進する。
【０００８】
ブレード基板は、ＦＲ４等のグラスファイバー材料から加工されたプリント回路基板であり得る。ブレードは更に、表面のエッチングにより形成された接続トレースを有するキ
ャリアフォイルを備え得る。ワイヤを包囲している絶縁領域は、空気、気体、又は発泡体等の材料であり得、ワイヤを介して流れる高周波信号のエネルギーが加熱基板内にて消耗しないように、ワイヤの包囲基板からの隔離間隔を確実に保持する。差動信号にワイヤ対を使用する場合、距離の増大により対称的な信号波が相殺されるため、エネルギー損失は相当低減されるであろう。
【０００９】
後部接続ブレード内において、より適切な環境を信号に提供するのに必要な場所は、前記ブレードを、従来のバックプレーンの面に対して直交するように装着して形成される。本発明に従って構成された接続ブレードアレイによる解決法と互換性を有する形態にて、フルメッシュ接続を含む接続ネットワークの数個が分割され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の上述した特徴、及び他の特徴は、図面を参照することによってより明らかとなろう。本発明の好ましい実施形態を示し、本発明を限定することを目的としない図面を参照する。図１は、電子モジュール１２を高速かつ低損失にて互いに接続する後部接続ブレード１０の斜視図である。各モジュール１２は、異なる性能をサポートし得る電子装置である。この観点から、モジュール１２はプロセッサモジュール、メモリモジュール、電源等であり得る。ブレード１０は電気媒体、又は光学媒体を用いて、モジュール１２間の高速接続に使用される多数のシナリオを提供する。ブレード１０を用いたアーキテクチャは、異なる性能を同時にサポートするスケーラブルな、かつ構造形成可能な後部接続を提供する。この観点から、ブレード１０は可能な電気機械的接続の標準の類型の基礎を提供する。一般に、ブレード１０は、シャーシ（図示されない）内に搭載されて該ブレード内に挿入されたモジュール１２を物理的に支持する。
【００１１】
各モジュール１２は、グラスファイバー材料から製造された剛性を備えたプリント回路基板（ＰＣＢ）を有してもよく、所定の寸法を備える。この観点から、モジュール１２は、全て同一の寸法を有して、シャーシの所望の形状因子と一致し得る。しかしながら、モジュール１２は、接続ブレード１０と共に作動するために同一の寸法を有する必要はないことが理解されよう。更に、モジュール１２は、２個以上の基板から構成されてもよい。モジュール１２はまた、冷却構造と電力変換構造とに一体化された完全封入ユニットであってもよい。
【００１２】
各モジュール１２はコネクタレセプタクル１４を有し、該コネクタレセプタクル１４はブレード１０の縁部に存在するコネクタ１６と嵌合する。図１を参照すると、コネクタレセプタクル１４はモジュール１２の面と直交して、かつブレード１０の面と平行に装着されている。従って、図１に示す構成においては、各モジュール１２は、ブレード１０を収容するシャーシの前方から差し込まれて、各モジュール１２はブレード１０と直交する。
【００１３】
コネクタ１６はブレード１０の延長として形成されたエッジコネクタとして理解してもよく、コネクタレセプタクル１４内に挿入可能である。従って、コネクタレセプタクル１４は、エッジコネクタ１６を受容する凹部を備える。以下に更に説明するように、エッジコネクタ１６は、コネクタレセプタクル１４に信号を伝送し、またコネクタレセプタクル１４から信号を受信するように作用する。以下に更に説明するように、モジュール１２がブレード１０を収容するシャーシ内に挿入されると、コネクタレセプタクル１４はエッジコネクタ１６と嵌合して、モジュール１２とブレード１０とを接続する。
【００１４】
本発明の実施形態では、後部接続ブレードの搭載に先端技術を使用し得る。以下の典型的な実施形態では、さらに精巧な可能な搭載を示す。図２を参照すると、ブレード１０の断面図が示されている。ブレード１０は、回路基板構造に使用されているＦＲ４等のグラスファイバー材料から形成されたコア１７を有する。コア１７はエッジコネクタ１６を形
成し、かつほぼ平坦な本体部分１８も有する。エッジコネクタ１６は、本体部分１８よりも僅かに薄い。前述したように、エッジコネクタ１６の寸法は、コネクタレセプタクル１４の必要性に応じて定められる。
【００１５】
エッジコネクタ１６上に接触領域２０が形成されており、該接触領域２０は、コネクタレセプタクル１４内に挿入された際、コネクタレセプタクル１４と電気接続する。より詳細には、接触領域２０はコネクタレセプタクル１４の導電領域と接続して、その間で電気信号を伝送する。接触領域２０はキャリアフォイル２２の表面上をエッチングして形成され、図２に示すように、エッジコネクタ１６から本体部分１８を貫通して延びている。キャリアフォイル２２と接触領域２０とは、回路基板構成とエッチング技術とを使用して形成される。接触領域２０は、金めっきされた銅、又は他のタイプの導電性材料から形成され得る。キャリアフォイル２２上に信号ワイヤ２４が形成されており、同ワイヤ２４はエッジコネクタ１６から本体部分１８の内部へ延びている。ワイヤ２４は、接触領域２０から本体部分１８の内部、及び他のエッジコネクタ１６へ信号を伝送する。ワイヤ２４はキャリアフォイル２２の表面上をエッチングして形成された銅トレースから形成され得る。複数のワイヤ２４が形成されて、複数の信号を伝送し得る
ブレード１０は更に、各信号ワイヤ２４と接触する絶縁層２６を備え得る。絶縁層２６は空気、発泡体、気体、又は高周波エネルギーを吸収しない任意の他の物質から形成され得る。図２に示すように、絶縁層２６はワイヤ２４に隣接して配置されるため、ワイヤはコア１７ではなく絶縁層２６と接触する。絶縁層２６はワイヤ２４内を伝送される信号からの高周波エネルギーによるコア１７の加熱を防止して、ワイヤ２４により搬送される信号の損失を防止する。絶縁層２６は、信号コンジット（即ち、ワイヤ２４）と、コア１７又は他のキャリア物質との間の確実な最低限の距離を提供する。
【００１６】
ワイヤ２４はブレード１０上にて適切な方向に配線されて、他のエッジコネクタ１６と接続し得る。より詳細には、図３を参照すると、ワイヤ２４の可能な配線を示すブレード１０の平面図が示されている。所望であれば、ワイヤ２４は、１個のブレード１０の異なるエッジコネクタ１６から、対をなす差動信号３２として配線されてもよい。再び図２を参照すると、対をなす差動信号３２の断面図が示されている。対をなす信号３２はブレード１０の長さに沿って配線されており、絶縁層２６で包囲されている。図３に示すように、対をなす差動信号は、キャリアフォイルの同一表面上にて隣り合わせに配線されるか、又はキャリアフォイルの対向する側部に配線されて、通称、ブロードサイド接続（bload side coupling）を形成し得る。
【００１７】
ブレード１０は更に、本体部分１８の両側面上に配置された接地層２８を備える。接地層２８は銅等の導電性材料から形成されて、電場適合性（ＥＭＣ）を封じ込める。ブレード１０の両側面上の接地層２８は、規則正しく配置されためっきバイア（スルーホール）３０により縁部の周囲にて接続される必要がある。各バイア３０は、接地層２８の頂部と底部とを電気接続する導電性材料を含む。その後、接地層２８はシステムのアースに電気接続されて、ＥＭＣを遮蔽する。
【００１８】
図２に示すように、ワイヤ２４は、キャリアフォイル２２の両側部上に配線され得る。ワイヤ２４はブレード１０に沿ってモジュール１２間において信号を分配する。一般に、バックプレーン信号インターフェイスは、全スロットのバックプレーン接続のランダムな相互接続を必要としない。以下に詳細に説明するように、バス接続信号グループは、数個のブレード１０に容易に分割され得る。代替的に、信号グループはフォイル２２間を接続することなく、１個のブレード１０の別個のキャリアフォイル２２に分割され得る。対をなす差動信号の接続のフルメッシュ接続でさえも分割されて、後部接続ブレード１０は、複数のブレード１０間の、又は相互接続を有するブレード１０内のキャリアフォイル２２間の接続なしで使用され得る。従って、複数のブレード１０を使用すると、複数層を有す
るバックプレーンを設けることなく、複数のモジュール１２間における接続が可能になる。
【００１９】
ブレード１０は、後部接続ブレードへのモジュールによるアプローチをサポートする。例えば、複数のブレード１０は、システムのエンクロージャ（即ち、シャーシ）の前方、又は後方から装着され得る。エンクロージャとブレード１０とには、高い配置精度を提供する、嵌合する装着支持部が設けられる。後部接続ブレード１０の装着支持部は、ブレード１０上のキャステレーションに対応するシャーシ内のキャステレーションと案内とを有してブレード１０の挿入を可能にし、モジュールスロットの連続サブセットを支持する。ブレード１０のモジュラリティの例として、１個の後部接続ブレード１０により全モジュールのフルメッシュ接続を支持し、別の１個の後部接続ブレード１０により隣接スロットの対をなす接続を支持する場合がある。隣接するモジュール間の接続は、１個の巨大な後部接続ブレードを使用する代わりに、多数の短いブレード１０が一直線状に搭載されて実行される。
【００２０】
上述したように、エッジコネクタ１６を使用してモジュール１２を接続する。コネクタ１６も、標準的なエッジコネクタと類似する任意の特定の構成を有する間接コネクタであり得る。エッジコネクタ１６には、二部コネクタも使用し得る。例えば、２個の９０度面マウントコネクタを、ブレード１０の両側面上に使用し得る。この場合、ブレード１０の厚さは、コネクタの耐性要求の範囲内にある必要がある。
【００２１】
図４を参照すると、複数のモジュール１２及びブレード１０の配列が示されている。モジュール１２は垂直方向に挿入される一方、ブレードは水平方向に配置される。図３に示すように、各モジュール１２は複数のブレード１０内に挿入され、該ブレート１０はモジュール１２を互いに接続して一体化する。上述したように、各ブレード１０は、対をなす差動信号をモジュール１２間にて接続することが可能である。
【００２２】
システム構成において、複数のブレード１０を使用することにより、１個の共通するバックプレーンを使用することなく、複数のモジュール１２を接続し得る。例えば、１個のブレード１０によりデータ信号を接続する一方、別のブレード１０により制御信号を接続し得る。この観点から、ブレード１０に信号を割り当てることが可能である。
【００２３】
図５を参照すると、後部に装着された垂直接続ブレード１０が示されている。この形態では、ブレード１０は垂直に、モジュール１２は水平に配置されている。この形態の利点として、ブレードが垂直方向の空気流の通路を提供することによって、モジュール１２の前方から後方への冷却が可能である。さらに、この形態は、１Ｕ（１．７５インチ高）のモジュールのエンクロージャのための接続アーキテクチャとして実行され得る。
【００２４】
図６を参照すると、モジュール１２がブレード１０の両側部内に挿入された垂直ブレードの形態が示されている。図６の形態において、モジュール１２はブレード１０の各側部内に挿入されており、接続の更なる柔軟性が付与されている。図６に示す形態において、ブレード１０はエンクロージャの中央に配置され、モジュール１２はブレード１０の対向する両側方から挿入されている。複数のブレード１０は、システムのバックボーンを形成している。シャーシ中央の接続ブレード１０間にて、垂直方向の空気の流れが可能である。
【００２５】
図５及び図６に示した垂直ブレードの形態の実施を図７に示す。１個のモジュール１２は、可撓性のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４を介して、複数のブレード１０に接続されている。この観点から、ＰＣＢ３４は、コネクタレセプタクル１４のための後部接続点として作用するとともに、モジュール１２に対する直交した配向を保持している。各コネク
タレセプタクルの後部は、各コネクタレセプタクル１４が対応する各エッジコネクタ１６内に挿入可能であるように、ＰＣＢ３４に取り付けられている。
【００２６】
用途に応じて、ブレード１０上に電子構成要素が使用されてもよい。ブレード１０上に電子構成要素が使用される場合、実施の複雑性に応じて受動、又は能動であり得る。またブレード１０の電子的複雑性は、用途に応じてモジュール１２の複雑性よりも低いか、同様か、又は高い。ブレード１０はまた、前方から挿入されたモジュール用の後部接続の仲介物（アダプタ）として作用し得る。ブレード１０は、システムの前方又は後方を介して交換可能であり得る空気移動装置、又は大容量記憶装置を搭載されるよう適合され得る。従来のバックプレーンの構成と比較して優位な点は、本発明により提供される接続アーキテクチャを用いたシステムでは、ブレード１０ユニットを電流が通電されたまま挿入かつ除去し得ることである。交換可能なブレードを用いたシステムでは、システムが作動状況下でブレードの１個を除去し得るように、接続が複数のブレードに分割されている場合は特に、接続ブレード上における能動素子の使用に限界がない。
【００２７】
モジュール１２は重い可能性があり、ブレード１０を収容しているシャーシ内に挿入されるときに、支持を必要とし得ることが理解されよう。モジュール１２が挿入される際、コネクタレセプタクル１４はエッジコネクタ１６と整合される必要がある。モジュールコネクタレセプタクル１４をブレード１０のエッジコネクタ１６と整合する際には、整合ピンが使用され得る。この種の構成では、ブレードに機械的支持のタスクが追加される。モジュールが非常に重い場合、ブレードはモジュールを支持するタスクを遂行することが不可能である。
【００２８】
代替的に、伝送ワイヤ２４はモジュール１２から更に遠い位置へ配線されて指部を形成することにより、エッジコネクタ１６の整合に柔軟さを付与し得る。図７に示すように、各エッジコネクタ１６は長く形成されて、個々の指部を形成し得る。各指部は、ブレード１０の構造的一体性を損なうことなく、ある程度まで変形され得る。特定の材料の選択、信号割付、及び指部の形成により、指部に可撓性を付与して、機械的耐性の範囲内での変形を可能にし得る。指部の可撓性は、モジュール１２とブレード１０との整合を可能にする。指部とモジュール１２とは、整合特性を有して、幅広い許容性の下で首尾よく係合支持される必要がある。この場合、モジュールの重量は、目的に応じて設計された機械的構造と案内とにより支持される。
【００２９】
接続ブレード１０は更に、代替リソースを提供するために、別個のブレード１０を使用して剰余接続を提供することが可能である。例えば、棚、又はラック全体を電力配給停止中に取り出す代わりに、破損したブレードを、電力の完全供給、又は低下された供給の下で交換可能にする剰余配電のために２個のブレードを使用し得る。更に、フルメッシュ接続システムにおいては、１個のブレード１０が接続の１／４を収容し、別の１個のブレード１０が接続の別の１／４を収容する等し得るように、接続をサブグループに分割することが可能である。ブレード１０の１個が破損した場合、破損したブレード１０を除去すると、システムの性能は１／４だけ低下するであろう。従来のバックプレーンを使用したシステムにおいては、破損したバックプレーンを交換するために、システム全体を電源を切る必要がある。
【００３０】
ブレード１０は、システム内の異なる位置における異なる深度のモジュールの配置を可能にする。各ブレード１０を特注デザインすることにより、所望のモジュール１２の深度用にブレード１０を構成することが可能である。さらに、コンジットのために可撓性のキャリアが用いられた場合、入れ子式伸縮機構を使用するなど、柔軟な解決法が存在する。
【００３１】
当業者には、本発明の更なる変更及び改良も明らかであり得る。例えば、光信号を分配
する光信号路を提供するように、ブレード１０を構成し得る。従って、本願に説明かつ図示された部分の特定の組み合わせは、本発明の一実施形態のみを表することを意図し、本発明の趣旨及び範囲内に含まれる代替的装置の限定を意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従って構成された、複数の電子モジュールを受容する１個の接続ブレードの斜視図。
【図２】図１に示した接続ブレードの断面図。
【図３】複数の指部を有する接続ブレードの平面図。
【図４】複数の水平接続ブレードにより互いに接続された、垂直方向に装着された電子モジュールの斜視図。
【図５】複数の垂直接続ブレードにより互いに接続された、水平方向に装着された電子モジュールの斜視図。
【図６】両側部上にモジュールコネクタを有する、複数の垂直接続ブレードの斜視図。
【図７】接続ブレードと嵌合するコネクタのための可撓性プリント回路基板を備えた電子モジュールの斜視図。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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