(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量成分と、第１の長さからなる主電源用のピンと、前記第１の長さより長い第２の長さからなるプリチャージ用のピンとを設けた複数の負荷ユニットと、
前記複数の負荷ユニットがそれぞれ挿抜可能とされ、前記複数の負荷ユニットのそれぞれに主電源を供給するマザーボードと、
前記マザーボードに接続され、前記複数の負荷ユニットのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際の突入電流を制限する回路を前記負荷ユニットの数量分設けた基板とを有し、
前記マザーボードには、前記主電源の主電源線とは別に、前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路を経由した突入電流供給線が設けられ、
前記複数の負荷ユニットのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際には、
挿入する負荷ユニットの前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続前に前記プリチャージ用のピンが前記マザーボードに接続され、
前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路から、前記マザーボードに設けた前記突入電流供給線を経由して、前記挿入する負荷ユニットの前記容量成分に前記プリチャージ用のピンを通じて電流が供給され、前記容量成分がプリチャージされて前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続時に突入電流が制限されることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項２】
請求項１記載の活線挿抜装置において、
前記マザーボードに主電源を供給する電源を有し、前記電源は並列形態で複数からなることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項３】
請求項１記載の活線挿抜装置において、
前記基板は並列形態で複数からなることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項４】
容量成分と、第１の長さからなる主電源用のピンと、前記第１の長さより長い第２の長さからなるプリチャージ用のピンとを設けた複数の負荷ユニットと、
前記複数の負荷ユニットがそれぞれ挿抜可能とされ、前記複数の負荷ユニットのそれぞれに主電源を供給するマザーボードと、
前記マザーボードに接続され、前記複数の負荷ユニットのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際の突入電流を制限する回路を前記負荷ユニットの数量分設けた基板とを有し、
前記マザーボードには、前記主電源の主電源線とは別に、前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路を経由した突入電流供給線が設けられた活線挿抜装置における活線挿抜方法であって、
前記複数の負荷ユニットのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際には、
挿入する負荷ユニットの前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続前に前記プリチャージ用のピンを前記マザーボードに接続して、
前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路から、前記マザーボードに設けた前記突入電流供給線を経由して、前記挿入する負荷ユニットの前記容量成分に前記プリチャージ用のピンを通じて電流を供給し、前記容量成分をプリチャージして前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続時に突入電流を制限することを特徴とする活線挿抜方法。
【請求項５】
請求項４記載の活線挿抜方法において、
前記基板は並列形態で複数からなり、前記複数の基板のそれぞれを前記マザーボードに挿抜可能とし、前記複数の基板のそれぞれを活線挿抜することを特徴とする活線挿抜方法。
【請求項６】
容量成分と、第１の長さからなる主電源用のピンと、前記第１の長さより長い第２の長さからなるプリチャージ用のピンとを設け、ファイバ・チャネル・インタフェースを有する複数のＨＤＤと、
前記複数のＨＤＤがそれぞれ挿抜可能とされ、前記複数のＨＤＤのそれぞれに主電源を供給するマザーボードと、
前記マザーボードに接続され、前記複数のＨＤＤのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際の突入電流を制限する回路を前記ＨＤＤの数量分設けた基板とを有し、
前記マザーボードには、前記主電源の主電源線とは別に、前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路を経由した突入電流供給線が設けられ、
前記複数のＨＤＤのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際には、
挿入するＨＤＤの前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続前に前記プリチャージ用のピンが前記マザーボードに接続され、
前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路から、前記マザーボードに設けた前記突入電流供給線を経由して、前記挿入するＨＤＤの前記容量成分に前記プリチャージ用のピンを通じて電流が供給され、前記容量成分がプリチャージされて前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続時に突入電流が制限されることを特徴とする活線挿抜装置。
【請求項７】
容量成分と、第１の長さからなる主電源用のピンと、前記第１の長さより長い第２の長さからなるプリチャージ用のピンとを設け、ファイバ・チャネル・インタフェースを有する複数のＨＤＤと、
前記複数のＨＤＤがそれぞれ挿抜可能とされ、前記複数のＨＤＤのそれぞれに主電源を供給するマザーボードと、
前記マザーボードに接続され、前記複数のＨＤＤのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際の突入電流を制限する回路を前記ＨＤＤの数量分設けた基板とを有し、
前記マザーボードには、前記主電源の主電源線とは別に、前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路を経由した突入電流供給線が設けられた活線挿抜装置における活線挿抜方法であって、
前記複数のＨＤＤのそれぞれを前記マザーボードに活線挿入する際には、
挿入するＨＤＤの前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続前に前記プリチャージ用のピンを前記マザーボードに接続して、
前記基板に設けた前記突入電流を制限する回路から、前記マザーボードに設けた前記突入電流供給線を経由して、前記挿入するＨＤＤの前記容量成分に前記プリチャージ用のピンを通じて電流を供給し、前記容量成分をプリチャージして前記主電源用のピンの前記マザーボードへの接続時に突入電流を制限することを特徴とする活線挿抜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷ユニットである、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等を装置に複数台数実装し、装置の稼動中に障害が発生したＨＤＤを交換可能とした装置において、障害に至り交換するＨＤＤを他の正常動作しているＨＤＤの動作に影響を与えることなく、交換により挿入するＨＤＤが発生する突入電流を抑止し、装置のＨＤＤを安定して交換可能とする活線挿抜装置及び方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者が検討したところによれば、活線挿抜装置及び方法に関しては、以下のような技術が考えられる。
【０００３】
たとえば、コンピュータ等の装置で小型、安価なＨＤＤをＲＡＩＤ構成に接続し、装置の性能、信頼性を向上させているディスクサブシステム装置がある。このディスクサブシステム装置においては、年々ＨＤＤの小型化が進み、ＨＤＤ搭載数も増加し、ＨＤＤ等の部品実装密度も上がっている。このようなＨＤＤ駆動装置の中でも、ファイバ・チャネル・インタフェースを用いたＨＤＤを装置に複数台数実装し、そのＨＤＤをＲＡＩＤ構成に制御することで、装置稼動中に１つのＨＤＤが障害に至った場合においても、装置の機能、性能を低下させない構造とした装置がある。
【０００４】
この装置において、障害に至ったＨＤＤは装置稼動中に正常動作するＨＤＤと交換することを要求されるが、一般的にファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤは、ファイバ・チャネル・インタフェースに規定されている主電源線用の主電源ピンと、ＨＤＤ内部の回路及びコンデンサ等の負荷を主電源ピンが接触する前に充電する目的のプリチャージピンを持っている。しかし、ＨＤＤ内部では、主電源線から入力した電源線とプリチャージピンから入力した電源線とを何の回路も通すことなく基板上でワイアードＯＲしており、ＨＤＤの電源投入時に発生するＨＤＤ内部への突入電流をＨＤＤ内部で抑止する回路構成とはなっていない。
【０００５】
また、このような装置では、複数のＨＤＤをマザーボード上に実装し、同一の電源から電力を供給する構成とし、さらにＨＤＤのリード／ライト動作を行うためのファイバ・チャネル・インタフェースの信号線も、このマザーボードを介して各ＨＤＤへ配線する構造としている。
【０００６】
この装置で、障害に至ったＨＤＤを交換するために、同一電源を共有し、正常に動作しているＨＤＤの電源電圧（電源線）に新しいＨＤＤを接続すると新しいＨＤＤへの突入電流が発生し、この過渡電流を電源から供給することができずに、共有している電源電圧が低下する。このため、交換されているＨＤＤ以外の正常に動作しているＨＤＤの電源電圧が動作可能電圧以下となり、正常動作をしているＨＤＤが動作停止に至り、装置の動作を正常に保つことができない。
【０００７】
このように、マザーボード上に同一電源を共有するように複数のＨＤＤを接続し、障害に至ったＨＤＤを他のＨＤＤが動作中にその動作を保証しながら障害に至ったＨＤＤを交換可能とするためには、交換を目的として新たにマザーボードへ挿入されるＨＤＤが発生する突入電流を抑える必要があるが、ＨＤＤ自体にはこの機能、回路がなく、このためにＨＤＤ以外の構成部品で個々のＨＤＤが発生する突入電流を抑止する回路、方式が必要となる。
【０００８】
従来のディスクサブシステム装置では、ＨＤＤのコネクタに拡張基板を接続し、この拡張基板の反対側にマザーボードとの接続コネクタを設け、ＨＤＤとマザーボードをこの拡張基板を介して接続する構成としたものがある。この拡張基板は、ＨＤＤが送信、受信すべき全ての信号線を接続すると共に、個々のＨＤＤが発生する突入電流を制限する目的で、ＨＤＤに供給する電源電圧を供給する電源線にＦＥＴを用いた突入電流制限回路を実装している。
【０００９】
このＦＥＴを用いた突入電流制限回路は、マザーボード上の電源線とＨＤＤの電源ピンに直列に実装し、ＨＤＤに接続された拡張基板がマザーボードに接続され、拡張基板上にＨＤＤへの電源電圧が入力すると、抵抗とコンデンサによる時定数で規定された時間を持ってＦＥＴのゲート電圧を立ち上げる（下げる）。このゲート電圧を制御することで、ＦＥＴのオン抵抗を制御し、ＦＥＴの出力電圧を徐々に立ち上げ、ＨＤＤへ供給する電流を制限しながらＨＤＤ内部のコンデンサ等を充電し、ＨＤＤの内部電圧をゆっくり立ち上げ、ＨＤＤへの突入電流を制限する。この結果、マザーボード上の電源線（または電源）から挿入されるＨＤＤへ流れ出す電流は制限され、マザーボード上の電圧降下が抑えられ、マザーボード上に実装された同一電源を共有するその他のＨＤＤへの電源電圧をＨＤＤの動作許容電圧範囲内とすることができ、装置の性能、機能を保証する。
【００１０】
また、拡張基板上の突入電流抑止回路部を、ＦＥＴ等ではなく抵抗としたものがある。この場合は、拡張基板のマザーボード側のコネクタのピン長を３種類持ったコネクタを使用し、この３種類のピンを最も長いピンをグランド、２番目に長いピンを充電用電源、最も短いピンを主電源とその他の信号に割当ている。
【００１１】
この構成では、ＨＤＤをマザーボードに挿入する（拡張基板のマザーボード側コネクタがマザーボードに接続する）時に、まずグランドピンが接続され、遅れて充電用電源が接触する。拡張基板では、この充電用電源を拡張基板上に実装した抵抗を介してマザーボードからＨＤＤへ供給し、ＨＤＤ内部のコンデンサ等の負荷を電流制限しながら充電する。最後に、最も短いピンが接触した時にＨＤＤへの電源と信号が接続されることとなるが、この時には前述の抵抗で制限された電流を充電用電源よりＨＤＤ内部のコンデンサ等に供給しており、このために内部回路は十分に充電され、マザーボード上の電源電圧とＨＤＤ内部の電源電圧がほぼ一致し、この結果、電源にＨＤＤが接続された時に発生するＨＤＤへの突入電流は発生せず、マザーボード上の電源線には電圧降下が発生しない。
【００１２】
このような方式では、マザーボード上に実装されるＨＤＤ毎に拡張基板が必要となる。この問題を解決するために、マザーボード上に突入抑止回路を実装したディスクサブシステム装置がある。
【００１３】
これは、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤのコネクタは、その規格によりグランド、充電用電源と電源及び信号の順番にピン長が短くなっているコネクタを使用している。この為に、先の突入抑止用の抵抗をマザーボード上に各ＨＤＤ毎に独立して１個ずつまたは複数個ずつ実装し、マザーボード上の電源線からこの突入抑止抵抗を介してＨＤＤの充電用電源ピンに給電するように配線する。また、ＨＤＤの電源には、マザーボード上に実装された他のＨＤＤと共有する電源線を配線する。この構成により、ＨＤＤをマザーボードに挿入した時、ＨＤＤのグランドピンがまず接触し、次にマザーボードの抵抗で電流制限された充電用電源が接触し、ＨＤＤ内部のコンデンサ等を充電する。最後に、ＨＤＤの電源と信号が接触してＨＤＤの動作を可能とする。
【００１４】
または、上述のＨＤＤを実装する際のＨＤＤへ流れ込む突入電流を制限、制御し、共有する電源線への影響を抑えるのではなく、ＨＤＤが実装されるマザーボードのコネクタの最も近い位置に各ＨＤＤが発生する突入電流に相当する電荷量を持つコンデンサを電源線とＨＤＤ接続コネクタの間に実装する。このコンデンサは、実装されるＨＤＤ毎にマザーボードに実装し、各ＨＤＤが挿入されたときに発生する突入電流をこのコンデンサから供給し、電源線からは平滑された電流とすることで、マザーボード上に実装された全てのＨＤＤが共有する電源線の電圧低下を防ぎ、正常動作を保証する。
【００１５】
以上の例のように、従来のディスクサブシステム装置では、このような回路、部品をマザーボード上の電源線に追加するか、もしくは実装されるＨＤＤ毎にマザーボードとＨＤＤ間の電源線に追加することで、同一電源に複数台数のＨＤＤを接続し、稼動中にでも障害に至ったＨＤＤを交換可能とした装置および方式がある。
【００１６】
また、前記のように回路、部品をマザーボード上に追加する技術に類似するものとして、稼働中のシステムに複数のユニットが存在する構成において、システムの稼働中にその一部のユニットを交換可能とする活線挿抜技術に関しては、たとえば特開平１０−１１１８３号公報、特開平８−３１４５７６号公報に記載される技術などが挙げられる。これらの公報には、マザーボード上にＦＥＴ等の突入電流防止回路を設け、各挿入される回路基板の突入電流を階段状または指数関数的に立ち上げ、主電源ピンが接触するまでに安定させる技術が開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような活線挿抜装置及び方法に関して、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【００１８】
たとえば、活線挿抜装置及び方法に関して、前記の例では、（１）マザーボードとＨＤＤ間に拡張基板を追加し、この拡張基板上に突入電流を抑止する電流制限回路等の部品を実装する場合と、（２）マザーボード上に電源線とＨＤＤのコネクタ間に突入電流制限抵抗を設け、ＨＤＤへの突入電流を制限する場合と、（３）マザーボード上に各ＨＤＤ毎にコンデンサを実装し、突入電流を平滑する場合がある。
【００１９】
（１）マザーボードとＨＤＤ間に拡張基板を実装した場合は、ＨＤＤが入出力する全ての信号がこの拡張基板を経由することとなる。ファイバ・チャネル・インタフェースは、データ送受信信号が１Ｇｐｂｓのデータ転送速度で送受信される高速伝送路であり、その配線、部品は７５Ωもしくは５０Ωのインピーダンスとその規格で規定されている。この規格を有するファイバ・チャネル・インタフェースの送受信信号の伝送路上に、前述の突入制限回路を目的とした拡張基板を実装すると、マザーボードに直接ＨＤＤを実装した場合に比べ、コネクタ接続個所が１箇所と拡張基板の配線が増え、ＨＤＤへのリード／ライトデータを送受信するファイバ・チャネル・インタフェース信号の配線経路も、この部品、配線が増えることとなる。
【００２０】
このコネクタ接触部、コネクタ内部、コネクタと拡張基板の接触部及び拡張基板の配線部でインピーダンスの不整合が発生し、ファイバ・チャネル・インタフェース信号は各不整合個所で反射を起すことで、正規信号振幅に対してノイズ電圧を重畳することとなる。さらに、ファイバ・チャネル・インタフェースの信号経路には、コネクタと拡張基板の抵抗分が入るために出力信号振幅に対して減衰することとなる。
【００２１】
また、拡張基板、コネクタ部をマザーボードと各ＨＤＤの間に実装する必要があり、ＨＤＤの装置の稼働中に交換を可能とする場合、拡張基板をＨＤＤと一体の筐体に格納することとなる。このために、ＨＤＤを含む各々の筐体の外形寸法は、ＨＤＤそのものの外形寸法よりも追加された拡張基板分大きくなり、ＨＤＤをディスクサブシステム装置へ高密度実装することができなくなる。
【００２２】
また、この拡張基板に実装されて、突入電流抑止回路部は電源線にシリーズに実装されているためにＨＤＤの消費する電流が流れ、ＦＥＴもしくは抵抗が発熱する。前述のように、拡張基板はＨＤＤと一体の構造とする必要があり、このＦＥＴ、抵抗の発熱によりＨＤＤ自体の周囲温度が上昇することでＨＤＤの寿命を短くする可能性がある。
【００２３】
このように、ＨＤＤと一体化した突入電流制限回路用の拡張基板を持つ構造とした場合、ファイバ・チャネル・インタフェース信号の劣化、減衰すること、実装密度が上がらないこと、及びＨＤＤ本体の温度上昇等の問題があり、これを改善するために、次に示す（２）の場合がある。
【００２４】
（２）マザーボード上に各ＨＤＤ毎の突入電流制限回路または抵抗を実装する場合、マザーボードは複数のＨＤＤをコネクタ接続するように作られており、マザーボード上の突入電流制限回路及び抵抗が障害に至った場合に、この突入電流制限回路または抵抗を交換する必要がある。しかし、この場合、複数のＨＤＤ（１つのマザーボードに実装された全てのＨＤＤ）の動作を停止しなくてはマザーボードを交換することができない。
【００２５】
さらに、この突入電流制限回路または抵抗はＨＤＤ毎にマザーボードとＨＤＤの間のマザーボード上に実装することとなるが、ファイバ・チャネル・インタフェース用のＨＤＤコネクタの高さは１０ｍｍほどしかなく、この僅か１０ｍｍ程度の隙間に全ての部品を実装することが必要となる。このため、ＨＤＤ本体の温度上昇を避けるためには発熱量の大きい部品を実装することができない。
【００２６】
また、前述した特開平１０−１１１８３号公報、特開平８−３１４５７６号公報に記載の技術においても、前記と同様に、突入電流防止回路部品が多く、またマザーボード上に実装するため、複数の同時稼働するマザーボード上に個々に対応した突入電流防止回路を実装した場合の、この回路故障に際しては装置の停止以外に突入電流防止回路部分を正常なものに交換することができない。また、実装体積も個々の部品が大きくなることで大きくなり、装置の体積自体を大きくする可能性等がある。
【００２７】
（３）マザーボード上にＨＤＤが発生する突入電流に見合う電荷量のコンデンサを実装する場合は、コンデンサの実装する位置はＨＤＤが接続されるコネクタの最も近い位置に実装し、他のＨＤＤコネクタとのインピーダンスを極力小さくすることが要求される。しかし、前記にも述べたようにコンデンサに許される高さは１０ｍｍ程度となるため、大容量のコンデンサを実装することはできず、小容量のコンデンサを複数個実装する必要がある。このため、複数のコンデンサをコネクタの直ぐ横に実装することができず、確実に他のＨＤＤの電源電圧への影響を無くすことはできない。
【００２８】
また、コンデンサを実装した場合は、ＨＤＤがマザーボードに実装される突入電流を制限しておらず、マザーボードとＨＤＤのコネクタ部分で構成されるインピーダンスが唯一ＨＤＤへの突入電流を制限する回路定数となるが、コネクタ部のインピーダンスは非常に小さく、コネクタの許容電流以内に突入電流を抑えることができず、コネクタの寿命が低下することにつながる。
【００２９】
以上のように、従来の前記（１），（２），（３）の方式では、ファイバ・チャネル・インタフェースの信号の劣化、減衰を抑えることができず、装置の信頼性を向上できない。また、実装する部品によりＨＤＤ実装の高密度実装ができず、このために装置の小型化、低価格化、高信頼性を確保することができないなどの課題が生じる。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、コンピュータ等の装置において、稼動中のＨＤＤ等の負荷ユニットに障害が発生した場合に、ＨＤＤ等の負荷ユニットへ流れ込む突入電流を抑止して交換を可能とし、さらにＨＤＤ等の負荷ユニットの実装を高密度化、低価格化、高信頼性に実現することが可能な活線挿抜装置及び方法を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、複数の負荷ユニットとマザーボードと基板とを有する活線挿抜装置に適用されるものである。各負荷ユニットは、容量成分と、第１の長さからなる主電源用のピンと、第１の長さより長い第２の長さからなり、主電源用のピンの接続前に接続して容量成分をプリチャージするプリチャージ用のピンとを設けているものである。マザーボードは、各負荷ユニットが挿抜可能とされ、各負荷ユニットに主電源を供給するものである。基板は、各負荷ユニットをマザーボードに活線挿入する際に、マザーボードを介して各負荷ユニットの容量成分をプリチャージして突入電流を制限する回路を負荷ユニットの数量分設けているものである。
【００３２】
この活線挿抜装置における活線挿抜方法は、各負荷ユニットをマザーボードに挿抜可能とし、各負荷ユニットをマザーボードに活線挿入する際に、主電源用のピンの接続前にプリチャージ用のピンを接続して容量成分をプリチャージし、主電源用のピンの接続時に突入電流を制限するようにしたものである。さらに、マザーボードに主電源を供給する電源を並列形態で複数から構成し、また基板を並列形態で複数から構成することで、電源、基板をそれぞれ冗長／二重化構成にするとともに交換ができるようになる。
【００３３】
具体的に、本発明は、ファイバ・チャネル・インタフェースに準じたＨＤＤ（負荷ユニット）ではグランドピン、プリチャージピン、主電源ピンまたは信号ピンの順番にコネクタピンが短くなり、コネクタ挿入時（ＨＤＤ挿入時）は上記順番に接触する。この順番に接続するピンに対して、主電源線とは別に外部基板上に実装したコンデンサ、抵抗及びダイオードで構成される電流制限回路を並列に接続した基板を設け、この基板を経由した電源線をＨＤＤ毎のプリチャージピンに接続し、ＨＤＤ挿入時のピン長の違いを利用して電源線がＨＤＤの主電源ピンに接触する前にＨＤＤ内部に電流制限しながらプリチャージピン経由で電流（電圧）を供給し、主電源ピンの接触時の突入電流を低減し、他のＨＤＤと共有している電源線の電圧低下を抑止するようにしたものである。
【００３４】
言い換えれば、ファイバ・チャネル・インタフェースを持つＨＤＤの主電源ピンにＡＣ−ＤＣ電源の出力を接続し、ＨＤＤのプリチャージピンには主電源線から抵抗、コンデンサ、およびダイオードを経由した突入電流供給線をＨＤＤ毎に接続し、ＨＤＤの交換時に発生するＨＤＤへの突入電流をこのコンデンサに充電した電荷を抵抗により制限してＨＤＤへ供給することで、主電源ピンが接触前にＨＤＤ内部のコンデンサ、回路電圧を十分に立ち上げることで主電源ピンの接触時に主電源線上の電圧降下を抑えることができるようになる。なお、負荷ユニットとしては、ＨＤＤ以外に容量成分が設けられている他のユニットにも適用可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤを複数台数実装し、稼動中に障害が発生したＨＤＤを交換可能とした装置において、ＨＤＤのみを交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態１の装置は、ＡＣ入力１から電源が供給され、これを入力電源とした定電圧回路３を有するＡＣ−ＤＣ電源５と、このＡＣ−ＤＣ電源５に電気的に接続されるマザーボード７と、このマザーボード７に電気的に接続される突入電流制限基板９ａと、マザーボード７に電気的に接続される複数のＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎなどから構成される。
【００３８】
ＡＣ−ＤＣ電源５は、マザーボード７に主電源を供給するように構成され、定電圧回路３、電圧平滑コンデンサＣ１などが設けられている。定電圧回路３は、入力側がＡＣ入力１に接続されて電源が入力され、出力側に他方が接地電位となる電圧平滑コンデンサＣ１の一方が接続され、マザーボード７に接続される。
【００３９】
マザーボード７は、突入電流制限基板９ａ、複数のＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎなどが挿抜可能とされ、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎに主電源を供給するように構成され、主電源線８、ＨＤＤ突入電流供給線Ｖｓ１，Ｖｓ２，…，Ｖｓｎなどが設けられている。
【００４０】
突入電流制限基板９ａは、各ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎをマザーボード７に活線挿入する際に、マザーボード７を介してＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの容量成分をプリチャージして突入電流を制限する回路をＨＤＤの数量分設けて構成され、突入電流制限抵抗Ｒ１ａ、突入電流保証コンデンサＣ３ａ、ＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａ、複数の突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａ、電源ピンＶ０ａなどが設けられている。電源ピンＶ０ａは、突入電流制限抵抗Ｒ１ａの一方に接続される。この突入電流制限抵抗Ｒ１ａの他方は、他方が接地電位となる突入電流保証コンデンサＣ３ａの一方に接続されるとともに、ＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａの一方に接続される。このＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａの他方は、並列接続された突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａのアノード側にそれぞれ接続され、これらの各ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａのカソード側がそれぞれマザーボード７のＨＤＤ突入電流供給線Ｖｓ１，Ｖｓ２，…，Ｖｓｎを通じてＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎにそれぞれ接続される。
【００４１】
複数のＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎはそれぞれ、負荷ユニットであり、容量成分であるＨＤＤ内部負荷コンデンサＣ４，Ｃ５，…，Ｃｎ、第１の長さからなるＨＤＤ主電源ピンＶ１，Ｖ２，…，Ｖｎ、第１の長さより長い第２の長さからなり、主電源ピンＶ１，Ｖ２，…，Ｖｎの接続前に接続してコンデンサＣ４，Ｃ５，…，ＣｎをプリチャージするＨＤＤプリチャージピンＶｐ１，Ｖｐ２，…，Ｖｐｎなどが設けられている。ＨＤＤ主電源ピンＶ１，Ｖ２，…，Ｖｎ、ＨＤＤプリチャージピンＶｐ１，Ｖｐ２，…，Ｖｐｎのそれぞれは、他方が接地電位となるＨＤＤ内部負荷コンデンサＣ４，Ｃ５，…，Ｃｎの一方にそれぞれ接続される。
【００４２】
本実施の形態１の装置の場合、マザーボード７に、内部負荷コンデンサＣ４，Ｃ５，…，Ｃｎを有する複数のＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎと、ＡＣ入力１を入力電源とした定電圧回路３と電圧平滑コンデンサＣ１を持つＡＣ−ＤＣ電源５を実装し、主電源線８で複数のＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの主電源ピンＶ１，Ｖ２，…，Ｖｎから各ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎへ電力を給電する構成となっている。また、主電源線８を電源とした突入電流制限抵抗Ｒ１ａ、突入電流保証コンデンサＣ３ａ、ＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａと、各ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎに対応した突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａを構成部品とした突入電流制限基板９ａを、マザーボード７に接続するように構成されている。
【００４３】
この構成において、たとえばＨＤＤＨ１が障害に至った場合に、ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎが動作中に、ＨＤＤＨ１を正常動作する別のＨＤＤに交換する目的でＨＤＤＨ１の位置に新たなＨＤＤを接続することとなるが、ファイバ・チャネル・インタフェース仕様のＨＤＤＨ１では、プリチャージピンＶｐ１より主電源ピンＶ１の方が短く設定されているため、ＨＤＤＨ１をマザーボード７に接続した際、プリチャージピンＶｐ１がマザーボード７に先に接触することとなる。このため、ＨＤＤＨ１内部に実装されている内部負荷コンデンサＣ４へはＨＤＤ突入電流供給線Ｖｓ１と突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａを介して、突入電流保証コンデンサＣ３ａに充電された電荷（電流）をＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａで制限して供給する。
【００４４】
この電流の供給で、ＨＤＤＨ１の内部負荷コンデンサＣ４は充電され、主電源線８の電圧から突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａで発生する電圧ドロップ（Ｖｆ）を引いた分の電圧までＨＤＤＨ１の内部負荷コンデンサＣ４を充電する。また、稼動中のＨＤＤＨ２，…，ＨｎにＨＤＤ突入電流供給線Ｖｓ２，…，Ｖｓｎを経由して、内部負荷コンデンサＣ５，…，Ｃｎ及びＨＤＤ内部の回路に接続されているが、突入電流逆流防止ダイオードＤ４ａ，…，ＤｎａがＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａへの電流の逆流を防止するため、ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎ内部の電源電圧は保証される。
【００４５】
この後、主電源ピンＶ１が主電源線８に接触し、突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａで発生した内部負荷コンデンサＣ４を充電しきれなかったダイオードドロップ分の電圧を充電するために、主電源線８から電流を供給する。突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａとして、ショットキー等のダイオードドロップの少ないダイオードを選定することで、主電源ピンＶ１が接触する時のＨＤＤＨ１内部の電圧をＨＤＤの正常動作以上に充電することが可能であり、主電源ピンＶ１の接触時に発生する主電源線８上の電圧を正常動作しているＨＤＤＨ２，…，Ｈｎの動作電圧以上に保つことができる。
【００４６】
なお、ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎのいずれかが障害に至った場合にも、各ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎはそれぞれ、プリチャージピンＶｐ２，…，Ｖｐｎより主電源ピンＶ２，…，Ｖｎの方が短く設定されているので、ＨＤＤＨ１を交換した場合と同様に、他のＨＤＤが動作中でも、正常動作する別のＨＤＤに交換することが可能となる。
【００４７】
また、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの動作中に突入電流制限基板９ａをマザーボード７の主電源線８に挿入する場合、電源ピンＶ０ａが主電源線８に接触したときに発生する突入電流保証コンデンサＣ３ａへの突入電流を突入電流制限抵抗Ｒ１ａにより抑止し、主電源線８の電圧低下を抑える。この結果、装置、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの稼動中に、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎと、突入電流制限基板９ａの交換も可能となる。
【００４８】
そして、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎがマザーボード７に完全に接続された後は、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎへの給電は主電源線８からのみ行われ、ＨＤＤ突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａ等から給電されることがない。このために、ＨＤＤ突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａ及び突入電流制限抵抗Ｒ２ａは前述のＨＤＤ挿入時の過渡的な電流を流すに十分な電力素子であれば良く、小電力の素子を使用することができる。
【００４９】
また、突入電流制限基板９ａ上に実装されたＨＤＤ突入電流逆流防止ダイオードＤ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａは、この基板上に実装された突入電流制限抵抗Ｒ２ａ及び突入電流保証コンデンサＣ３ａがこの基板上のグランドとショートするような障害に至った場合でも、各ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎから電流を逆流することを防ぎ、障害範囲を突入電流制限基板９ａ内にとどめる働きもする。
【００５０】
（実施の形態２）
図２は、本発明の、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤを複数台数実装し、稼動中に障害が発生したＨＤＤを交換可能とした装置において、ＨＤＤ、電源を交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【００５１】
図２に示す、本実施の形態２の装置の場合は、前記図１の構成に付加し、ＡＣ−ＤＣ電源５の出力に電流逆流防止ダイオードＤ１を接続し、主電源線８にＡＣ入力２を入力電源とした定電圧回路４と電圧平滑コンデンサＣ２と電流逆流防止ダイオードＤ２を持つＡＣ−ＤＣ電源６を並列に接続する構成となっている。
【００５２】
この構成では、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの稼動中に、たとえばＨＤＤＨ１（ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎも同様）に障害が発生した場合、前記図１の例と同様に、ＨＤＤＨ１に正常動作するＨＤＤを挿入する際に、ＨＤＤＨ１内部へ向かって発生する突入電流は突入電流制限基板９ａに実装された突入電流保証コンデンサＣ３ａで充電された電荷を突入電流制限抵抗Ｒ２ａで制限して供給する。また、ＨＤＤＨ２，…，Ｈｎへ供給されている電力は、突入電流制限抵抗Ｒ１ａで主電源線８を保護し、ＨＤＤＨ２，…，ＨｎからＨＤＤＨ１へ向かう電流は突入電流逆流防止ダイオードＤ４ａ，…，Ｄｎａで抑え、稼動中のＨＤＤＨ２，…，Ｈｎの内部の動作電圧に影響を及ぼすことがなく、交換が可能となる。
【００５３】
さらに、並列形態で接続されたＡＣ−ＤＣ電源５，６の交換も可能とすることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤを複数台数実装し、稼動中に障害が発生したＨＤＤを交換可能とした装置において、マザーボード以外の電源、突入電流制限基板とＨＤＤを交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【００５５】
図３に示す、本実施の形態３の装置の場合は、前記図２の構成に付加し、突入電流制限基板９ａと突入電流制限基板９ｂを主電源線８に並列に２枚接続し、各ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎへの突入電流供給線Ｖｓ１，Ｖｓ２，…，Ｖｓｎを突入電流制限基板９ａ，９ｂから２重に供給する構成となっている。
【００５６】
突入電流制限基板９ｂには、突入電流制限基板９ａと同様に、突入電流制限抵抗Ｒ１ｂ、突入電流保証コンデンサＣ３ｂ、ＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ｂ、複数の突入電流逆流防止ダイオードＤ３ｂ，Ｄ４ｂ，…，Ｄｎｂ、主電源ピンＶ０ｂなどが設けられている。
【００５７】
この場合は、突入電流制限基板９ａまたは突入電流制限基板９ｂが障害となった場合でも、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎを交換することが可能となる。
【００５８】
さらに、並列形態で接続されたＡＣ−ＤＣ電源５，６の交換に加えて、並列形態で接続された突入電流制限基板９ａ，９ｂの交換も可能とすることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図４は、本発明の、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤを複数台数実装し、稼動中に障害が発生したＨＤＤを交換可能とした装置において、最も部品構成を少なくした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【００６０】
図４に示す、本実施の形態４の装置の場合は、前記図１の構成に対して、突入電流制限基板９ａ内部に突入電流制限抵抗Ｒ１ａと突入電流保証コンデンサＣ３ａを持たない構成となっている。
【００６１】
この構成は、ＨＤＤ突入電流制限抵抗Ｒ２ａが、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの内部負荷コンデンサＣ４，Ｃ５，…，ＣｎおよびＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎの内部回路に対してＡＣ−ＤＣ電源５の内部に実装された電圧平滑コンデンサＣ１のインピーダンス及び抵抗値が十分に低い構造となる場合に有効となる。
【００６２】
この場合、たとえばＨＤＤＨ１を挿入する際に発生する突入電流は、突入電流制限抵抗Ｒ２ａを経由して供給されるが、この電流は主電源ピンＶ２，…，Ｖｎを経由してＨＤＤＨ２，…，Ｈｎの内部のコンデンサＣ５，…，Ｃｎから供給されるのではなく、ＡＣ−ＤＣ電源５の内部に実装された電圧平滑コンデンサＣ１から供給されるためである。
【００６３】
よって、突入電流制限基板９ａ内部に突入電流制限抵抗Ｒ１ａと突入電流保証コンデンサＣ３ａを持たない構成でも、ＨＤＤＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎを交換することが可能となる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷ユニットである、ファイバ・チャネル・インタフェースを有するＨＤＤを複数台接続し、ＨＤＤ稼動中に障害に至ったＨＤＤを交換可能とした装置において、障害に至ったＨＤＤを正常動作するＨＤＤに安全に交換することが可能となるばかりではなく、ＨＤＤが送受信するファイバ・チャネル・インタフェース信号の減衰、劣化、ノイズを増加させずにマザーボード上にＨＤＤを接続することが可能となる。
【００６５】
また、本発明によれば、ＨＤＤに外部部品を取り付け、その部品上に複雑な電流制限回路を設ける必要がなく、ＨＤＤ本体の外形寸法のままＨＤＤを装置に実装することが可能となる。
【００６６】
さらに、本発明によれば、ＨＤＤ毎に突入電流分を保証する大容量のコンデンサを実装することなく、１つのＨＤＤに対して制限された電流を供給するに十分な小容量のコンデンサを実装すれば良いので、突入制限の回路構成も小型化できる。
【００６７】
また、本発明によれば、ＨＤＤへ供給する電源は、負荷電流が本来接続されるＨＤＤの消費電流と小容量の突入電流保証用コンデンサを充電するに十分な出力容量を持てば良いので、過渡負荷を制御する回路等を必要とせず、電源本体を、本来、マザーボード上に実装されるＨＤＤが消費する総電力分を出力すれば良く、適正な大きさとすることが可能となる。
【００６８】
また、本発明によれば、突入電流制限回路は、実装されるＨＤＤ毎には必要とせず、主要な電流制限回路部品は唯一一個所となる。このため、ＨＤＤの挿入時の発熱は一個所となり、ＨＤＤへの温度上昇等の影響を最少とすることが可能となる。
【００６９】
さらに、本発明によれば、マザーボードに主電源を供給する電源、電流制限回路を設けた基板をそれぞれ並列形態で複数から構成することで、電源、基板をそれぞれ冗長／二重化構成にするとともに交換が可能となる。
【００７０】
以上から、本発明により、装置のＨＤＤを安全に交換可能とし、さらにＨＤＤの装置内部実装が高密度化し、装置の外形寸法を小型化することが可能となる。また、上述のように、ＨＤＤ毎に専用の部品を必要とせず、装置の価格を抑えることが可能となる等々、装置の性能、信頼性、低価格化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１において、ＨＤＤのみを交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２において、ＨＤＤ、電源を交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３において、マザーボード以外の電源、突入電流制限基板とＨＤＤを交換可能とした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４において、最も部品構成を少なくした活線挿抜装置の場合を示す構成図である。
【符号の説明】
１，２…ＡＣ入力、３，４…定電圧回路、５，６…ＡＣ−ＤＣ電源、７…マザーボード、８…主電源線、９ａ，９ｂ…突入電流制限基板、Ｃ１，Ｃ２…電圧平滑コンデンサ、Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ…突入電流保証コンデンサ、Ｃ４，Ｃ５，…，Ｃｎ…ＨＤＤ内部負荷コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２…電流逆流防止ダイオード、Ｄ３ａ，Ｄ４ａ，…，Ｄｎａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ｂ，…，Ｄｎｂ…突入電流逆流防止ダイオード、Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎ…ＨＤＤ、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ…突入電流制限抵抗、Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…ＨＤＤ突入電流制限抵抗、Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖｎ…ＨＤＤ主電源ピン、Ｖｐ１，Ｖｐ２，…，Ｖｐｎ…ＨＤＤプリチャージピン、Ｖ０ａ，Ｖ０ｂ…電源ピン、Ｖｓ１，Ｖｓ２，…，Ｖｓｎ…ＨＤＤ突入電流供給線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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