(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡張カード（４２）をコンピュータ・バックプレーン（２０）に接続するための多接点コネクタ（３２）であって、該コネクタは、前記コンピュータ・バックプレーン上のラインに接続するためのライン・コネクタ・ピン（Ｄ／Ａ）と、挿入される拡張カード上の対応するライン接点（７６）に接続するためのライン接点（５６、６０）との間に整列して電気的に接続したゲート（５８）を備えており、該ゲートのゲート信号入力は、前記コンピュータ・バックプレーン上のゲート信号ラインに接続するためのゲート信号コネクタ・ピン（ＧＥ）に電気的に接続したこと、を特徴とする多接点コネクタ。
【請求項２】
請求項１記載のコネクタであって、複数の前記ゲートを含み、各ゲートは、各ライン・コネクタ・ピンと、挿入される拡張カード上の対応するライン接点に接続するための各ライン接点との間に整列して電気的に接続したこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項３】
請求項２記載のコネクタにおいて、前記ゲートの各々に対する各ゲート信号入力は、ゲート信号ラインに接続するための共通のゲート信号コネクタ・ピンに電気的に接続したこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項４】
請求項２記載のコネクタにおいて、前記ゲートの各々に対する各ゲート信号入力は、各ゲート信号ラインに接続するための別個のゲート信号コネクタ・ピンに電気的に接続したこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のコネクタであって、さらに、１つの前記バックプレーン上の電力ラインに接続するための電力ライン・コネクタ・ピン（ＶＣＣ）と、挿入される拡張カード上の対応する電力ライン接点（７０）に接続するための電力ライン接点（５０）との間に整列して電気的に接続したスイッチ（５２）を含み、該スイッチ・ゲートの制御入力は、電力制御信号ラインに接続するための制御信号コネクタ・ピン（ＰＥ）に電気的に接続したこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のコネクタであって、さらに、挿入される拡張カード上の対応するバス要求ライン接点（８０）に接続するためのバス要求ライン接点（６０）と、１つの前記バックプレーン上のバス要求ラインに接続するためのバス要求ライン・コネクタ・ピン（ＢＲ）との間に整列して電気的に接続したバス要求ゲート（６２）を含み、該バス要求ゲートは、前記バス要求ラインに対し、前記バス要求接点から前記バス要求信号を選択的に通過させるように構成されたこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項７】
コンピュータ・システム用のバックプレーンであって、拡張カード用の請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の少なくとも１つの多接点コネクタと、該コネクタの所定のライン接点に接続するための少なくとも１本のバス・ラインと、前記ゲート信号コネクタ・ピンにゲート信号を供給するゲート信号ラインとが前記バックプレーン上に搭載されたこと、を特徴とするバックプレーン。
【請求項８】
請求項７記載のバックプレーンにおいて、動的サイクル・スイッチングを可能にするため、複数のコネクタの各々に少なくとも１本のゲート信号ラインをそれぞれ設けること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項９】
請求項８記載のバックプレーンにおいて、前記バスは、１つの前記コネクタの各データ・ライン接点（５６）に接続するための少なくとも複数のデータ・ライン（Ｄ／Ａ）を含み、１つの前記ゲートがそれぞれ、各前記データ・ラインと前記コネクタの各前記データ・ライン接点との間に設けられたトランスミッション・ゲート（５８）を形成すること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項１０】
請求項９記載のバックプレーンにおいて、複数のコネクタの各々にゲート信号ライン（ＧＥ）をそれぞれ設け、１つの前記コネクタの各トランスミッション・ゲートに並列に前記ゲート信号を供給すること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項１１】
請求項９記載のバックプレーンにおいて、各コネクタに複数のゲート信号ライン（ＧＥ）を設け、これにより、１つのコネクタの異なったデータ・ライン接点のトランスミッション・ゲートを独立してゲート動作可能とすること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項１２】
請求項９から１１のうちのいずれか一項に記載のバックプレーンであって、前記コネクタの電力接点（５０）に接続するための少なくとも１本の電力ライン（ＶＣＣ）と、前記コネクタにおいて該電力ラインと１つの前記コネクタの電力接点との間に接続したスイッチ・ゲートと、前記スイッチ・ゲートを制御する電力制御信号を供給するための電力信号ライン（ＰＥ）と、を含むことを特徴とするバックプレーン。
【請求項１３】
請求項９から１２のうちのいずれか一項に記載のバックプレーンであって、１つの前記コネクタのバス要求接点（６０）に接続した少なくとも１本のバス要求ライン（ＢＲ）と、前記コネクタにおいて前記バス要求コネクタから前記バス要求ラインに前記バス要求信号を選択的に通過させるように動作可能であるバス要求ゲート（６２）と、を含むことを特徴とするバックプレーン。
【請求項１４】
請求項１３記載のバックプレーンにおいて、前記バス要求ゲートは、使用時に、前記コネクタに接続したカードに電力を供給してから所定の遅延の後にのみ、バス要求信号を通過させるように動作可能であること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項１５】
請求項７から１４のうちのいずれか一項に記載のバックプレーンにおいて、前記ゲート信号ラインは各コネクタに共通のストローブ・ラインであり、該ストローブ・ラインは、使用時に、前記コネクタに対する放射アドレス信号ライン上の放射アドレス信号がアクティブのときに、前記ゲート・ラインとしてアクティブとなること、を特徴とするバックプレーン。
【請求項１６】
コンピュータ・システムであって、請求項７から１５のうちのいずれか一項に記載のバックプレーンと、バス・コントローラであってデータ伝送のために前記バス・ラインに接続し、および前記ゲートに対するゲート信号を供給するために前記ゲート信号ラインに接続したバス・コントローラと、を備えたコンピュータ・システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のシステムにおいて、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設け、前記バス・コントローラは、動的サイクル・スイッチングを行うため、所与のバス・サイクルの間１つの前記コネクタのトランスミッション・ゲートをイネーブルするゲート信号を選択的に供給すること、を特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載のシステムにおいて、前記バスは、１つの前記コネクタの各データ・ライン接点に接続するための少なくとも複数のデータ・ラインを含み、各該データ・ラインと前記コネクタの対応するデータ・ライン接点との間にトランスミッション・ゲートをそれぞれ設けたこと、を特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設け、前記バス・コントローラは、所与のバス・サイクルの間たった１つのコネクタの各トランスミッション・ゲートに対し、前記所与のバス・サイクルの間前記コネクタの前記トランスミッション・ゲートをイネーブルするため、並列にゲート信号を選択的に供給すること、を特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１８記載のシステムにおいて、複数のコネクタの各々に複数のゲート信号ラインをそれぞれ設け、前記バス・コントローラは、所与のバス・サイクルの間たった１つのコネクタの各トランスミッション・ゲートに対し、前記所与のバス・サイクルの間前記コネクタの前記トランスミッション・ゲートをイネーブルするため、ゲート信号を適切なタイミングで選択的に供給すること、を特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１６から２０のうちのいずれか一項に記載のシステムであって、前記コネクタの電力接点に接続するための少なくとも１本の電力ラインと、該電力ラインと１つの前記コネクタの電力接点との間に接続したスイッチ・ゲートと、前記コネクタの前記スイッチ・ゲートを制御する電力制御信号を供給する電力信号ラインとを含み、前記バス・コントローラは、前記コネクタにカードの挿入を完了したときに、前記電力制御信号ライン上に電力制御信号を選択的に印加すること、を特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項１６から２１のうちのいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記ゲート信号ラインは、各コネクタに共通のストローブ・ラインであり、該ストローブ・ラインは、使用時に、前記コネクタに対する放射アドレス信号ライン上の放射アドレス信号がアクティブのときに、前記ゲート・ラインとして、アクティブになること、を特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項１６から２２のうちのいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記バス・コントローラは、各カードに対するアドレス信号のアドレス・デコーディングを行うアドレス・デコーダを備えており、これによって、前記バス・コントローラは、任意のバス・サイクルに対する応答のソースを、該バス・サイクルが開始する前に予め判定可能であること、を特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２３記載のシステムであって、アドレス信号の前記アドレス・デコーディングのためのスキームを有するＰＣＩバスを備えていること、を特徴とするシステム。
【請求項２５】
拡張カードをコンピュータ・システムのバックプレーンに接続する方法であって、
前記拡張カードのための請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の多接点コネクタに拡張カードを挿入するステップと、
続いて、前記ゲートを、該ゲートにゲート信号ライン上のゲート信号を供給することによってイネーブルするステップと、
を備えた方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、前記カードを前記多接点コネクタにホット・インサートすること、を特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載の方法において、バス・コントローラは、所与のバス・サイクルの間たった１つの前記コネクタのトランスミッション・ゲートをイネーブルするゲート信号を選択的に供給し、これにより、動的サイクル・スイッチングを行うこと、を特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法であって、前記挿入ステップと前記イネーブルするステップとの間に、
前記カードを前記コネクタに挿入を完了したときに、電力ラインと前記コネクタの電力接点との間に設けられた前記コネクタにおいてスイッチに電力供給信号を供給し、これにより、挿入後にのみ前記カードに電力を供給するステップ、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、電力信号を供給する前記ステップの後に、
前記カードに電力を供給してから所定の遅延の後にのみ、前記コネクタのバス要求接点からバス要求信号を通過させることを可能にするステップ、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２５から２９のうちのいずれか一項に記載の方法において、前記挿入ステップは、前記コンピュータ・システムが動作状態にあるときに形成すること、を特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２５から３０のうちのいずれか一項に記載の方法であって、バス・コントローラによるアドレス・デコーディングのためのスキームを、前記コンピュータ・システムに接続したカードに適用するステップを含み、これにより、前記バス・コントローラは、任意のバス・サイクルに対する応答のソースを、該バス・サイクルが開始する前に予め判定可能であること、を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡張可能コンピュータ・バス・アーキテクチャの管理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オープン・システム・アーキテクチャは、コンピュータ・システムではよく知られている。オープン・コンピュータ・システム・アーキテクチャは、拡張カードによって拡張可能なコンピュータ・バスを設けることに基づいている。典型的なバックプレーンまたはマザーボード上においてコンピュータ・バスの拡張を可能にするには、拡張カードを挿入できる多数のソケットをコンピュータ・バスに設ける。コンピュータ・バスの拡張には、多数の異なった規格がある。従来の規格の１つにＰＣＩ（Peripheral Component Interface：周辺素子インターフェース）アーキテクチャがある。このＰＣＩアーキテクチャは、カードの挿入によってバスの拡張を可能にするが、標準的なＰＣＩアーキテクチャは、多くの理由のため、信頼性が非常に高いシステムに対しては理想的なものではない。まず、ＰＣＩカードはホット・リプレース性（hot replaceable）がないことがあげられ、これは、システムが実際に稼動している最中にカードを挿入することができないことを意味している。したがって、保守を行ったり、新たなカードを挿入するためには、主コンピュータ・システムを一旦停止しなければならない。また、バス上で識別可能な障害を発生している可能性のあるカードがどれであるのかを正確につかむことが困難である。したがって、このために、故障が発生した場合の保守および修理コストが増大することになる。ＰＣＩバスのさらに別の難問は、システムのサイズに強要される制限であり、これは、信号伝搬のバス・トレース長の制限によって生じる可能性がある。特に、簡単な保守を可能にすべき場合には、これは問題である。システムの信頼性を高め保守を容易にするには、特に長い信号経路をもたらすバス経路の構成(configuration)を必要とすることになる。このため、伝送線係数（transmission line factor）により、製造可能なシステムの物理的なサイズが制限されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来のバス・システムについて上記の問題の内少なくともいくつかに対処することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、コンピュータ・システム用のバックプレーンを提供する。このバックプレーンは、拡張カード用の少なくとも１つの多接点コネクタと、前記コネクタ（群）の所定の接点に接触するための少なくとも１本のバス・ラインと、該バス・ラインを所定の接点に接続するゲートと、ゲート信号を該ゲートに供給するゲート信号ラインとを有する。
【０００５】
バス・ラインとコネクタの接点との間にゲートを設けることにより、コネクタに挿入したカード、または挿入するカードへの入出力の制御が可能となる。
【０００６】
したがって、前記接点は選択的にイネーブルすることができ、例えば、ある所定時刻から連続的にまたは特定のバス・サイクルの間イネーブルすることができる。この制御は、適切な接点をディスエーブルすることにより、バス・エラーやカードの誤動作を防止するので、稼動中のシステムに対するホット・インサート(hot insertion)やカードの取り外しを可能にする基礎を与える。また、前記バックプレーン上のＰＣＩバス・コントローラを設ける場合、標準的なコールド・インサート（cold insertion）が可能なＰＣＩバスも使用可能である。
【０００７】
好ましくは、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設けることにより、各コネクタのゲートの選択的制御を可能にする。これによって、カードの動的なサイクル・スイッチングを達成することが可能となる。
【０００８】
好ましくは、前記バスは、コネクタの各データ接点に接続するための少なくとも複数のデータ・ラインを含み、各トランスミッション・ゲート（好ましくは、１対のＦＥＴ−電界効果トランジスタによって実施する）を各データ・ラインとコネクタの各接点との間に設けることにより、接続したカードに入出力するデータおよびアドレス信号の選択的ゲート動作を可能にする。多コネクタ・システムでは、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設けることができ、１つのコネクタの各トランスミッション・ゲートにゲート信号を並列に供給する。代替的には、１つのコネクタに複数のゲート信号ラインを設け、所定のラインについて選択したタイミングで各トランスミッション・ゲートをイネーブルするようにすることも可能である。
【０００９】
さらに好ましくは、前記コネクタ（群）の電力接点に接続するための少なくとも１本の電力ラインと、この電力ラインと１つのコネクタの電力接点との間に接続したスイッチ・ゲート（好ましくはＦＥＴで実現する）と、および電力制御信号を供給して前記スイッチ・ゲートを制御する電力信号ラインと、を備える。これによって、カードの正しい挿入の後に、電力をカードに選択的に供給することが可能になる。
【００１０】
好ましくは、さらに、少なくとも１本のバス要求ラインを、１つのコネクタのバス要求接点と、バス要求コネクタからバス要求ラインにバス要求信号を選択的に通過させるバス要求ゲートとに接続する。好ましくは、バス要求ゲートは、使用時に、コネクタに接続したカードに電力を供給してから所定の遅延の後にのみ、バス要求信号を通過させるように動作可能である。このように、カードの回路がこのカードへの電力供給後にセトリングするのを可能にして、トランジェントやその他の擬似信号が、このバックプレーンを組み込んだコンピュータ・システムの動作を混乱させるのを回避することが可能である。
【００１１】
前記ゲート信号ラインは、各コネクタに共通のストローブ・ラインを用いて実現することができ、このストローブ・ラインは、使用時に、前記コネクタに対する放射アドレス信号ライン上の放射アドレス信号がアクティブの場合、前記ゲート・ラインとしてアクティブとなる。
【００１２】
本発明の別の側面によれば、拡張カードをコンピュータ・バックプレーンに接続するための多接点コネクタを提供する。このコネクタは、バックプレーン上のラインに接続するためのコネクタ・ピンと挿入される拡張カード上の対応する接点に接続するための接点との間に整列して電気的に接続したゲートを含み、前記ゲートのゲート信号入力が、ゲート信号ラインに接続するためのコネクタ・ピンに電気的に接続する。
【００１３】
好ましくは、複数のトランスミッション・ゲート（好ましくは、各々１対のＦＥＴで実施する）を設け、各々、バックプレーン上のラインに接続するための各コネクタ・ピンと、挿入される拡張カード上の対応する接点に接続するための各接点との間に整列して電気的に接続する。トランスミッション・ゲートの各々に対する各ゲート信号入力は、ゲート信号ラインに接続するための共通コネクタ・ピンに電気的に接続する。
【００１４】
好ましくは、前記コネクタはまた、バックプレーン上の電力ラインに接続するためのコネクタ・ピンと挿入される拡張カード上の対応する電力接点に接続するための接点との間に整列して電気的に接続したスイッチ・ゲート（好ましくは、ＦＥＴで実現する）を含み、このスイッチ・ゲートの制御入力は、電力信号ラインに接続するためのコネクタ・ピンに電気的に接続する。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、バックプレーンと、このバックプレーン上の拡張バスのための少なくとも１つの多接点コネクタと、該コネクタ（群）の所定の接点に接続するための前記バックプレーン上の少なくとも１本のバス・ラインと、該バス・ラインを所定の接点に接続するゲートと、ゲート信号を前記ゲートに供給するゲート信号ラインと、データ伝送のために前記バス・ラインに接続しまた前記ゲートにゲート信号を供給するために前記ゲート信号ラインに接続したバス・コントローラと、から成るコンピュータ・システムを提供する。
【００１６】
好ましくは、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設け、前記バス・コントローラは、前記ゲートをイネーブルするゲート信号を選択的に供給する。
【００１７】
好ましくは、前記バスは、１つのコネクタの各データ接点に接続するための少なくとも複数のデータ・ラインを含み、各該データ・ラインと前記コネクタの対応する接点との間にトランスミッション・ゲートをそれぞれ設ける。この場合、好ましくは、複数のコネクタの各々にゲート信号ラインをそれぞれ設け、前記バス・コントローラは、所与のバス・サイクルの間１つのコネクタのみの各トランスミッション・ゲートに並列にゲート信号を選択的に供給して、前記所与のバス・サイクルの間前記コネクタの前記トランスミッション・ゲートをイネーブルすることにより、動的サイクル・スイッチングの実行を可能とする。
【００１８】
また、好ましくは、前記コネクタ（群）の電力接点に接続するための少なくとも１本の電力ラインと、該電力ラインとコネクタの電力接点との間に接続したスイッチ・ゲートと、前記コネクタの前記スイッチ・ゲートを制御する電力制御信号を供給する電力信号ラインとを含み、前記バス・コントローラは、前記コネクタにカードの挿入を完了したときに、前記電力制御信号ライン上に電力制御信号を選択的に印加する。
【００１９】
また、好ましくは、前記コネクタのバス要求接点に接続した少なくとも１本のバス要求ラインと、前記バス要求接点から前記バス要求信号を選択的に通過させるバス要求ゲートとを備えている。さらに好ましくは、前記バス要求ゲートは、使用時に、前記コネクタに接続したカードに電力を供給してから所定の遅延後にのみ、バス要求信号を通過させるように動作可能である。
【００２０】
本発明の好適実施例では、バス・コントローラは、各カードに対するアドレス信号の地理的デコーディングを行うアドレス・デコーダを備えており、これによって、前記バス・コントローラは、どのバス・サイクルであっても、それが開始する前に、当該バス・サイクルに対する応答のソースを予め判定可能としている。
【００２１】
前記バスがＰＣＩバスである場合、地理的アドレシングを設けることにより、従来のＰＣＩカードの使用が可能となり、しかも特定のＰＣＩカードにおける障害の分離が容易となるという大きな利点が得られる。実際、本発明のさらに別の側面によれば、ＰＣＩバス機構を構成し、前記バスに接続したカードの地理的アドレシングを行うことにより、バス・コントローラが、どのバス・サイクルであっても、それが開始する前に、当該バス・サイクルに対する応答のソースを予め判定可能とする方法を提供する。ＰＣＩ環境（PCI context）において地理的アドレシングを行うことにより、ＰＣＩバス上の障害分離が困難でありしかも時間がかかるという、従来のＰＣＩの実装における難問を克服する。バス・コントローラは、どのバス・サイクルであっても、それが開始する前に、当該バス・サイクルに対する応答のソースを予め判定することができるので、障害を発生したカードの位置を容易に識別することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、拡張カードのための多接点コネクタに前記拡張カードを挿入するステップと、続いて、バス・ラインとコネクタ接点との間に設けたゲートを該ゲートにゲート信号ライン上のゲート信号を供給することによってイネーブルするステップと、から成る、拡張カードをコンピュータ・システムのバックプレーンに接続する方法を提供する。この方法は、前記カードの前記多接点コネクタへのホット・インサートを含むことができる。
【００２３】
障害の分離を容易にすると共に伝送ラインの問題を低減するために、好ましくは、前記バス・コントローラは、所与のバス・サイクルの間１つのみの前記コネクタの前記トランスミッション・ゲートをイネーブルするゲート信号を供給するようにする。
【００２４】
さらに、前記方法は、前記挿入ステップと前記イネーブルするステップの間に、前記コネクタに前記カードの挿入を完了したときに、電力ラインと前記コネクタの電力接点との間に接続した電力スイッチに電力供給信号を供給することにより、挿入後にのみ前記カードに電力を供給して、これによって動的サイクル・スイッチングを行うステップを含む。
【００２５】
前記方法は、さらに、前記電力信号を供給するステップの後に、前記カードに電力を供給してから所定の遅延の後に初めて、前記コネクタのバス要求接点からバス要求信号を通過させるステップを含む。これらの更なるステップは、コンピュータ・システムが動作状態にあるときにカードの挿入を容易にするものである。
【００２６】
本発明の一実施例の方法は、バス・コントローラによる地理的アドレシングを、前記コンピュータ・システムに接続したカードに採用することにより、前記バス・コントローラが、どのバス・サイクルであっても、それが開始する前に、当該バス・サイクルに対する応答のソースを予め判定可能とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
これより、図面を参照しながら、本発明の例示的な実施例について説明する。図面においては、同じ要素には同じ参照符号を付してある。
【００２８】
図１は、バックプレーン、またはマザーボード、あるいはメインボード２０を備えた、コンピュータ・システム１０の概略断面図である。以下「バックプレーン」に関連して説明していくが、このバックプレーンに対する言及は、ボードまたはその他の支持面（carrier plane）であってその上に少なくとも１系統のバスが設けられまたコネクタまたはソケットを介して少なくとも１つの拡張カードまたは追加カードを接続可能なものを指すよう意図していることは、理解されるべきである。
【００２９】
図１において、バス・コントローラ２２をバックプレーン２０上で概略的に示してある。バス・コントローラ２２は、バス２４を介して複数のソケットまたはコネクタ３０，３２，３４に接続している。コネクタ３０，３２，３４の各々には、挿入可能カード上の対応する接点と接触するための、複数の接点を設けてある。図１では、２枚のカード４０，４４をコネクタ３０，３４にそれぞれ挿入して示している。個々のカード４０，４４には電子回路またはその他の素子４６を設けてあり、これらは、プリント回路またはその他の配線４８によって、カードの１つのエッジに設けたコネクタに対し、このカード上の１つのエッジに直接かあるいは別のコネクタ（図示せず）によって接続する。尚、図１ではコネクタ３２には何も差し込んでいないことに気が付くであろう。このコネクタ３２にさらに別のカード４２を挿入し、コンピュータ・システム１０を拡張することも可能である。また、図１は、プリント回路配線４８によりエッジ・コネクタ３８に接続した回路４６を設けたカード４２も示している。
【００３０】
カード４２を挿入できるようにするのにコンピュータ・システム１０を停止するのを回避するためには、カード４２をホット・インサート可能とすることが望ましい。本発明の１実施例によれば、以下に述べるようにすればこれが可能となる。
【００３１】
図２は、図１において側面図を示したバックプレーン２０の概略平面図である。図２は、本発明の説明に関係がある構成要素のみを示した概略図である。図１に示しかつ同じ参照番号で識別した構成要素に加えて、図２は、バス・コントローラ２２に接続したプロセッサ２６を概略的に示し、さらに追加の回路２８も概略的に示している。
【００３２】
理解されるように、コンピュータ・システム１０は、タイミング回路、制御回路、データ記憶素子等を含む追加の回路を有するコンピュータ・システムの通常の構成であればどのようなものでも含むことができる。また、図１に概略的に示したように、キーボード１２およびディスプレイ１４のようなデータ入力および出力装置は、ネットワーク１６への接続等が可能であると同様に、コンピュータ・システム１０の一部を形成することができる。ディスプレイ１４のような外部装置、または外部ネットワークへの接続のいくつかは、挿入可能カードの１つにある回路によって得ることができ、あるいはまたこのようなインターフェースは、バックプレーン回路２８から提供することも可能であり、その方法については、当業者には直ぐに明らかとなるものである。
【００３３】
図１および図２に概略的に示すバス２４は、多くの異なった信号ラインから成っている。本発明によるバスの信号ラインのいくつかを図３に示す。挿入可能カードに接続するためのバス信号ラインの内何本かは、常時必要である。そのような信号には、例えば、電力信号およびクロック信号、ならびに、常時観察が必要なバス要求信号のような出力信号が含まれる。他の信号は、例えば、データ・バス信号のように、カードが適切なバス・サイクルの間にデータ・トランザクションを実行する場合にのみ、観察すればよい。本発明の１実施例では、これを考慮することができる。
【００３４】
図３には、コネクタ３２内の多数の接点５０，５４，５６，６０，６４を概略的に示す。これらは、カード４２上の各接点と接続するためのものである。図４は、図３に示した接点から選択したものをさらに詳細に示している。
【００３５】
即ち、バックプレーン２０上のコネクタ４０内の接点５０は、バス・ラインＶｃｃに接続してあり、挿入したカード４２の電源接点７０に電力を供給する。しかしながら、接点５０は直接電源ラインＶｃｃに接続するのではなく、コネクタ４０またはバックプレーン２０にはスイッチ・ゲート５２（好ましくは、電界効果トランジスタとして構成する）を設け、そしてこれを、さらにバス・コントローラ２２からバックプレーン２０を通じて供給するようにした電力イネーブルＰＥ信号に応答して切り替えるようにする。
【００３６】
接点６０は、挿入するカード４２の対応する接点８０から、バス要求信号ＢＲを受け取る。バス要求接点６０は、バス要求ゲート６２を介して、バス・コントローラ２２へのバス要求ラインＢＲに接続してあり、このバス要求ゲート６２は、図４に示すように、電力イネーブル信号ＰＥに応答するように形成可能である。その場合、バス要求ゲート６２は、バス要求信号を接点６０からバス要求ラインＢＲに通過させる前に、電力イネーブル信号を受け取った後ある遅延を与えるように構成することができる。この遅延は、カード４２上の回路が安定化するための十分な時間を与えるように設定する。
【００３７】
電力イネーブル信号ＰＥは、スイッチ５２を切り替えるため、またコネクタ３２内にカード４２を正しく挿入したことを検出したときまたはユーザが信号を発したときに、遅延期間を開始させるために供給する。
【００３８】
代替的には、そしてより高い柔軟性が求められる場合には特に、バス要求ゲート６２はソフトウエアの制御の下で動作する単純なゲートとして実施することが好ましい場合もある。
【００３９】
データおよびアドレス・ラインのために複数のコネクタ５６を設けてある。データ／アドレス接点５６の各々は、各トランスミッション・ゲート５４を介して、バックプレーン・バス上の対応するデータ／アドレス・ラインＤ／Ａに接続してある。トランスミッション・ゲート５８は、バス・コントローラ２２から供給するゲート・イネーブル信号ＧＥによってイネーブルする。
【００４０】
また、図３には、接地ラインに接続した接地接点５４、およびバス・コントローラ２２からのカード・イネーブル・ラインＣＥに接続したカード・イネーブル接点６４も示している。これらに対応する接点５４，８４は、カード４２上に設けてある。理解されるように、コネクタ３２上およびカード４２上には、特定の実現形態の必要に応じて、追加の信号ラインのための追加の接点を設けることも可能である。
【００４１】
カード４２上の接点７０，７４，７６，８０，８４の各々は、当該カード上の適切な機能ユニットへの接続のためカード４２上のプリント回路または他の配線Ｖｃｃ、Ｇ、Ｄ／Ａ、ＢＲ、ＣＥに接続する。
【００４２】
図３に示すように、データ／アドレス・ラインＤ／Ａは、コネクタ３０，３２，３４の各々に並列に設けている。また、電力ラインＶｃｃおよび接地ラインＧも、コネクタ３０，３２，３４に並列に設けている。別個のバス要求ライン、ゲート・イネーブル・ライン、電力イネーブル・ライン、およびカード・イネーブル・ラインは、各コネクタ３０，３２，３４の各々に設けてある。
【００４３】
図５は、バックプレーン上で用いるためのコネクタの概略図であり、図示のコネクタは、図４を参照しながら説明した種々のゲートを含んでいる。Ｖｃｃピンおよび接点５０間には、スイッチ・ゲート５２（ここではＦＥＴ）を接続してある。制御信号ＰＥはＰＥピンを通じて供給する。また、このＰＥ信号は、接点６０とピンＢＲとの間に設けた遅延回路６２にも供給する。また、複数のトランスミッション・ゲート５８は、データ／アドレス接点６０とＤ／Ａピンとの間に整列して挿入してある。各トランスミッション・ゲート５８の制御入力は、ＧＥピンに接続している。尚、図５は単なる概略図であり、選択したピンのみを示していることは判るであろう。実際には、これよりもかなり多いピンを設け、そしてコネクタは、任意の標準的なコネクタ構成または代替のコネクタ構成を取ることも可能である。
【００４４】
好適実施例では、少なくともスイッチ５２およびトランスミッション・ゲート５８をコネクタ内に設けているが、代替の実施例では、少なくとも選択したゲートをコネクタの重要な接点とバックプレーン上のプリント回路またはその他の配線に接続するための対応するピンとの間に接続するのであれば、他の構成のゲートをコネクタに設けることも可能である。
【００４５】
図６は、カード４２を挿入した場合の、コネクタ３２内の種々の接点の選択的イネーブルを概略的に示すフロー図である。
【００４６】
このプロセスは、ユーザがカード４２のエッジ・コネクタ３８をバックプレーン２０上のコネクタ３２に挿入することによって開始する。カードの正しい挿入を検出するために機構を設けている（９２）。これは、ユーザが適切なデータをコンピュータ１０に入力して、カードを正しく挿入したことを確認することによって行うことができる。あるいはまた、カードの正しい挿入を検出する自動的手段を設けることも可能である。オプションとして、カード４２の挿入時に、コントローラ２２へのライン（例えば肯定応答ラインＡＣＫ）を通じて、カード上のさらに別の接点８６と接触する接点６６における特定の信号レベルを感知することによって、これを行うことも可能である。さらに別の代替案として、バックプレーン・コネクタ３２内のカード・コネクタ３８の正しい挿入を検出する機械的センサを設けることも可能である。さらに別の代替案として、既存のライン上のインピーダンス値を用いて、カードの正しい挿入を検出することも可能である。
【００４７】
カードの正しい挿入を検出するために用いる特定の方法には無関係に、ステップ９２においてカードの正しい挿入を検出したなら、９４においてバス・コントローラ２２からスイッチ５４に電力供給信号ＰＥを供給して、電力５０のカード４２への供給をイネーブルする。これによって、適切な接続が全て行われるまで、電力を供給しないことを保証する。
【００４８】
図４に示すように、電力イネーブルＰＥ信号は、遅延段６２にも供給することにより、挿入カード４２上の回路が安定するまで、挿入カード４２からのバス要求信号をバス・コントローラ２２が受け取らないようにする。これによって、偽のバス要求信号およびその他のスパイクの一方または両方がバス・コントローラ２２に送られないよう保証する。
【００４９】
ステップ９６においてバス要求信号ラインをイネーブルしたなら、カードは完全に動作状態となり、電源、クロックおよびその他の常時必要な信号は、カード４２には常時使用可能となる。また、カードからのバス要求ラインも常時監視する。
【００５０】
しかしながら、本発明の好適実施例では、コネクタ３２のデータ／アドレス接点５６は、対象のカード４２のための適切なバス・サイクル時にのみイネーブルするようにして、動的なサイクル・スイッチングを行うようにしている。
【００５１】
本発明の好適実施例では、データ／アドレス接点５６を特定のカード４２のためにイネーブルしたときを判定するために、バス・コントローラ２２は２つの機構を採用している。
【００５２】
第１の機構は、対象のカード４２が当該カードのためのバス要求ラインをアサートしたことに応答して、コントローラがこのカードにバスを付与したときに、適切なトランスミッション・ゲート５８にゲート・イネーブル信号を供給することによって、データ／アドレス接点５６をイネーブルする。尚、バックプレーン２０上には、各カード・コネクタ３０，３２，３４等毎に１本のバス要求ラインがあることを注記しておく。したがって、バス・コントローラ２２は、どのカードが各バス要求ラインをアサートしたのかを直ちに知り、適切なバス・サイクルの間にバス・アクセスを付与するのと同時に、対象のカードに適切なゲート・イネーブル信号を供給することによって、適切なトランスミッション・ゲート５８をイネーブルする。
【００５３】
コントローラ２２の制御の下で対象のカードがスレーブ・モードで動作している場合には、別の機構を用いる。このようなモードでアドレスされているカードがどれであるかをコントローラが予測できるように、カード・コントローラ２２は、個々のカードにアドレスするのに地理的アドレシング（geographic addressing）を採用する。これを実現するために、（例えば、ＰＣＩ規格にしたがって設けられるような）プログラム可能なアドレシングを採用する。したがって、図７に概略的に示すように、バス・コントローラ２２には、アドレス・デコーダ１００を設けてあり、これがアドレス・ライン１０２上のアドレスに応答して、４枚（この場合）までの別個のカードにゲート・イネーブル信号ＧＥ０〜ＧＥ３を発生する（図１では、一例として、３つのカード・コネクタのみを示してあり、したがって３つのカード・イネーブル信号しか必要としないことが想起されよう）。電力イネーブル信号およびカード・イネーブル信号も、ソフトウエアの制御の下で供給するようにすることが好ましい。
【００５４】
図３には特定のライン構成を示したが、理解されるように、これはバックプレーン・バスおよびコネクタ３２ないし３８のために可能なライン構成の一例に過ぎない。代替の詳細な構成のバス・ラインも設けることができる。また、例えば、バックプレーン・バス上に別個のゲート・イネーブル・ラインを設けることなく、ゲート・イネーブル信号を供給することも可能である。例えば、図８は、放射アドレス・ライン（radial address line）ＲＡＤの使用を示している。この放射アドレス・ラインは、個々のコネクタ３２の各々に別個に設け、共通のストローブが、トランスミッション・ゲート５８の開くタイミングを決定する。まず第１に、ストローブ信号を全てのカードに共通に供給するが、これは選択的にアドレスするＲＡＤ信号と組み合わせて用いて、特定のカードに対するトランスミッション・ゲートを当該カードの適切なサイクルの間イネーブルすることを保証するようにできる。
【００５５】
以上、トランスミッション・ゲートを設けることによって、ホット・インサート、障害の分離、および標準的なバックプレーン・バスのためのバス拡張を可能にするバス構成について説明してきた。
【００５６】
本発明の一実施例では、ＰＣＩバス・コネクタ間において、バックプレーン上にトランスミッション・ゲート（例えば、電界効果トランジスタとして構成する）を配することによって、バス（例えば、ＰＣＩバス）の各コネクタを分離することができる。トランスミッション・ゲートは、バックプレーン・カードを挿入するためのコネクタ内に一体の構成要素として設けることができ、あるいはまたバックプレーン・バス自体に設けることも可能である。
【００５７】
本発明の一実施例では、バス・アドレスの地理的デコーディングの使用によって、素早くかつ信頼性の高い障害検出を可能とし、これによりバス・コントローラは、どのサイクルにしてもそれが発生する前に、どのカードがそのサイクルに応答するかについて予め知っているため、バス・コントローラは、障害の発生したのが、バスに接続してあるどのコネクタ（スロット）であるかについて直ちに知ることができる。
【００５８】
いずれのバス・サイクルでも目標のコネクタに対してのみトランスミッション・ゲートをイネーブルすることによって、バックプレーン・バス上の全有効伝送ラインは、バックプレーン・バス上のライン長に、選択したカード上の伝送ライン長を加えたものにまで減少する。これによって、かなりの伝送ラインの利点が得られ、電磁干渉の減少、並びにより高い周波数における信頼性の高い動作が可能となる。
【００５９】
また、障害、例えば、バス・ライン・ビット上の短絡は、その障害のあるカードのトランスミッション・ゲートがイネーブルされるときに現れるだけであるので、障害の分離は一層容易になる。したがって、障害分離が容易になることも判るであろう。
【００６０】
電源ライン、クロック等に設ける追加のバックプレーンのトランジスタ分離は、本発明の好適実施例であり、カードをオンにするときにイネーブルし、そしてオフにするまでイネーブルのまま保持する。ここに記述した本発明の好適実施例では、以下のように多数の利点が得られる。
【００６１】
Ａ）カードを挿入する間または取り外す間は全てのゲートをオフに保つ結果として、カードのホット・インサートが可能となる。
【００６２】
Ｂ）どの信号も最初にオフになっているゲートと接触することができるので、ホット・インサートを可能にするためにカード上にリーディング・ピン・コネクタは不要である。
【００６３】
Ｃ）特徴ＡおよびＢを合わせると、標準的なコールド・インサート可能なＰＣＩカードを、ホットに維持したシステムに使用可能であることを意味する。
【００６４】
Ｄ）どの一時点においてもイネーブルするＰＣＩスロットは１つのみであるので、伝送ラインは大幅に短縮化する。個々のＰＣＩスロットは各々非常に長いバス・トレースを有することができるが、これらは、ゲートによって分離してあり、システム全体には影響を及ぼさないので、ＰＣＩバスの物理長は、通常の０．７メートルの限度から約２メートルまで延長が可能となり、追加の物理システム構成をつくることが可能となる。
【００６５】
Ｅ）一度に１つのスロットとのみバスがトーク（talk）する場合、当該スロットにおける障害が他のスロットに影響を与える可能性はない。したがって、本発明の一実施例におけるＰＣＩカードは、その他の全ＰＣＩバス・ラインを接地に短絡させることができるが、それでもなおそれら他のスロットは完全に動作する。これによって、単一の交換可能なモジュールの良好な障害分離が可能となる。
【００６６】
以上、本発明の特定の実施例について記述したが、理解されるように、本発明はこれに限定される訳ではなく、特許請求の範囲に定義してある本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更および／または追加が可能である。例えば、従属項の特徴の異なった組み合わせを、独立項の特徴と組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックプレーンおよび多数の拡張カードを示すコンピュータ・システムの概略横断面図。
【図２】図１のバックプレーンの概略平面図。
【図３】バス・コントローラから挿入可能カードへの接続のいくつかを示す概略図。
【図４】図３の要素のいくつかを詳細に示す図。
【図５】拡張カードのためのコネクタを示す概略図。
【図６】カードのホット・インサートを示すフロー図。
【図７】地理的アドレシングの面を示す概略図。
【図８】本発明の一実施例において信号を供給するための１つの可能な技法を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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