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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Baugruppenträger bzw.
Computerbus-Racks mit einer erhöhten
Dichte an Steckkartenplätzen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Erhöhung der
Dichte an Steckkartenplätzen
in einem CPCI-System.
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2. Beschreibung des technischen
Hintergrunds
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CPCI
(Compact Peripheral Component Interconnect) ist ein Hochleistungs-Industriebus,
basierend auf der elektrischen Spezifikation des Standard-PCIs im
robusten 3U- oder 6U-Eurocard-Format. CPCI ist für Anwendungen im Bereich der
Telekommunikation, des Telefonierens über den Computer, der Echtzeitmaschinensteuerung,
der industriellen Automation, der Echtzeitdatenerfassung, der Instrumentation,
für militärische Systeme
oder jede andere Anwendung vorgesehen, die Hochgeschwindigkeitsberechnungen,
modulare und kompakte Baumaße
sowie langfristigen Herstellersupport erfordert. Wegen seiner extrem
hohen Geschwindigkeit und Bandbreite ist der CPCI-Bus besonders
für viele Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationsanwendungen
wie z.B. Servern, Routern, Wandlern und Switches geeignet.
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Verglichen
mit dem Standard-Desktop-PCI, unterstützt CPCI zweimal so viele PCI-Steckplätze (8 gegenüber 4) und
bietet ein Packmaß,
das für
den Einsatz in industriellen Anwendungen viel besser geeignet ist.
Konventionelle CPCI-Karten sind ausgelegt, von der Vorderseite her
bestückt
zu werden und aus einem Steckkartenkäfig entnommen zu werden. Die
Karten werden durch ihren Verbinder sowie durch eine Steckkartenführung auf
beiden Seiten in Position gehalten, ebenso mit einer Blende, die
fest mit dem Steckkartenkäfig
verschraubt ist. Karten bzw. Steckkarten werden vertikal montiert,
um eine natürliche
oder erzwungene Luftkonvektion für
Kühlzwecke
zu ermöglichen.
Auch sind die Steckverbinder der CPCI-Steckkarten zuverlässiger und
haben eine bessere Stoß-
und Vibrationscharakteristik als der Kartenrandverbinder von Standard-PCI-Karten.
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Konventionelles
CPCI definiert eine Rückwandumgebung,
die auf acht Steckplätze
beschränkt ist.
Insbesondere ist das Bussegment des konventionellen CPCI-Systems
auf acht Steckplätze
beschränkt,
welches einen System-Steckplatz und Peripheriesteckplätze umfasst.
Der System-Steckplatz stellt
die Taktung, die Arbitration, die Konfiguration und die Interruptverwaltung
für bis
zu sieben Peripheriesteckplätze
bereit. Viele Anwendungen erfordern jedoch größere Systeme, sodass es vorteilhaft
wäre, eine
höhere
Dichte an Steckplätzen
für einen
gegebenen Formfaktor bereitzustellen.
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Die
EP-A-0 438 012 offenbart eine doppelseitige Rückwandbaugruppe für die Erhöhung der Dichte
an logischen Elementen in einem logischen Käfig. Verbinder zum Verbinden
logischer Elemente mit der Rückwand
werden auf beiden Seiten der Rückwand-Steckkarte
bereitgestellt, sodass ein logischer Käfig mit zwei Sub-Käfigen bereitgestellt
wird.
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Die
US 6 073 229 offenbart eine
Computersystemarchitektur, in der funktionelle kompatible elektronische
Komponenten auf einer Leiterplatte platziert sind. Einige Ausführungsformen
benützen eine
einzige Rückwand,
wohingegen andere die Peripheriesteckplätze auf einer zweiten, passiven
Rückwand
platzieren.
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Die
EP-A-0 236 799 offenbart einen Baugruppenträger für eine elektronische Vorrichtung,
die an ihren Rändern
Kontaktelemente hat, die in Einschubrichtung ausgerichtet sind.
Die Vorrichtung kann aus zwei entgegengesetzten Seiten in das Rack hineingeschoben
werden.
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Die
US 5 792 268 offenbart eine
Vorrichtung zum Halten und Stützen
einer Leiterplatine in einer Maschine für das Siebdrucken von Lötpaste auf
die Platine.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Baugruppenträger bzw.
einen Computerbus-Rack, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, und beinhaltet
eine Platine, die angepasst ist, um eine erhöhte Dichte an Zusatz-Steckkartenplätzen für eine gegebene
Größe zu haben.
Wichtige Vorteile und Nutzen werden durch Bereitstellung einer höheren Dichte
an Steckkartenplätzen
für einen Computerbus-Rack
wie beispielsweise einem CPCI-System bereitgestellt. Wenn das System
der vorliegenden Erfindung eine größere Anzahl von "intelligenten" Steckkarten ermöglicht (d.h.
Steckkarten, die einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signalprozessor
haben), um in die zusätzlichen
Steckplätze eingebracht
zu werden, kann die Verarbeitungsleistung des Systems effektiv verbessert
werden und können
mehr Clients bedient werden. Wenn mehr "slave"-Steckkarten (d.h. Karten mit einem
Eingabe/Ausgabe-Prozessor wie z.B. Ethernet, und serielle und/oder
parallele Ports oder einen Speicherkontrollprozessor wie z.B. SCSI
(Small Computer System Interface) und Fiberchannel) in die zusätzlichen Steckplätze eingebracht
werden, können
die Eingabe/Ausgabe- oder
Speicherfähigkeiten
des Systems effektiv verbessert werden und können mehr Clients bedient werden.
Jedes Schema erlaubt eine unzählige
Vielzahl von Anwendungsverbesserungen wie z.B. mehrfache Kommunikationsverbindungen,
Festplattenspiegelung, flexible Peer-to-Peer-Transaktionen und parallele
und/oder verteilte Verarbeitung. Es ist anzumerken, dass es mit
der vorliegenden Erfindung möglich
ist, den oben genannten Nutzen ohne eine Vergrößerung der physikalischen Abmessungen des
Systems zu erzielen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet ein Computerbus-Rack mindestens eine Platine
mit einer Vorderseite und einer Rückseite und umfasst das Rack
eine erste Mehrzahl von Steckplätzen,
die an der Vorderseite angeschlossen sind, und eine zweite Mehrzahl
von Steckplätzen,
die an der Rückseite
angeschlossen sind. Die erste und zweite Mehrzahl von Steckplätzen sind
derart angeordnet, dass zueinander korrespondierende Steckplätze der ersten
und zweiten Steckplätze
zueinander ausgerichtet sind. Auch ist eine Mehrzahl von Verbindern, die
entsprechende Verbindungsstifte haben, in eine Richtung im Wesentlichen
senkrecht zu und von der Platine weg erstreckend ausgerichtet und
haben eine Spalten- und Zeilenanordnung innerhalb der Verbinder.
Die Verbinder sind mit der Platine in Ausrichtung mit der ersten
und zweiten Mehrzahl der Steckplätze angeordnet
und jede der Mehrzahl der Verbinder hat Verbinderstifte, die von
den Verbinderstiften der Verbinder der anderen Steckplätze körperlich
verschieden sind. Die Steckplätze
auf der Vorderseite und der Rückseite
sind angepasst, um mit Zusatz-Einsteckkarten zusammenzupassen, um
die Zahl der Zusatz-Einsteckkarten für eine gegebene Größe zu erhöhen.
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In
einer Ausführungsform
wird ein Computergehäuse
wie beispielsweise ein Computerbus-Rack bereitgestellt. Das Computergehäuse umfasst
einen vorderen und einen hinteren Steckkartenkäfig, wobei jeder der Steckkartenkäfige vertikale
Seitenplatten beinhaltet, die parallel zueinander verlaufen und
voneinander beabstandet sind, obere und untere Stützglieder
besitzt, die parallel zueinander und mit den Seitenplatten an der
Ober- und Unterseite der Platten verbunden sind und im Wesentlichen
senkrecht zu den Platten ausgerichtet sind. Ebenfalls gehören hierzu
Paare von Steckkartenführungen,
die mit den oberen und unteren Stützgliedern gekoppelt sind und sich
senkrecht zu den Stützgliedern
erstrecken, wobei jedes der Paare von Steckkartenführungen
eine erste Steckkartenführung
besitzt, die mit dem oberen Stützelement
verbunden ist, und eine zweite Steckkartenführung besitzt, die mit dem
unteren Stützelement
gekoppelt ist. Weiterhin ist ein Platinenslot bzw. ein Platinensteckplatz
im Wesentlichen in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses und
zwischen den ersten und zweiten Steckkartenkäfigen lokalisiert. Das Gehäuse ist
im Stande, das Computerbus-Rack in der Mitte des Gehäuses anstelle
auf der Rückseite des
Gehäuses
wie im Stand der Technik aufzunehmen. Dies erlaubt das Einführen von
Zusatz-Einsteckkarten von der Frontseite oder von der Rückseite
des Gehäuses
her. Die Steckkartenführungen
werden auch bereitgestellt und derart innerhalb des Gehäuses angeordnet,
dass die Zusatz-Einsteckkarten im Stande sind, geeignet mit den
Einsteckkarten des Computerbus-Racks zusammenzupassen.
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Ein
Computerbus-Rack wie oben beschrieben kann unter Einsatz eines Tisches
hergestellt werden, der zum Halten einer Platine benutzt wird, die Verbinder
mit Verbinderstiften besitzt. Der Tisch umfasst eine obere Fläche, eine
untere Fläche
unterhalb der oberen Fläche
und eine Mehrzahl von Seitenflächen,
die zwischen der oberen und der unteren Fläche angeordnet sind, wobei
die obere Fläche
Rillen in einer Richtung besitzt, die parallel zu einer Seitenfläche des
Tisches sind. Die Rillen stellen einen Zwischenraum für die Verbinder
der Platine bereit, sodass die Verbinder in die Rillen passen und
die verbleibenden Bereiche der oberen Fläche die Platine stützen. Der
Tisch ermöglicht
das Einpressen von Verbindern in eine Platine im Wege des Pressfittings, die
eine Ausführungsform
mit einer einzigen mittleren Ebene ist. Zum Beispiel wird ein Tisch
wie oben beschrieben benötigt,
wenn es nur eine mittlere Ebene gibt und die Verbinder auf beiden
Seiten der mittleren Ebene eingepresst werden müssen, sodass es einen Zwischenraum
für die
bereits eingepressten Verbinder gibt, wenn die Verbinder auf einer
anderen Seite der mittleren Ebene eingepresst werden.
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Ein
besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung sowie ein Bewusstsein für ihre zusätzlichen
Vorteile und Aufgaben werden dem Fachmann durch Betrachtung der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
ermöglicht.
Es wird auf die beigefügten
Figurenblätter Bezug
genommen, die zunächst
kurz beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines konventionellen CPCI-Gehäusesystems;
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2 zeigt
die Abmessungen, die für
die CPCI-Tochterkarte definiert sind;
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3 ist
eine Vorderansicht einer konventionellen 3U-Rückwand mit acht Steckplätzen und
jeweils zwei Verbindern;
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4(a) zeigt eine Vorderansicht einer konventionellen
CPCI-Rückwand
mit einer 6U-Größe;
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4(b) zeigt eine Rückansicht einer konventionellen
CPCI-Rückwand
mit einer 6U-Größe;
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5 zeigt
eine Seitenansicht der konventionellen Rückwand der 4(a) und 4(b);
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6(a) zeigt eine Vorderansicht einer mittleren
Ebene gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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6(b) zeigt eine Rückansicht der mittleren Ebene
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 zeigt
eine Seitenansicht der mittleren Ebene der 6(a) und 6(b);
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8 zeigt
eine Seitenansicht der mittleren Ebene der 6(a) und 6(b), wobei in jedem Steckplatz auf der Vorder-
und Rückseite
eine CPCI-Tochterkarte eingeschoben ist;
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9(a) zeigt eine Anordnung der Verbinderstifte
der Verbinder der Vorderseite gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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9(b) zeigt eine Anordnung der Verbinderstifte
der Verbinder der Rückseite
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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10(a) zeigt eine überlappende Ansicht der entsprechenden
Steckplätze
eines Computerbus-Racks mit einer einzigen mittleren Ebene;
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10(b) zeigt eine Seitenansicht der mittleren Ebene
der 10(a);
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10(c) zeigt eine Detailansicht der Verbinder der
mittleren Ebene der 10(a);
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10(d) zeigt ein Beispiel von Signalspuren der
mittleren Ebene der 10(a) und 10(b), die entsprechende Verbinderstifte verbindet;
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11(a) zeigt eine überlappende Ansicht entsprechender
Steckplätze
einer doppelseitigen mittleren Ebene gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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11(b) zeigt eine Seitenansicht der doppelseitigen
mittleren Ebene der 11(a);
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12(a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Gehäuses
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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12(b) zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses für eine Ausführungsform
mit einer einzigen mittleren Ebene; und
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12(c) zeigt eine Seitenansicht eines Gehäuses für eine Ausführungsform
mit einer einzigen mittleren Ebene; und
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13 zeigt
ein Beispiel für
einen Tisch zum Einpressen der Verbinderstifte in eine mittlere
Ebene.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Baugruppenträger bzw.
einen Computerbus-Rack, der bzw. das eine Leiterplatine hat, die
angepasst ist, um eine erhöhte
Dichte an Zusatz-Steckkartenplätzen für eine gegebene
Größe zu haben.
Es gibt wichtige Vorteile und Nutzen durch die Bereitstellung einer
höheren
Dichte an Steckkartenplätzen
für ein
Computerbus-Rack wie beispielsweise einem CPCI-System. Wenn das
System der vorliegenden Erfindung es erlaubt, eine größere Anzahl „intelligenter" Einsteckkarten (d.h.
Karten, die einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signalprozessor
haben) in die zusätzlichen
Steckplätze
einzuschieben, wird die Verarbeitungsleistung des Systems effektiv
verbessert und können
mehr Clients bedient werden. Wenn mehr "slave"-Einsteckkarten (d.h. Karten, die einen
Eingabe/Ausgabe-Prozessor wie beispielsweise das Ethernet und serielle
und/oder parallele Ports oder einen Speichersteuerprozessor wie
z.B. SCSI (Small Computer System Interface) und Fiberchannel haben)
in die zusätzlichen
Steckplätze
eingeschoben werden, werden die Eingabe/Ausgabe- oder die Speicherfähigkeiten
des Systems effektiv erhöht und
können
mehr Clients bedient werden. Jedes Schema erlaubt eine unzählige Vielzahl
von Anwendungsverbesserungen wie z.B. mehrfache Kommunikationsverbindungen,
Festplattenspiegelung, flexible Peer-to-Peer-Transaktionen sowie
parallele und/oder verteilte Verarbeitung. Wenn zum Beispiel Platinen,
die DSP-Prozessoren haben, in die Steckplätze des Computerbus-Racks eingeschoben
werden, kann eine leistungsfähigere
verteilte Verarbeitung durchgeführt
werden, und wenn Platinen, die Ethernet-Controller haben, in die
Steckplätze
eingefügt
werden, werden Kommunikationsverbindungen im System ermöglicht,
usw. Es ist anzumerken, dass es die vorliegende Erfindung ermöglicht,
die oben genannten Vorteile ohne vergrößerte physikalische Abmessungen
des Systems bereitzustellen.
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Bezug
nehmend auf 1 wird eine perspektivische
Ansicht eines konventionellen CPCI-Gehäusesystems
gezeigt. Das Gehäusesystem 100 beinhaltet
eine CPCI-Platine, die im konventionellen CPCI-System als eine passive
Rückwand 102 bezeichnet
wird, da die Platine an der Rückseite
des Gehäuses 100 lokalisiert
ist und Zusatz-Steckkarten nur von der Vorderseite des Gehäuses 100 her
eingeschoben werden können.
Auf der Vorderseite der Rückwand 102 sind
Steckplätze
mit Verbindern 104 vorhanden. Im gezeigten konventionellen
Gehäusesystem 100 kann
eine 3U-Tochterkarte 106 oder
eine 6U-Tochterkarte 108 in geeignete Steckplätze eingeschoben
und in die Verbinder 104 eingreifen. Für ein geeignetes Einschieben
der Tochterkarten 106, 108 in die Steckplätze sind
Steckkartenführungen 110 vorgesehen.
Das konventionelle Gehäusesystem 100 stellt
von der Vorderseite her entfernbare Tochterkarten und eine unbehinderte
Kühlung über die
gesamte Anzahl der Tochterkarten 106, 108 bereit.
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Bezug
nehmend auf 2 werden die Abmessungen, wie
sie für
die CPCI-Tochterkarte definiert sind, gezeigt, die auf dem Eurocard-Industriestandard
basieren. Wie in 2 gezeigt hat die Tochterkarte 200 eine
Frontplatten-Schnittstelle 202 und einen Auswerfer/Einschieber-Griff 204.
Die Frontplattenschnittstelle 202 ist passend zum Eurocard-Packmaß und ist
kompatibel mit IEEE 1101.1 oder IEEE 1101.10. Die Griffe des Auswerfers/Einschiebers
sollten auch mit IEEE 1101.1 kompatibel sein. Der Griff 204 des
Auswerfers/Einschiebers wird für
3U-Tochterkarten benutzt und zwei Auswerfer/Einschieber-Griffe 204 für 6U-Tochterkarten.
Es ist anzumerken, dass die Verbinder 104a–104e vom
unteren Verbinder 104a beginnend nummeriert werden, und dass
sowohl 3U- als auch 6U-Tochterkartengrößen wie nachfolgend beschrieben
definiert sind.
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Die
Abmessungen der 3U-Größe sind
ungefähr
160,00 mm mal ungefähr
100,00 mm, und die Abmessungen der 6U-Größe sind ungefähr 160,00 mm
mal ungefähr
233,35 mm. Die 3U-Größe beinhaltet
2 mm-Verbinder 104a–104b,
was das Minimum ist, weil es den vollen 64-Bit-CPCI-Bus bereitstellt. Insbesondere
sind die Verbinder 104a vorgesehen, die Signale, die für die Unterstützung des 32-Bit-PCI-Buses
erforderlich sind, zu übertragen, sodass
keine anderen Signale über
einen der Stifte dieses Verbinders übertragen werden können. Optional
haben die Verbinder 104a einen reservierten Schlüsselbereich,
der mit einem Verbinder-"Schlüssel" ausgestattet ist,
der ein einsteckbares Plastikteil ist, das verschiedene Formen und
Größen haben kann,
sodass die Zusatz-Einsteckkarte
nur mit einem geeignet verschlüsselten
Steckplatz zusammenpasst. Die Verbinder 104b sind vorgesehen, 64-Bit-Übertragungen
oder Rückwand-Eingaben/Ausgaben
bei der 3U-Größe zu ermöglichen.
Die Verbinder 104c–104e sind
für 6U-Systeme,
wie sie in 1 gezeigt sind, verfügbar. Die
6U-Größe beinhaltet
die zwei Verbinder 104a–104b der 3U-Größe und drei
zusätzliche
2 mm-Verbinder 104c–104e.
Mit anderen Worten beinhaltet die 3U-Größe Verbinder 104a–104b und
die 6U-Größe Verbinder 104a–104e. Die
drei zusätzlichen
Verbinder 104c–104e der 6U-Größe können für sekundäre Busse
verwendet werden (z.B. SCSA (Signal Computing System Architecture)
oder MVIP (MultiVendor Integration Protocol telephony buses), Brücken zu
anderen Bussen (z.B. VMEs (Virtual Machine Environment) oder SCSI (Small
Computer System Interface)) oder für benut zerspezifische Anwendungen.
Es sei angemerkt, dass die CPCI-Spezifikation den Ort für alle Verbinder 104a–104e festlegt,
aber nur die Signal-Pin-Zuordnungen des CPI-Busabschnitts 104a und 104b definiert
sind. Die verbleibenden Verbinder sind Gegenstand weiterer Spezifikationsbemühungen oder können vom
Benutzer für
spezielle Anwendungen, wie oben beschrieben, definiert werden.
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Bezug
nehmend auf 3 wird eine Vorderansicht einer
konventionellen 3U-Rückwand
gezeigt, die acht Steckplätze
mit jeweils zwei Verbindern hat. Ein CPCI-System ist aus einem oder
mehreren CPCI-Bussegmenten zusammengesetzt, wobei jedes Bussegment
bis zu acht CPCI-Steckplätze
besitzt. Jedes CPCI-Bussegment besteht aus einem Systemsteckplatz 302 und
bis zu sieben Peripheriesteckplätzen 304a–304g.
Die CPCI-Tochterkarte für
den Systemsteckplatz 302 stellt Arbitration, Taktverteilung
und Reset-Funktionen für
die CPCI-Peripheriekarten auf dem Bussegment zur Verfügung. Die
Peripheriesteckplätze 304a–304g können einfache
Karten beinhalten, intelligente Slaves oder PCI-Bus-Master.
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Die
Verbinder 104a, 104b haben Verbinderstifte 306,
die in eine Richtung ragen, die senkrecht auf der Rückwand 300 steht,
und sind ausgelegt, mit den "aktiven" Tochterkarten 106, 108 (siehe 1) der
Frontseite zusammenzupassen und seine relevanten Interconnect-Signale
durchzureichen bzw. durchzuleiten, damit sie mit den "passiven" Eingabe/Ausgabe
(E/A)-Karten (nicht gezeigt) zusammenpassen. Mit anderen Worten
erlauben es die Verbinderstifte 306 in einem konventionellen
CPCI-System, die zusammengeschalteten Signale von der aktiven Frontseite
mit ihren Tochterkarten zu den passiven E/A-Karten der Rückseite
durchzuleiten.
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Bezug
nehmend auf die 4(a) und 4(b) wird
eine Vorder- und Rückansicht
der konventionellen CPCI-Rückwand
in der 6U-Größe gezeigt.
In 4(a) werden auf der Vorderseite 400a der
Rückwand 400 vier
Steckplätze 402a–402d zur Verfügung gestellt.
In 4(b) werden auf der Rückseite 400b der
Rückwand 400 vier
Steckplätze 406a–406d bereitgestellt.
Es ist anzumerken, dass in beiden 4(a) und 4(b) nur vier Steckplätze anstelle von acht Steckplätzen wie
in 3 bereitgestellt werden. Weiterhin ist es wichtig
anzumerken, dass jede der Steckplätze 402a–402d auf
der Vorderseite 400a fünf
Verbinder 404a–404e besitzt,
wohingegen jede der Steckplätze 406a–406d auf
der Rückseite 400b lediglich
vier Verbinder 408b–408e besitzt.
Dies liegt daran, dass bei einer 3U-Größe des konventionellen
CPCI-Systems die Verbinder 404a sowohl für 32 Bit
PCI als auch für
Verbinderverschlüsselung
bereitgestellt werden. Daher haben sie keine E/A-Verbinder auf ihrer
Rückseite.
Entsprechend werden die Tochterkarten, die in den Vorderseitensteckplätzen 402a–402d eingeschoben
werden, nur Signale zur rückseitigen Übertragungskarte übermitteln,
die die Steckplätze 406a–406d über die Vorderseitenverbinder 404b–404e eingeschoben sind.
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Bezug
nehmend auf 5 wird eine Seitenansicht der
konventionellen Rückwand
der 4(a) und 4(b) gezeigt.
Wie in 5 dargestellt sind der Steckplatz 402d auf
der Vorderseite 400a und der Steckplatz 406d auf
der Rückseite 400b derart
angeordnet, dass im Wesentlichen Rückseite an Rückseite
ausgerichtet sind. Weiterhin ist der Steckplatz 402c auf
der Vorderseite 400a und der Steckplatz 406c auf
der Rückseite 400b so
angeordnet, sodass sie im Wesentlichen zueinander ausgerichtet sind, usw.
Demgemäß sind die
Vorderseitenverbinder 404b–404e Rückseite
an Rückseite
mit den Rückseiteverbindern 408b–408e angeordnet.
Es ist anzumerken, dass der Verbinder 404a der Vorderseite
keinen korrespondierenden Verbinder auf der Rückseite hat. Es ist wichtig
anzumerken, dass der Systemsteckplatz 402a ausgebildet
ist, die CPU-Tochterkarte aufzunehmen, und die Signale vom Systemsteckplatz 402a dann
zu entsprechenden Verbinderstiften der Peripheriesteckplätze 402b–402d zu übertragen. Daher
kann das konventionelle CPCI-System eine erweiterte E/A-Funktionalität haben,
indem Peripherie-Tochterkarten in die Peripheriesteckplätze 402b–402d eingeschoben
werden.
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Weil
die Verbinderstifte 306 es in einem konventionellen CPCI-System
ermöglichen,
die verbundenen Signale von den Töchterkarten zu den passiven
E/A-Karten auf der Rückseite
durchzuleiten, ist die maximale Anzahl von Steckplätzen, die
für die Rückwand 400 bereitgestellt
wird und die mit dem Eurocard-Industriestandard kompatibel ist,
auf acht beschränkt.
In anderen Worten ist das konventionelle CPCI-System dahingehend
begrenzt, wie viele Steckplätze
für eine
gegebene Rückwand 400 bereitgestellt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
diesen Nachteil konventioneller CPCI-Systeme durch Bereitstellung
zusätzlicher
Verbinder auf der Rückseite,
die mit zusätzlichen
CPCI-Tochterkarten zusammenpassen, indem eine Verbindungsstiftanordnung
auf der Rückseite
der Platine bereitgestellt wird, die im Wesentlichen ein Spiegelbild
der Verbinder auf der Vorderseite ist, und welche nicht die Signale
auf dem Verbinder auf seiner Rückseite
durchleiten. Dies ermöglicht
im Wesentlichen eine Verdopplung in der Zahl der Steckplätze, die
für einen
gegebenen Formfaktor einer mittleren Ebene CPCI-Tochterkarten unterstützen können, wie
es nachfolgend näher
erläutert
wird.
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Die 6(a) und 6(b) zeigen
eine Vorder- und Rückansicht
einer mittleren Ebene gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Es ist zu berücksichtigen,
dass sich die CPCI-Platine auf die mittlere Ebene bezieht, weil
sie bevorzugtermaßen
in der Mitte des Gehäuses
angeordnet ist und im Stande ist, Zusatz-Einsteckkarten aufzunehmen,
die von vorne und von hinten eingeschoben werden können. Zum Beispiel
ist Bezug nehmend auf 6(c),
welche eine Seitenansicht eines Gehäuses gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die mittlere Ebene 600 in der Mitte
des Gehäuses 610 platziert, welches
oben und unten Führungen 612, 614 hat.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die mittlere Ebene 600 der
vorliegenden Erfindung an jeder geeigneten Stelle des CPCI-Gehäuses angeordnet
sein kann.
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Bezug
nehmend auf 6(a) werden auf der Vorderseite 600a der
mittleren Ebene 600 vier Steckplätze 602a–602d bereitgestellt,
die fünf
Verbinder 604a–604e haben.
Wie in 6(b) gezeigt, werden auch auf
der Rückseite 600b der
mittleren Ebene 600 vier Steckplätze 606a–606d zur
Verfü gung
gestellt, die jeweils fünf
Verbinder 608a–608e haben.
Es ist zu berücksichtigen,
dass durch Bereitstellen von vier Steckplätzen auf der Vorderseite 600a und
der Rückseite 600b der
mittleren Ebene 600 die vorliegende Erfindung eine Gesamtzahl
von acht Steckplätzen hat,
die im Stande sind, mit CPCI-Tochterkarten zusammenzupassen, und
nicht vier wie bei einem konventionellen CPCI-System, wie es in
den 4(a) und 4(b) gezeigt
ist. Mit anderen Worten können bei
einem konventionellen CPCI-System der 4(a) und 4(b) die CPCI-Tochterkarten nur in die Steckplätze der
Vorderseite eingefügt
und E/A-Übertragungskarten
in die Steckplätze
der Rückseite
eingeschoben werden. Demgemäß werden
bei der vorliegenden Erfindung die E/A-Übertragungskarten nicht durch
die rückseitigen
Steckplätze
unterstützt,
wie es bei einem konventionellen CPCI-System der Fall ist, und ist
die vorliegende Erfindung im Stande, eine höhere Dichte an Zusatz-Steckplätzen für einen
gegebenen Formfaktor zur Verfügung
zu stellen.
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Bezug
nehmend auf 7 wird eine Seitenansicht der
mittleren Ebene der 6(a) und 6(b) gezeigt. Wie im Beispiel der 7 veranschaulicht,
werden der Steckplatz 602d auf der Vorderseite 600a und
der Steckplatz 606d auf der Rückseite 600b angeordnet,
sodass sie Rückseite
an Rückseite
anzutreffen sind. Weiterhin wird der Steckplatz 602c auf
der Vorderseite 600a und der Steckplatz 606c auf
der Rückseite 600b zueinander
ausgerichtet, usw.
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Mit
Bezug auf 8 wird eine Seitenansicht der
mittleren Ebene der 6(a) und 6(b) gezeigt, wobei jeder Steckplatz auf der Vorder-
und Rückseite
eine eingeschobene CPCI-Tochterkarte besitzt. Wie im Beispiel der 8 gezeigt,
werden CPCI-Tochterkarten 802, 804 in Steckplätze 602 bzw. 606d der
mittleren Ebene 600 eingeschoben. Obwohl nicht gezeigt,
sind andere CPCI-Tochterkarten
in Steckplätze 602a–602c auf
der Vorderseite und Steckplätze 606a–606c auf
der Rückseite
einschiebbar. Wie in den Beispielen der 7 und 8 gezeigt,
ist die mittlere Ebene 600 im Stande, zweimal so viele
CPCI-Tochterkarten wie bei einem konventionellen CPCI-System für eine gegebene Größe aufzunehmen.
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Mit
Bezug auf die 9(a) und 9(b) wird die
Anordnung der Verbinderstifte auf der Vorderseite und die Verbinder
auf der Rückseite
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Wie in den 9(a) und 9(b) gezeigt, haben der Verbinder 604a und
der Verbinder 608a jeweils eine Spalten- und Zeilenanordnung
der Verbinderstifte 900a und 900b. Weiterhin ist
anzumerken, dass, wenn der Steckplatz 602d auf der Vorderseite 600a ausgerichtet
ist, sodass er Rückseite
an Rückseite
mit dem Steckplatz 606d der Rückseite 600b ausgerichtet
ist, sich der Verbinderstift 900a in der Spalte Z Zeile
2 des Verbinders 604a der Vorderseite befindet und sich
nicht Rückseite
an Rückseite
mit dem korrespondierenden Verbinderstift 900b befindet,
der in Spalte Z Zeile 2 des Verbinders 608a der Rückseite ist.
Mit anderen Worten sind die Verbinderstifte 900a, 900b der
Verbinder 604a und 608a jeweils keine einfach
durchleitenden Stifte. Entsprechend teilen sich Verbinder 604b–604e der
Steckplätze
auf der Vorderseite nicht einfach durchleitende Verbinderstifte mit
den Verbindern 608b–608e der
Steckplätze
auf der Rückseite.
Wenn sich zum Beispiel der Steckplatz 602d auf der Vorderseite 600a Rückseite
an Rückseite
mit dem Steckplatz 606d der Rückseite 600b befindet,
hat der Verbinderstift, der in Zeile Z Spalte 2 des Vorderseitenverbinders 604a ist,
auf seiner Rückseite
im Wesentlichen den Verbinderstift, der in Spalte F Zeile 2 des
rückwärtigen Verbinders 608a lokalisiert
ist. Daher sind die Verbinderstifte 900a, 900b der
Verbinder 604a, 608a jeweils nicht lediglich einfach
durchleitende Stifte, sondern sind separate und voneinander verschiedene
Stifte. Entsprechend teilen sich jeweils die Verbinder 604b–604e und 608b–608e nicht
jeweils ihre Verbinderstifte. Entsprechend sind die Verbinderstifte 900a der
Verbinder auf der Vorderseite ausgelegt, mit CPCI-Tochterkarten
zusammenzupassen, und sind die Verbinderstifte 900b der
Verbinder auf der Rückseite auch
ausgelegt, mit den CPCI-Tochterkarten zusammenzupassen, nicht aber
mit E/A-Übertragungskarten.
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Die 10(a)–10(c) zeigen ein Computerbus-Rack, das eine einzige
mittlere Ebene hat. Insbesondere veranschaulicht 10(a) eine überlappende
Ansicht der Steckplätze
der Vorder- und Rückseite
der mittleren Ebene der 6(a) und 6(b). Bezug nehmend auf 10(a) werden Vorderseitensteckplätre 602a–602d und
Rückseitensteckplätze 606a–606d gezeigt,
die im Wesentlichen ausgerichtet sind, aber die sowohl in vertikaler
als auch in horizontaler Richtung jeweils einen Versatz mit Bezug
auf die Steckplätze
auf der anderen Seite haben. 10(b) zeigt
eine Seitenansicht der versetzten Steckplätze der 10(a).
Bezug nehmend auf 10(b) wird
eine mittlere Ebene 600 mit Steckplätzen 602d und 606d auf
ihrer Vorder- und Rückseite
gezeigt. Aus dieser Perspektive kann nur der Versatz in vertikaler
Richtung gesehen werden. Obwohl nicht gezeigt, ist anzumerken, dass
die anderen Steckplätze 602a–602c und 606a–606c auf ähnliche Weise
mit Bezug zueinander einen Versatz aufweisen. 10(c) zeigt eine Detailansicht der Verbinder der
versetzten Steckplätze
der 10(a). Bezug nehmend auf 10(c) hat der Steckplatz 602d Verbinderstifte 900a in
einer Spalten- und Zeilenanordnung. Entsprechend hat der Steckplatz 606d Verbinderstifte 900b in
einer Spalten- und Zeilenanordnung. Wie man der 10(c) entnehmen kann, haben die Verbinderstifte 900a und 900d in
vertikaler und horizontaler Richtung einen Versatz zueinander, weil
die Steckplätze 602d und 606d in
einer vertikalen und horizontalen Richtung zueinander versetzt sind.
Es kann daher klar erkannt werden, dass die Verbinderstifte 900a der
Vorderseite und die Verbinderstifte 900b der Rückseite
nicht einfach durchleitende Stifte sind.
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Die
korrespondierenden/äquivalenten
Verbinderstifte der Verbinder 604a, 604b, 608a,
und 608b sind mit Signalspuren in der mittleren Ebene der
Leiterplatte (PCB) elektrisch verbunden, wie es in 10(d) gezeigt ist. 10(d) zeigt
Signalspuren einer PCB, die zueinander korrespondierende Verbinderstiften
verbindet.
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Bezug
nehmend auf 10(d) wird ein PCB 1000 mit
Vorderseitensteckplätzen 602a, 602b und Rückseitensteckplätzen 606a, 606b gezeigt.
Wie in 10(d) gezeigt verbindet eine
Signalspur 1002 alle Verbinderstifte elektrisch, die in
Spalte Z Zeile 2 in jedem der Steckplätze 602a, 602b, 606a, 606b angeordnet
sind, und verbindet eine Signalspur 1004 alle Verbinderstifte
elektrisch, die in Spalte A Zeile 4 in jedem der Steckplätze 602a, 602b, 606a, 606b angeordnet
sind. Auf diese Weise werden alle korrespondierenden/äquivalenten
Verbinderstifte der Verbinder 604a, 604b der Vorderseitensteckplätze 602a–602d und
die Verbinder 608a, 608b der Rückseitensteckplätze 606a–606d elektrisch
mit Signalspuren des PCB verbunden. Dies liegt daran, dass bei einem
CPCI-System die
beiden ersten Verbinder 604a, 604b eines jeden
Vorderseitensteckplatzes und die ersten zwei Verbinder 608a, 608b der
Rückseitensteckplätze dazu
bestimmt sind, die PCI-Signale zu übertragen, wie es oben beschrieben
wurde.
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Die 11(a)–11(b) zeigen eine Implementierung einer Ausführungsform
der Erfindung mit zwei übereinander
geschichteten mittleren Ebenen. Insbesondere zeigt 11(a) eine überlappende
Ansicht der entsprechenden Steckplätze von zwei übereinander
geschichteten mittleren Ebenen. Bezug nehmend auf 11(a) werden zwei mittlere Ebenen 1102, 1104 gezeigt,
die sandwichartig übereinander gelegt
und zueinander ausgerichtet werden, und einen Platine-zu-Platine-Verbinder 1106,
der die beiden mittleren Ebenen 1102, 1104 miteinander
elektrisch verbindet. Es ist anzumerken, dass die Steckplätze 602a–602d gegenüber den
Steckplätzen 606a–606d ausgerichtet
sind, sodass es im Wesentlichen keinen Versatz zwischen den Steckplätzen 602a–602d und 606a–606d gibt.
Der Verbinder 1106 ermöglicht
es, dass die PCI-Signale von einer Platine zur anderen ausgetauscht
werden. Mit anderen Worten werden die Signale, die über die
Verbinder 604a–604b, 608a, 608b ausgetauscht
werden, über den
Platine-zu-Platine-Verbinder 1106 von den beiden mittleren
Ebenen 1102, 1104 geteilt.
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11(b) zeigt eine Seitenansicht einer Implementierung
der 11(a) mit zwei übereinander geschichteten
mittleren Ebenen. Mit Bezug auf 11(b) kann
auch erkannt werden, dass die mittleren Ebenen 1102, 1104 mit
Bezug auf jeden anderen im Wesentlichen ohne Versatz ausgerichtet
sind. Obwohl nicht gezeigt sind die Steckplätze 602a–602c und 606a–608c auch
zueinander ausgerichtet. In der vorliegenden Ausführungsform
sind die zwei mittleren Ebenen 1102, 1104 mit
ihren entsprechenden Steckplätzen
und Verbinderkonfigurationen zusammenlaminiert, sodass es keine
durchleitende Verbindung der Verbinderstifte 900a der Vorderseitenverbinder
und der Verbinderstifte 900b der Rückseite gibt, wie es oben beschrieben
wurde, und überträgt der Platine-zu-Platine-Verbinder 1106 die
erforderlichen Signale zwischen den beiden mittleren Ebenen 1102, 1104.
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Daher
benutzt die vorliegende Erfindung Paare äquivalenter Stiftanordnungen
und nicht verlängerte
hintere Verbindungsstifte auf der Rückseite der Ebene sowie hintere
Steckplätze
mit Verbindungsstift-Anordnungen, die Spiegelbilder der Verbinderstift-Anordnungen
der Steckplätze
der Vorderseite sind, und sind die CPCI-Tochterkarten in die Rückseite
der mittleren Ebene einsteckbar, anstelle der E/A-Übertragungskarten.
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Wie
in der perspektivischen Ansicht der 12(a) gezeigt,
wird ein CPCI-Gehäuse
für die Aufnahme
der mittleren Ebene mit höherer
Dichte gemäß der vorliegenden
Erfindung gewählt.
Bezug nehmend auf 12(a) wird
ein Gehäuse 1200 gezeigt,
das einen vorderen Steckkartenkäfig 1202 und einen
hinteren Steckkartenkäfig 1204 hat.
Jeder der Steckkartenkäfige 1202, 1204 hat
Seitenplatten 1206, die voneinander beabstandet sind und
parallel zueinander angeordnet sind. Auf der Ober- und Unterseite
der Seitenplatten und ihren entsprechenden Frontseiten werden Stützglieder 1208 bereitgestellt, die
die Seitenplatten 1206 stützen. Senkrecht zu den Stützgliedern
sind Steckkartenführungen 1210 auf der
Ober- und Unterseite des Gehäuses 1200 zum Führen der
Zusatzkarten, wenn sie in die Steckplätze der mittleren Ebene 600 eingeschoben
werden. Etwa in der Mitte der Steckkartenkäfige ist ein Platinenhalter 1212,
der die mittlere Ebene 600 der vorliegenden Erfindung hält.
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Die 12(b) zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses der 2 für eine Implementierung
der 11(a) und 11(b) mit
zwei übereinander
geschichteten mittleren Ebenen. Mit Bezug auf 12(b) sind die oberen und unteren Steckkartenführungen 1210a–1210d der
vorderen und hinteren Steckkartenkäfige 1202, 1204 sowohl
in vertikaler als auch in horizontaler Richtung zueinander ausgerichtet.
Dies liegt daran, weil die Steckplätze 602d und 606d ebenfalls
mit Bezug zueinander ausgerichtet sind, sodass die Steckkartenführungen 1210a, 1210b und 1210c, 1210d auch
mit Bezug zueinander ausgerichtet werden müssen, um die CPCI-Karten geeignet
zu führen,
die durch die Vorder- oder
Rückseite
des Gehäuses 1200 eingeführt werden.
Die Anordnung der Steckkartenführungen,
wie sie oben beschrieben ist, ermöglicht ein geeignetes Zusammenwirken
der Karten mit den Steckplätzen 602d und 606d.
Obwohl nicht gezeigt, sind die anderen Steckkartenführungen
des Gehäuses 1200 auf
eine ähnliche
Weise wie die Kartenführungen 1210a–1210d, wie
sie in 12(b) gezeigt sind, angeordnet.
Zusätzlich
ist anzumerken, dass der Platinenhalter 1212 beide mittlere
Ebenen aufnimmt, die sandwichartig zusammengeführt sind.
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Die 12(c) zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses der 12(a) für
eine Implementierung der 10(a)–10(b) mit einer einzigen mittleren Ebene. Bezug
nehmend auf 12(c) sind die Steckkartenführungen 1210a, 1210b und 1210c,
sowie 1210d sowohl in vertikaler als auch in horizontaler
Richtung versetzt (nicht gezeigt) zueinander. Dies liegt daran,
dass die Steckkarten 602d und 606d ebenfalls sowohl
in vertikaler als auch in horizontaler Richtung mit Bezug zueinander
versetzt sind, wie es in den 10(a)–10(b) gezeigt ist. Daher müssen die Steckkartenführungen,
um die von der Vorder- oder Rückseite
des Gehäuses
eingeführten
CPCI-Tochterkarten aufzunehmen zu können, auch geeignet mit einem
Versatz zueinander ausgestattet sein. Mit anderen Worten müssen die
hinteren Steckkartenführungen 1210c, 1210d im
Gehäuse 1200 relativ
zu den Steckkartenführungen 1210a, 1210b der Vorderseite
mit einem Versatz ausgestattet sein, da die Verbinder der Steckkarten
auf der Rückseite
relativ zu den Verbindern der Steckplätze auf der Vorderseite mit
einem Versatz ausgestattet sind.
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Konventionell
sind die Verbinderstifte 900a, 900b mit der mittleren
Ebene 600 verlötet.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Verbinderstifte 900a, 900b jedoch
mit Pressfitting miteinander verbunden bzw. eingepresst. Zum Beispiel
hat die mittlere Ebene 600 Löcher, die von einer bestimmten Größe sind, sodass
dann, wenn ein Verbinderstift auf die mittlere Ebene 600 montiert
wird, der Verbinderstift durch die mechanische Reibung zwischen
dem Stift und dem Loch montiert bleibt. Pressfitting wird bei einer
Vorgehensweise gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt,
indem man die mittlere Ebene auf einem Tisch legt, welcher Zwischenräume und
Aussparungen hat, um die mittlere Ebene an der richtigen Stelle zu
halten, wie nachfolgend beschrieben. Anfangs wird ein Verbinder
von Hand auf die Mittelebene platziert, sodass die Verbinderstifte
teilweise in den Löchern
der mittleren Ebene sind, aber herausnehmbar sind. Dann drückt eine
schraubenschlüsselförmige Vorrichtung
auf den Verbinder nach unten, sodass er physikalisch in die Platine
gedrückt
wird, wobei jeder Verbindungsstift hineingepresst wird und fest
in dem Loch stecken bleibt. Danach wird die mittlere Ebene umgedreht,
sodass ihre Vorderseite nach unten gerichtet ist und die mittlere
Ebene auf dem Tisch liegt. Schließlich wird ein anderer Satz
von Verbindern von Hand platziert, sodass die Verbinderstifte teilweise
in den Löchern
der mittleren Ebene sind, aber herausnehmbar sind. Erneut drückt eine
schraubenschlüsselförmige Vorrichtung
nach unten auf die Verbinder, sodass sie physikalisch in die Platine
gedrückt
werden, sodass die Verbinderstifte eingepresst werden und fest in
den Löchern
stecken bleiben.
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Wie
bereits aus dem oben beschriebenen Verfahren entnommen werden kann,
wird dann, wenn die mittlere Ebene mit Pressfitten auf ihren beiden
Seiten mit Verbindern verbunden ist und umgedreht wird, um die verbleibende
Seite mit Verbindern per Pressfitten zu verbinden, ein spezieller
Tisch benötigt,
um einen Zwischenraum für
die bereits eingepressten Verbinder bereitzustellen, sodass sie
nicht beschädigt
werden, wenn Verbinder auf die andere Seite der mittleren Ebene
gepresst werden. 13 zeigt einen Tisch zum Einpressen
bzw. für
das Pressfitten der Verbinderstifte auf eine mittlere Ebene.
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Bezug
nehmend auf 13 hat der Tisch 1300 spezielle
Ausfräsungen 1302,
mit denen Zwischenräume
definiert sind, mit denen es einem ersten Satz von Verbindern, die
auf der Vorderseite der mittleren Ebene montiert sind, ermöglichen,
Platz freizugeben, wenn Verbinder auf der Rückseite montiert werden. Nachdem
zum Beispiel die mittlere Ebene auf eine ihrer Seiten mit Verbindern
versehen wurde, wird die mittlere Ebene auf die Oberseite des Tisches 1300 gelegt,
sodass Verbinder von der mittleren Ebene nach unten hängen und
in den Ausfräsungen 1302 zu
liegen kommen. Diese stellen einen Zwischenraum für die Verbinder
bereit, sodass dann, wenn zusätzliche
Verbinder auf der anderen Seite der mittleren Ebene platziert werden
und gepresst wird, die bereits eingepassten Verbinder nicht beschädigt werden.
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Nach
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sollte es für den
Fachmann selbstverständlich
sein, dass gewisse Vorteile des hierin beschriebenen Systems erzielt wurden.
Es wird auch verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen,
Anpassungen und alternative Ausführungen
davon innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind. Zum
Beispiel wurde ein CPCI-System gezeigt, aber es sollte offensichtlich
sein, dass das erfinderische Kon zept, das hierin beschrieben wurde,
ebenso für
andere Typen von Computerbus-Racks, Leiterplatinen und E/A-Bussen anwendbar
ist. Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Ansprüche definiert.