全文摘要
通信和雷达信号采集、存储、处理设备中，往往采用一个嵌入式单板计算机加上多种实现不同业务功能的电路板卡装配在一个或多个机箱协同工作。虽然采用了标准的总线规范，但是不同采用不同背板总线标准的板卡缺乏通用性，大量定制的信号采集、存储和处理板卡由于采用不同背板总线标准无法在一个机箱里工作。本实用新型设计一种混合集成背板，同时提供若干6UcPCI槽位和6UVPX槽位，并且cPCI槽位和VPX槽位通过单板计算机槽位实现高速互连，能够提供同时具备中速和高速传输的背板互连方案。大大拓展了现有板卡的通用性，具备足够的灵活性。通过复用现成的板卡，能够简化系统设计，降低成本。
主设计要求
1.一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述背板包括，符合第一规范的第一背板总线，符合第二规范的第二背板总线，计算机槽位，若干个第一槽位，若干个第二槽位和电源输入端子；所述第一槽位通过所述第一背板总线互连；所述第二槽位通过所述第二背板总线互连；所述计算机槽位与所述第一背板总线连接，所述计算机槽位与所述第二槽位连接；所述电源输入端子为所述背板及所述背板连接的单板供电。
设计方案
1.一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述背板包括，符合第一规范的第一背板总线，符合第二规范的第二背板总线，计算机槽位，若干个第一槽位，若干个第二槽位和电源输入端子；
所述第一槽位通过所述第一背板总线互连；
所述第二槽位通过所述第二背板总线互连；
所述计算机槽位与所述第一背板总线连接，所述计算机槽位与所述第二槽位连接；
所述电源输入端子为所述背板及所述背板连接的单板供电。
2.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述第一背板总线为符合6U cPCI规范的背板总线。
3.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述第二背板总线为符合6U VPX规范的背板总线。
4.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述计算机槽位为嵌入式6U cPCI单板计算机槽位。
5.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述第一槽位为6UcPCI槽位。
6.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述第二槽位为6U VPX槽位。
7.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述第一背板总线为PCI总线，用于连接计算机槽位与若干个第一槽位。
8.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，所述计算机槽位与所述第二槽位采用PCIe x8、5对LVDS和2路千兆Ethernet以太网连接，并提供GPIO连接，连接的带宽超过20Gbps。
9.如权利要求1所述的一种混合规范的高速背板，其特征在于，若干第二槽位中的一个用于与所述计算机槽位互连，而第二槽位间采用高速串口和LVDS互连，互连总带宽超过200Gbps。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及通信、雷达和工业控制设备的集成背板的技术领域，具体为一种混合采用cPCI规范总线和VPX规范总线的高速背板。
背景技术
在通信和雷达信号采集、存储、处理设备中，往往采用一个嵌入式单板计算机加上多种实现不同业务功能的电路板卡装配在一个或多个机箱协同工作。集成背板不仅用于多块电路板的装配，还用于电路板取电、标识和互连通信。现有的集成背板往往遵循成熟的规范，常用的包括cPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）规范和VPX（Versatile Protocol Switch）规范。特别是在大规模复杂的信号处理系统和控制系统中，采用了大量6U尺寸的cPCI板卡和VPX板卡。虽然VITA(VME bus International TradeAssociation) 组织将VPX定位为用以满足恶劣环境下高可靠性，高带宽要求的下一代高级计算平台标准，也已经被ANSI(American National Standards Institute) 所采用，意味着采用VPX规范是未来信号处理平台的发展趋势，但是现实中依然存在大量符合cPCI标准的板卡在使用。虽然大量定制的信号采集、存储和处理设备采用了标准的总线规范，但是采用不同总线标准的板卡依然无法在一个机箱里工作，进而造成了现有设备无法在新系统中复用，降低了单板通用性。
因此，有必要根据cPCI规范和VPX规范对于各总线插槽的定义，结合单板计算机的外设接口扩展能力，设计一种高速混合背板，即能够装配符合cPCI规范的单板计算机和业务板卡，也能够装配符合VPX规范的板卡，同时提供高速和中速的互连能力，具备足够的灵活性，能够复用现成的板卡，进而简化系统设计，降低成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种混合采用cPCI规范总线和VPX规范总线的高速背板，其能够装配符合cPCI规范的单板计算机和业务板卡，也能够装配符合VPX规范的板卡，并提供中速和高速的背板互连方案。为此，本实用新型采用如下技术方案：
一种混合规范的高速背板，包括，符合第一规范的第一背板总线，符合第二规范的第二背板总线，计算机槽位，若干个第一槽位，若干个第二槽位和电源输入端子；
所述第一槽位通过所述第一背板总线互连；
所述第二槽位通过所述第二背板总线互连；
所述计算机槽位与所述第一背板总线连接，所述计算机槽位与所述第二槽位连接；
所述电源输入端子为所述背板及所述背板连接的单板供电。
优选的，所述第一背板总线为符合6U cPCI规范的背板总线。
优选的，所述第二背板总线为符合6U VPX规范的背板总线。
优选的，所述计算机槽位为嵌入式6U cPCI单板计算机槽位。
优选的，所述第一槽位为6U cPCI槽位。
优选的，所述第二槽位为6U VPX槽位。
优选的，所述第一背板总线为PCI总线，用于连接计算机槽位与若干个第一槽位。
优选的，所述计算机槽位与所述第二槽位采用PCIe x8、5对LVDS和2路千兆Ethernet以太网连接，并提供GPIO连接，连接的带宽超过20Gbps。
优选的，若干第二槽位中的一个用于与所述计算机槽位互连，而第二槽位间采用高速串口和LVDS互连，互连总带宽超过200Gbps。
本实用新型的有益效果是：由于采用本实用新型的技术方案，集成背板不仅能够装配符合cPCI规范的单板计算机和业务板卡，也能够装配符合VPX规范的板卡。cPCI单板和VPX单板通过单板计算机插槽实现高速互连，并提供了PCI的中速和高速串口的高速背板互连方案。能够大大拓展现有板卡的通用性，具备足够的灵活性。通过复用现成的板卡，能够简化系统设计，降低成本。
附图说明
图1为本实用新型的混合规范的高速背板组成框图。
图2为本实用新型的混合规范的高速背板的槽位组成和互连框图。
具体实施方式
下面详述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
为了充分理解本实用新型的技术内容，下面给出具体实施例，结合附图对本实用新型的技术方案进行较为详细的介绍和说明。
图1为本实用新型高速混合背板组成框图，高速混合背板包含一条符合cPCI规范的背板总线（11），其作用是实现cPCI槽位互连；若干个cPCI槽位，分别是嵌入式cPCI单板计算机槽位（121）、和应用业务单板的cPCI槽位（cPCI槽位（122）~cPCI槽位（125）），嵌入式cPCI单板计算机槽位（121）用作装配实现系统控制和管理功能的嵌入式单板计算，并提供嵌入式单板计算机与VPX槽位间互连，应用业务单板的cPCI槽位用作符合cPCI规范的业务单板装配；若干个应用于业务单板的VPX槽位（VPX槽位（131）~VPX槽位（133）），用作符合VPX规范的业务单板装配，以及VPX槽位与嵌入式单板计算机的互连；以及一条符合VPX规范的背板总线（14），其作用是实现VPX槽位互连。
符合cPCI规范的背板总线（11）为一条PCI总线，用于连接cPCI单板计算机槽位（121）与若干个cPCI槽位。PCI总线可以是64位也可以是32位。PCI总线采用并行接口，其带宽在8.512Gbps以下。
cPCI单板计算机槽位（121）与VPX槽位采用PCIe x8、5对LVDS和2路Ethernet以太网连接，并提供GPIO连接，连接的带宽超过20Gbps。互连的槽位需要各自分别符合cPCI和VPX规范。
若干VPX槽位中的一个用于上述的cPCI单板计算机槽位（121）互连，而VPX槽位间采用高速串口和LVDS互连，互连总带宽远超过200Gbps。
高速混合背板还需要包含电源输入端子（15），为背板和所有单板供电。
图2进一步给出了高速混合背板的槽位组成和互连框图。Slot1~Slot3为6U VPX槽位，VPX槽位之间主要采用符合规范的差分对互连，因此连接了超过42对的高速串行口和64对的LVDS。只要现有或者新设计的业务单板符合VPX规范（采用差分对传输），则均可装配到这些槽位。在串行口速度大于5Gbps的条件下，总带宽远超过200Gbps。
Slot 4~Slot 8为6U cPCI槽位，这些槽位间通过cPCI规范定义的J1和J2的PCI总线连接。只要现有或者新设计的业务单板符合cPCI规范，则均可装配到这些槽位，并且设计J3、J4和J5位保留，则更加提高了通用性。PCI总线最高频率为133MHz，如果采用64位总线，则总带宽为8.512Gbps。
VPX槽位Slot 1~Slot 3与cPCI槽位Slot 4~Slot 8之间的互连通过Slot 2与cPCI单板计算机槽位Slot 4的互连来实现。其中Slot 4的cPCI_J5与Slot 2的VPX_J1连接8x的PCIe，Slot 4的cPCI_J5与Slot 2的VPX_J4分别连接8根GPIO和5对LVDS，Slot 4的cPCI_J3与Slot 2的VPX_J4连接2路的千兆Ethernet以太网。如果槽位Slot 8需要将数据发到槽位Slot 3，则数据首先通过PCI总线从Slot 8发到Slot 4，Slot 4通过PCIe或者LVDS或者Ethernet将数据发到Slot 2，最后Slot2将数据通过高速串口或者LVDS发到Slot3。
本实用新型所述的高速混合背板不仅能够装配符合cPCI规范的单板计算机和业务板卡，也能够装配符合VPX规范的板卡。cPCI单板和VPX单板通过单板计算机插槽实现高速互连，并提供了PCI的中速和高速串口的高速背板互连方案。能够大大拓展现有板卡的通用性，具备足够的灵活性。通过复用现成的板卡，能够简化系统设计，降低成本。
应当理解的是，以上所述的从具体实施例的角度对本实用新型的技术内容进一步地披露，其目的在于让大家更容易了解本实用新型的内容，但不代表本实用新型的实施方式和权利保护局限于此。本实用新型保护范围阐明于所附权利要求书中，凡是在本实用新型的宗旨之内的显而易见的修改，亦应归于本实用新型的保护之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920101315.3
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209486666U
授权时间:20191011
主分类号:G06F 13/40
专利分类号:G06F13/40
范畴分类:40B;
申请人:中国计量大学
第一申请人:中国计量大学
申请人地址:310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
发明人:辛崇丰;全大英;渐欢
第一发明人:辛崇丰
当前权利人:中国计量大学
代理人:刘晓春
代理机构:33100
代理机构编号:浙江杭州金通专利事务所有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计