Come inserire la scheda I/O in un backplane alimentato senza interrompere la conversione dei dati del backplane?

Aggiornamento: 3 dicembre 2021

[Guida] Con la crescita dei sistemi server, anche il numero e la complessità delle schede di input/output (I/O) che contengono circuiti di controllo per monitorare i server sono aumentati di anno in anno. Il sistema zero downtime richiede all'utente di inserire la scheda I/O nel backplane alimentato. Anche se molti IC i fornitori hanno sviluppato chip in grado di alimentare e mettere a terra in modo sicuro hot swap (Hot SwapTM), finora nessuno di loro è in grado di implementare una soluzione single-chip "hot-swap" della linea di clock di sistema (SDA) e SCL.

Dal momento che SDA e SCL Condensatori di ciascuna scheda I/O vengono aggiunti direttamente ai backplane di questi sistemi, l'espansione del sistema rende difficile soddisfare gli indicatori dei tempi di salita e discesa. L'LTC4300-1 consente agli utenti di inserire la scheda I/O in un backplane carico senza interrompere la conversione dei dati del backplane. Fornisce inoltre un buffering bidirezionale e isola il backplane ei condensatori sulla scheda.

La Figura 1 mostra un'applicazione delle linee SDA e SCL sostituibili a caldo LTC4300-1. L'LTC4300 si trova sul bordo della scheda periferica, il pin ScLOUT è collegato al bus SCL della scheda e il pin SDAOUT è collegato al bus SDA della scheda. Quando la scheda viene inserita nel backplane attivo tramite il connettore a pin lungo e corto, viene collegata prima la terra, quindi viene collegato il VCC.

Figura 1: utilizzo di linee SDA e SCL sostituibili a caldo LTC4300-1

Dopo che VCC è collegato a terra, SDAIN e SCLIN sono collegati alle linee SDA e SCL sul backplane. In questo momento, la pre-carica circuito con una voltaggio di 1V funziona e costringe la tensione IV a passare attraverso la resistenza nominale di 100k ai pin SDA e SCL a bassa capacità (inferiore a 10pF), riducendo al minimo la peggiore differenza di tensione osservata durante la connessione. Le caratteristiche di precarica e bassa capacità riducono al minimo l'interferenza dei bus SDA e SCL del backplane durante la sostituzione a caldo.

Durante l'inserimento della scheda, la tensione sul bus backplane SDA e sui pin SDAIN dell'LTC4300-1 è mostrata nella Figura 2. Il connettore da 100 pF con messa a terra condensatore cerca di raggiungere la capacità equivalente al bus SDA. Subito prima dell'inserimento, il pin SDAIN dell'LTC4300-1 viene precaricato a 1 V e la tensione del backplane del bus SDA è prossima a 4 V. A causa dell'elevata impedenza e della bassa capacità del pin SDAIN, la tensione sul pin aumenta fino alla tensione del backplane quando viene inserito, quindi la tensione del backplane non viene quasi influenzata. In questo momento, i due segnali vengono cortocircuitati insieme.

Figura 2: Il pin SDAIN dell'LTC4300-1 è collegato al bus SDA del backplane

Una volta che il bus non è collegato alla scheda e il backplane ha un bit di stop o il bus è inattivo, l'LTC4300-1 arresta il circuito di precarica, attiva l'ingresso al circuito di connessione di uscita e collega i bus backplane SDA e SCL al circuito sulla carta.

Caratteristiche del buffer di capacità e dell'acceleratore del tempo di salita

La caratteristica fondamentale del circuito di connessione input-to-output è fornire buffering bidirezionale. La Figura 3 è un'applicazione che sfrutta questa funzionalità. Se la scheda 1/O è collegata direttamente al backplane, tutti i condensatori sul backplane e sulla scheda verranno aggiunti direttamente, rendendo difficile soddisfare i requisiti di tempo di salita e discesa. Posizionare l'LTC4300-1 sul bordo di ciascuna scheda, ma isolare la capacità della scheda dal backplane. Per una data scheda 1/0, l'LTC4300-1 pilota la capacità sulla scheda e il backplane deve pilotare solo la bassa capacità dell'LTC4300-1. L'LTC4300-1 soddisfa ulteriormente i requisiti del tempo di salita del sistema fornendo circuiti acceleratori del tempo di salita situati su tutti e quattro i pin SDA e SCL. La Figura 4 mostra il tempo di salita migliorato fornito dall'acceleratore per la capacità del bus equivalente di 10 pF e 100 pF.

Figura 3: più schede I/O inserite in un backplane

Figura 4: Acceleratore del tempo di salita per condensatori pull-up a 10pF e 100pF

in conclusione

L'LTC4300-1 consente agli utenti di inserire la scheda I/O in un backplane attivo senza distruggere i segnali SDA e SCL sul backplane di un sistema a doppio bus. Inoltre, il circuito di connessione fornisce un buffering bidirezionale per isolare il backplane e il circuito acceleratore del tempo di salita del condensatore della scheda per aiutare a soddisfare i requisiti del tempo di salita.

(Fonte: dispositivi analogici)

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