Como inserir a placa de E / S em um backplane energizado sem interromper a conversão de dados do backplane?

Atualização: 3 de dezembro de 2021

[Guia] Com o crescimento dos sistemas de servidor, o número e a complexidade das placas de entrada / saída (I / O) que contêm circuitos de controle para monitorar servidores também aumentaram ano a ano. O sistema com tempo de inatividade zero exige que o usuário insira a placa de E / S no painel traseiro energizado. Embora muitos IC fornecedores desenvolveram chips que podem fazer hot swap (Hot SwapTM) com segurança de energia e aterramento, até agora, nenhum deles pode implementar solução de chip único “hot-swappable” de linha de relógio do sistema (SDA) e relógio do sistema (SCL).

Desde o SDA e SCL capacitores de cada placa de E/S são adicionados diretamente aos backplanes desses sistemas, a expansão do sistema dificulta o atendimento dos indicadores de tempo de subida e descida. O LTC4300-1 permite aos usuários inserir a placa de E/S em um backplane carregado sem interromper a conversão de dados do backplane. Ele também fornece buffer bidirecional e isola o backplane e os capacitores da placa.

A Figura 1 mostra uma aplicação de linhas SDA e SCL seguras hot-swap LTC4300-1. O LTC4300 está localizado na borda da placa periférica, o pino ScLOUT está conectado ao barramento SCL da placa e o pino SDAOUT está conectado ao barramento SDA da placa. Quando a placa é inserida no backplane ativo através do conector de pino longo e curto, o aterramento é conectado primeiro e, em seguida, o VCC é conectado.

Figura 1: Usando linhas SDA e SCL de troca a quente LTC4300-1

Depois que o VCC é conectado ao aterramento, SDAIN e SCLIN são conectados às linhas SDA e SCL no painel traseiro. Neste momento, a pré-carga o circuito com uma Voltagem de 1V funciona e força a tensão IV a passar pela resistência nominal de 100k para os pinos SDA e SCL de baixa capacitância (menos de 10pF), minimizando a pior diferença de tensão vista durante a conexão. As características de pré-carga e baixa capacitância minimizam a interferência dos barramentos SDA e SCL do backplane durante a troca a quente.

Durante a inserção da placa, a tensão no barramento backplane SDA e nos pinos SDAIN LTC4300-1 é mostrada na Figura 2. O 100pF aterrado capacitor tenta alcançar a capacitância equivalente ao barramento SDA. Pouco antes da inserção, o pino SDAIN do LTC4300-1 é pré-carregado para 1V e a tensão do backplane do barramento SDA é próxima de 4V. Devido à alta impedância e baixa capacitância do pino SDAIN, a tensão no pino aumenta para a tensão do backplane quando ele é inserido, de modo que a tensão do backplane dificilmente é afetada. Neste momento, os dois sinais estão em curto.

Figura 2: O pino SDAIN do LTC4300-1 está conectado ao barramento SDA do backplane

Uma vez que o barramento não está conectado à placa e o painel traseiro tem um bit de parada ou o barramento está ocioso, LTC4300-1 para o circuito de pré-carga, ativa a entrada para o circuito de conexão de saída e conecta os barramentos SDA e SCL do painel traseiro ao circuito no cartão.

Características do buffer de capacidade e do acelerador de tempo de subida

A principal característica do circuito de conexão de entrada para saída é fornecer buffer bidirecional. A Figura 3 é um aplicativo que aproveita esse recurso. Se a placa 1/O estiver conectada diretamente ao backplane, todos os capacitores no backplane e na placa serão adicionados diretamente, dificultando o atendimento aos requisitos de tempo de subida e descida. Coloque o LTC4300-1 na borda de cada placa, mas isole a capacitância da placa do backplane. Para uma determinada placa 1/0, o LTC4300-1 aciona a capacitância da placa, e o backplane deve acionar apenas a baixa capacitância do LTC4300-1. O LTC4300-1 atende ainda aos requisitos de tempo de subida do sistema, fornecendo circuitos aceleradores de tempo de subida localizados em todos os quatro pinos SDA e SCL. A Figura 4 mostra o tempo de subida aprimorado fornecido pelo acelerador para a capacitância de barramento equivalente de 10pF e 100pF.

Figura 3: Múltiplas placas de E / S inseridas em um painel traseiro

Figura 4: Acelerador de tempo de subida para capacitores pull-up em 10pF e 100pF

Em conclusão

O LTC4300-1 permite aos usuários inserir a placa de E / S em um painel traseiro ativo sem destruir os sinais SDA e SCL no painel traseiro de um sistema de barramento duplo. Além disso, o circuito de conexão fornece buffer bidirecional para isolar o backplane e o circuito acelerador do tempo de subida do capacitor da placa para ajudar a atender aos requisitos de tempo de subida.

(Fonte: Dispositivos Analógicos)

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