針孔式板卡結構及其底板的製作方法

2023-06-19 12:51:36 1

專利名稱：：針孔式板卡結構及其底板的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及工業控制設備，更具體地說，涉及一種針孔式板卡結構及工控機用的底板。
背景技術：
：通常，工業控制計算機(工控機)包括底板(如無源底板)以及功能板(如CPU卡)等。現有的功能板(特別是全長卡)與底板的連接是採用金手指的方式連接。使用時將金手指插入到插槽內，通過插槽內金屬彈片對金手指兩面的擠壓，完成將功能板電連接到插槽上。然而，金手指與插槽連接在運輸或者在振動的環境中容易造成鬆動，而且金手指與插槽之間的間隙在塵土大的環境中容易堵塞，影響連接的電氣特性，造成工控機無法正常工作。申請號為200820093243.4的實用新型專利"針孔式板卡結構及其功能板和底板"所公開的針孔式板卡結構中僅僅將系統總線的PCI段和ISA段採用針孔式連接，但是在擴展功能的接口部分仍然是金手指的方式連接，這樣一方面存在以上的連接不牢固的缺陷，另一方面由於擴展功能的接口部分仍然採用歐式的標準，從而使得系統總線接口和擴展功能接口的距離較遠，信號傳輸不夠高速。即標準PCI插座在防振，防塵，氣密性，防腐和接觸可靠度方面存在劣勢，在使用過程中存在問題隱患，且總線擴展槽的PCI信號到PCI接口卡的走線較長，信號傳輸線上存在較大的分布電容，從而影響了信號完整性。特別是在工控應用領域，尤其表現出其弊端。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述金手指連接容易鬆動和塵土堵塞卡槽造成工控機總線擴展接口失效，以及其中的PCI信號到PCI接口卡的走線較長，信號傳輸線上存在較大的分布電容，從而影響了信號完整性的缺陷，提供一種連接可靠、不易失效、且信號傳輸可靠高速的針孔式板卡結構、以及工控機用的底板。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種工業控制計算機的針孔式板卡結構，包括工控機底板，以及安裝在所述工控機底板上的功能板；所述工控機底板與所述功能板之間設有將兩者固定電連接的針孔式總線連接器；所述總線連接器包括PCI段，在所述工控機底板上還設置有擴展功能子卡，所述工控機底板與所述擴展功能子卡之間設置有將兩者固定電連接的針孔式擴展連接器。所述擴展功能子卡可以是網卡、音效卡、顯卡、控制卡、I/0卡等等。在本實用新型所述的針孔式板卡結構中，所述針孔式擴展連接器包括高速控制信號插槽或針腳，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有至少一個地信號插槽或針腳。在本實用新型所述的針孔式板卡結構中，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有兩個或三個地信號插槽或針腳；或者在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置均設置為地信號插槽或針腳。[0007]在本實用新型所述的針孔式板卡結構中，所述高速控制信號包括PCI幀信號、時鐘信號，以及地址/數據信號。在本實用新型所述的針孔式板卡結構中，所述PCI段包括設置在工控機底板上的底板PCI構件；所述針孔式擴展連接器包括設置在工控機底板上的底板擴展構件；所述底板擴展構件靠近底板PCI構件的附件。在本實用新型所述的針孔式板卡結構中，所述底板擴展構件為針孔式插槽，在所述擴展功能子卡上與所述插槽配合的針腳；或者，在所述擴展功能子卡上設置針孔式插槽，所述底板擴展構件為與所述插槽配合的針腳。根據本實用新型的另一個方面，提供一種工控機用底板，在所述底板上設置有針孔式系統插槽或針腳，其特徵在於，在所述底板上還設置有至少一組針孔式擴展插槽或者針腳。在本實用新型所述的底板中，所述擴展插槽或者針腳包括高速控制信號插槽或針腳，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有至少一個地信號插槽或針腳。在本實用新型所述的底板中，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有兩個或三個地信號插槽或針腳；或者，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置均設置為地信號插槽或針腳。在本實用新型所述的底板中，所述擴展插槽或者針腳在底板上且靠近所述系統插槽或針腳的位置處設置。實施本實用新型，具有以下有益效果本實用新型採用連接可靠的針孔式連接器連接，大大改善了以往採用金手指連接容易鬆動和塵土堵塞卡槽造成失效的情況，從而使擴展功能子卡與底板的總線擴展接口的連接絕對可靠，特別適合環境比較惡劣的地方使用，使得底板不易變形；另外，系統擴展接口在信號分布上優先考慮高速控制信號走線，並設置地信號和高速控制信號的針腳相鄰，避免由於信號傳輸線上存在較大的分布電容的影響，從而增強了信號的完整性，同時，還增強了EMC性能.增強了高速信號對地的參考和屏蔽作用。再進一步地，使得總線擴展接口的PCI信號到系統PCI接口卡的走線較短。下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型的工控機底板的平面結構示意圖；圖2是本實用新型的針孔式擴展連接器的接口定義的示意圖；圖3是本實用新型擴展功能子卡與工控機底板對準的示意圖。具體實施方式如圖1和圖2所示，是本實用新型的針孔式板卡結構的一個實施例，其包括工控機底板10、以及安裝在工控機底板10上的功能板(圖中未示出)。該工控機底板10與功能板通過針孔式總線連接器進行連接，該針孔式總線連接器包括底板針孔式總線連接器構件和功能板針孔式總線連接器構件。本實用新型的創新點在於，如圖l和3所示，在工控機底板10上還設置有擴展功能子卡13，該工控機底板10與擴展功能子卡13之間設置有將兩者固定電連接的針孔式擴展連接器，該針孔式擴展連接器包括底板針孔式擴展連接器構件和功能板針孔式擴展連接器構件14。在本實施例中，底板針孔式擴展連接器構件為針孔式插槽12，而相應的擴展功能子卡13上的功能板針孔式擴展連接器構件14為針腳結構。可以理解的，針孔式插槽12也可以設置在擴展功能子卡13上，而對應的針腳設置在工控機底板上，並且插槽與針腳相互配合電連接。本實用新型進一步地創新點在於，該工控機底板10上設置有多組針孔式插槽12，從而可以插入多個擴展功能子卡13，從而擴展工控機的功能。這些插槽12可以是96針的PCI槽，在該實施例中，該96針的PCI槽採用三行針孔式連接器排列，每行具有32個槽，其寬度較大，從而增加擴展功能子卡和底板插座的連接強度，同時也加強了該底板插座和底板的連接強度，使底板不易變形。使用時，僅需將擴展功能子卡的針腳對準底板上的插槽12，即可插入完成連接。由於通過針孔的配合，避免了現有技術的金手指邊緣連接器的連接容易鬆動、塵土堵塞等缺陷，使得擴展功能子卡與工控機底板連接絕對可靠，從而可以適用於環境惡劣的場合。而且，由於針孔式擴展連接器的插槽12和針腳的排列設計為三行，其寬度較大，從而增加了擴展功能子卡的強度。通過將工控機底板10和擴展功能子卡13之間的連接方式採用針孔式連接，因此在電路板可以不依據現有的規範(PICMG1.0規範的底板，系統PCI插槽ll的PCI信號到插槽12的距離較遠)，針孔式擴展連接器的插槽12在底板上位置為靠近針孔式連接器的系統PCI插槽11(即底板針孔式總線連接器構件實施為插槽結構)處進行設置。從而配合該工控底板的布局，縮短了插槽12的信號到系統PCI插槽11的走線長度，減少了傳輸線上分布電容對信號完整性的影響，提高了系統的可靠性和穩定性。另外，在本實施例中，針孔式擴展連接器的接口定義的的定義如下96針的針腳定義如表1所示管腳信號名稱管腳信號名稱管腳信號名稱Al+12VBl+5VCl-12VA2+5VSBB2+5VC2GNDA3GNDB3+5VC3+5VA4INTD#B4+5VC4INTB#A5INTA#B5GNDC5INTC#A6PERR#B6GNDC6GNDA7+3.3VB7GNDC7IDSELA8+3.3VB8+VI0C8GNDtableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7表1如圖2和表1所示，本實用新型進一步的創新點在於，對於針孔式擴展連接器的信號分布上優先考慮高速控制信號走線，並使得高速控制信號針腳的相鄰位置設置至少一個地信號針腳，優選的，將高速控制信號針腳的周圍均設置地信號針腳。在具體設計中，該高速控制信號針腳可包括插槽12上的FRAME(PCI幀信號)、CLOCK(時鐘信號)，A/D(地址/數據信號)以及一些控制信號。基於該創新點，對於針孔式連接器的系統PCI插槽11也在其上的高速控制信號針腳的周圍設置地信號針腳。本實用新型是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本實用新型範圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本實用新型做各種修改，而不脫離本實用新型的範圍。因此，本實用新型不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本實用新型權利要求範圍內的全部實施方式。權利要求一種工業控制計算機的針孔式板卡結構，包括工控機底板，以及安裝在所述工控機底板上的功能板；所述工控機底板與所述功能板之間設有將兩者固定電連接的針孔式總線連接器；所述總線連接器包括PCI段，其特徵在於，在所述工控機底板上還設置有擴展功能子卡，所述工控機底板與所述擴展功能子卡之間設置有將兩者固定電連接的針孔式擴展連接器。2.根據權利要求1所述的針孔式板卡結構，其特徵在於，所述針孔式擴展連接器包括高速控制信號插槽或針腳，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有至少一個地信號插槽或針腳。3.根據權利要求2所述的針孔式板卡結構，其特徵在於，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有兩個或三個地信號插槽或針腳；或在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置均設置為地信號插槽或針腳。4.根據權利要求2所述的針孔式板卡結構，其特徵在於，所述高速控制信號包括PCI幀信號、時鐘信號，以及地址/數據信號。5.根據權利要求14任一所述的針孔式板卡結構，其特徵在於，所述PCI段包括設置在工控機底板上的底板PCI構件；所述針孔式擴展連接器包括設置在工控機底板上的底板擴展構件；所述底板擴展構件靠近底板PCI構件的附件。6.根據權利要求5所述的針孔式板卡結構，其特徵在於，所述底板擴展構件為針孔式插槽，在所述擴展功能子卡上與所述插槽配合的針腳；或者，在所述擴展功能子卡上設置針孔式插槽，所述底板擴展構件為與所述插槽配合的針腳。7.—種工控機用底板，在所述底板上設置有針孔式系統插槽或針腳，在所述底板上安裝有功能板；所述底板與所述功能板之間設有將兩者固定電連接的針孔式總線連接器；所述總線連接器包括PCI段，其特徵在於，在所述底板上還設置有擴展功能子卡，所述底板與所述擴展功能子卡之間設置有將兩者固定電連接的針孔式擴展連接器；在所述底板上還設置有至少一組針孔式擴展插槽或者針腳。8.根據權利要求7所述的底板，其特徵在於，所述擴展插槽或者針腳包括高速控制信號插槽或針腳，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有至少一個地信號插槽或針腳。9.根據權利要求8所述的底板，其特徵在於，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置設置有兩個或三個地信號插槽或針腳；或者，在所述高速控制信號插槽或針腳的相鄰位置均設置為地信號插槽或針腳。10.根據權利要求7所述的底板，其特徵在於，所述擴展插槽或者針腳在底板上且靠近所述系統插槽或針腳的位置處設置。專利摘要本實用新型涉及針孔式板卡結構及其底板，該板卡結構包括工控機底板和功能板，以及兩者固定電連接的針孔式總線連接器；總線連接器包括PCI段，在工控機底板上還設置有擴展功能子卡，及將工控機底板與擴展功能子卡固定電連接的針孔式擴展連接器。使擴展功能子卡與底板的總線擴展接口的連接絕對可靠，特別適合環境比較惡劣的地方使用，使得底板不易變形；另外，系統擴展接口在信號分布上優先考慮高速控制信號走線，並設置地信號和高速控制信號的針腳相鄰，從而避免由於信號傳輸線上存在較大的分布電容的影響，從而增強了信號的完整性，同時，還增強了EMC性能，增強了高速信號對地的參考和屏蔽作用。再進一步地，使得總線擴展接口的PCI信號到系統PCI接口卡的走線較短。文檔編號G06F1/18GK201489393SQ20092013232公開日2010年5月26日申請日期2009年6月1日優先權日2009年6月1日發明者鄭志紅,陳勇申請人:研祥智能科技股份有限公司