JPH10268977A - カード間の信号の接続方法及び複数基板の接続構造 - Google Patents

カード間の信号の接続方法及び複数基板の接続構造

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JPH10268977A
JPH10268977A JP9334321A JP33432197A JPH10268977A JP H10268977 A JPH10268977 A JP H10268977A JP 9334321 A JP9334321 A JP 9334321A JP 33432197 A JP33432197 A JP 33432197A JP H10268977 A JPH10268977 A JP H10268977A
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signal line
board
signal
adjacent
card
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JP9334321A
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Takehiko Nishida
健彦 西田
Junji Michida
純治 道田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、カードを組合わせた場合のカード
間の信号の接続方法において、組合わせて使用されるカ
ードの枚数を、ラック内の使用効率をさげることなく、
自由に変更することができる方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ベースボードに複数のオプションボード
を組合わせて、ラック内に入れて使用する場合のカード
間の信号の接続方法において、(A)オプションボード
19の枚数が変わっても、ラック11内に挿入可能なカ
ード枚数が最大となるようにカード間の信号取合いを行
なうために、隣のカードと接続する信号ライン5とカー
ド検出ライン6を設け、(B)隣にカードが挿入されて
いれば、カード間のバッファ7を開き、信号ライン5を
接続することを繰返し、信号の受渡しを行なうことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
(1)本発明は、ラック内に種々のカードを挿入するこ
とにより構成されるコンピュータシステムに利用される
カード間の信号の接続方法、および (2)CPU基板とIO基板を組み合わせて構成するプ
ラント等の制御モジュールを構成するCPU基板とIO
基板間の接続構造に関する。 (用語の説明) (1)ボードには、ベースボードと、オプションボード
と、マザーボードがある。 (2)ベースボード(以下、ベースカードとも言う)と
は、機能の基本を担うボードであり、カードを組み合わ
せて使用する場合において、必ず1枚は使用する必要が
ある機能の基本を担うボードのことを言う。 (3)オプションボード(以下、オプションカードとも
言う)とは、必要に応じて使用するボードであり、その
数は場合によって異なる。 (4)マザーボードとは、ベースボードとオプションボ
ードの間に介在し、その間の信号を接続するものを言
う。通常、ラックの背面にマザーボードを設置する。 (5)ラックとは、基本的には、ボード類を入れて支持
するための箱であり、ラックの正面からベースボード/
オプションボードを挿入する場合、ラックの背面にマザ
ーボードを設置する。 (6)バッファとは、信号を伝達する場合に使用する信
号の増幅器を言うが、信号の伝達をしたり、そこで止め
たりする機能も有する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術を図5〜図8に示す。図5
は、従来の技術の図6、図7の外形図、図6は、従来の
カード構成のブロック線図(その1)、図7は、従来の
カード構成のブロック線図(その2)、図8は、従来の
カード構成のブロック線図(その3)である。 (1)カード間の信号の接続方法 従来の方法におけるラック11内のボード配置を図5に
示す。
【0003】図5において、11はカードを挿入するラ
ックであって、その内部には、組合せて使用されるカー
ド群012が配置されている。このカード群012は、
3枚または4枚のIO基板で構成され、その横に空き1
8がある。
【0004】これらのカード群012の一端側はベース
ボード03となっている。図5のようなラック11内に
種々のカードを挿入することにより構成されるコンピュ
ータシステムにおいて、複数のカードを組合わせて機能
を実現する場合には、通常、カード間の信号取合いはコ
ネクタ支持台(マザーボード)経由にて行なわれる。
【0005】マザーボード経由で信号を取合うため、信
号は固定となり、ベースとなるカード(ベースカード、
または、ベースボード)のラック11内での位置、およ
び、オプションカード(オプションボード)の最大枚数
が制限される。
【0006】そのため、ラック11内で構成される機能
の数が制限され、オプションボードの使用数が少ない場
合は、ラック11内に空き18が発生し、利用効率が下
がることになる。
【0007】図5は、コネクタが4個づつ結線されてい
る場合を示す。(3個づつの場合も5個づつ以上の場合
もある)。なお、この図では、電源、CPU基盤内のプ
ロセッサ等は図示省略している。
【0008】従来のカード構成のブロック線図(その
1)を示す図6は、コネクタが4個づつ結線されている
場合を示す。(3個づつの場合も5個づつ以上の場合も
ある)。
【0009】CPU基盤とIO基盤が1個づつの場合は
2個の空き18ができ、1個のCPU基盤と3個のIO
基盤の場合は空きがない。(2)CPU基板とIO基板
間の接続装置と接続方法CPU基板とIO基板からなる
制御モジュールで、異なる制御モジュール間で電気的絶
縁が求められる場合に、従来のバス接続方法を用いて構
成した構造の構成を図7、図8に示す。
【0010】従来のカード構成のブロック線図(その
2)を示す図7は、コネクタが3個用のコネクタ支持台
と2個用のコネクタ支持台が並べて配置されている場合
を示す。(3個づつ以上の場合もある)。
【0011】各コネクタ支持台内の全コネクタは結線さ
れている。空き18は無くてもよい。制御モジュール1
2毎に必要なカード数に応じて専用のコネクタ支持台が
必要である。
【0012】IO基盤は1種類である。図7の方法は、
VMEやマルチバスシステム等で用いられるが、絶縁が
必要な制御モジュール同士は別々のマザーボードを用い
てバス接続を行う必要がある。
【0013】従来のカード構成のブロック線図(その
3)を示す図8では、コネクタ支持台上のすべてのコネ
クタ間は結線されている。空き18は無くてもよい。
【0014】ただし、CPU基盤とIO基盤に、光絶縁
素子19を設ける必要がある。図8の方法は、各基板上
にP/Cと示した光絶縁素子を搭載し、基板用電源に絶
縁電源を用いることで、制御モジュール間の電気的絶縁
を確保している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 (1)カード間の信号の接続方法についての問題 (a)従来の方法では、マザーボード1により、ラック
11内のベースボード03の位置が固定されている。
【0016】(b)そのため、ラック11内の使用効率
が下がる場合(空きが発生する場合)があった。 (2)CPU基板とIO基板間の接続装置についての問
題 (a)図7の装置では、制御モジュール毎に、別のマザ
ーボードを使用する必要があることから、省スペース、
低コスト化が図れない。
【0017】(b)図8の装置では、基板上に多数の光
絶縁素子を搭載しなければならないこと、及び、バスマ
スタとなるCPU基板が同一データバス上に複数存在す
る為にデータバスの調停回路をCPU基板に追加する必
要があることから、部品点数が増えて基板サイズも大き
くなり、やはり省スペース、低コスト化を図ることがで
きない。本発明は、これらの問題を解決することができ
る複数基板の接続構造を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
(第1の手段)本発明に係るカードを組合わせた場合の
カード間の信号の接続方法は、ベースボードに複数のオ
プションボードを組合わせて、ラック内に入れて使用す
る場合において、(A)オプションボード4の枚数が変
わっても、ラック11内に挿入可能なカード枚数が最大
となるようにカード間の信号取合いを行なうため、隣の
カードと接続する信号ライン5とカード検出ライン6を
設け、(B)隣にカードが挿入されていれば、カード間
のバッファ7を開き、信号ライン5を接続することを繰
返し、信号の受渡しを行なうことを特徴とする。
【0019】すなわち、第1の手段の発明は、(1)組
合わせられるカードについて、カード自身の隣に、さら
にそのカード自身と組合わせられるカードが挿入されて
いるか、否かを検出するための信号を設け、(2)その
カード自身と組合わせられるカードが挿入されていれ
ば、カード間のバッファ7を開き、信号ラインを接続
し、(3)組合わせられるカード間では、これを繰返す
ことにより、信号の受渡しを行なう。
【0020】したがって、次のように作用する。 (1)本発明では、マザーボード1上での配線は、単に
カード間のコネクタ2を結ぶために一律に設けられてお
り、信号を伝達するかどうかは、カード内のバッファ7
を開けるかによる。
【0021】隣接してオプションカードが挿入された場
合にのみ、カード検出信号が有効となり、バッファ7が
開く。これを繰返すことにより、ベースボード3に、任
意の数のオプションカード4を接続でき、かつ、ベース
ボード3の位置を自由に決めることができる。 (第2の手段)本発明に係る複数基板の接続構造は、複
数基板の接続構造において、(A)隣接する基板間のみ
を接続する信号ラインと、(B)隣接した基板からの信
号を前記信号ラインを介して受信し、且つ隣接するもう
一方の基板に信号ラインを通じて該信号を送る手段を設
けた基板とを備えたことを特徴とする。 (第3の手段)本発明に係る複数基板の接続構造は、複
数基板の接続構造において、(A)隣接する基板間のみ
を接続する信号ラインと、(B)隣接した基板からの信
号を前記信号ラインを介して受信し、且つ隣接するもう
一方の基板に該信号を送る手段を設けた基板と、(C)
隣接するどちらか一方の基板に接続した信号ラインのみ
と信号の送信または受信を行う手段を設けた基板とを備
えたこどを特徴とする。 (第4の手段)本発明に係る複数基板の接続構造は、複
数基板の接続構造において、(A)隣接する基板間のみ
を接続する検出信号ラインと、(B)隣接する基板間の
みを接続するデータ信号ラインと、(C)(i)自らが
存在していることを示す信号を前記検出信号ラインに伝
える第1の手段と、(ii)隣接する基板上の前記第1
の手段から前記検出信号ラインを介して送られた信号を
受信した場合にのみ、データ信号ラインを介して該隣接
する基板とのデータの送受信を行う手段の両手段を設け
ている基板とを備えたことを特徴とする。 (第5の手段)本発明に係る複数基板の接続構造は、複
数基板の接続構造において、(A)隣接する基板間のみ
を接続する検出信号ラインと、(B)隣接する基板間の
みを接続するデータ信号ラインと、(C)(i)自らが
存在していることを示す信号を前記検出信号ラインに伝
える第1の手段と、(ii)隣接する基板上の前記第1
の手段から前記検出信号ラインを介して送られた信号を
受信した場合にのみ、データ信号ラインを介して該隣接
する基板とのデータの送受信を行う手段の両手段を設け
ている基板と、(D)隣接する基板上の前記第1の手段
から前記検出信号ラインを介して送られた信号を受信し
た場合にのみ、データ信号ラインを介して該隣接する基
板とのデータの送受信を行う手段だけを設けているが、
上記(C)の(i)の手段は設けていない基板と、を備
えたことを特徴とする。
【0022】すなわち、第2の手段〜第5の手段の発明
は、図4に示すように、CPU基板3bとIO基板4b
をコネクタ支持台(マザーボード)1上の信号線5、6
で接続して、制御モジュールを構成する。
【0023】5はデータバス、6はバス制御信号ライン
であり、6にはIO基板4b上のアドレス信号中、7b
のゲートICの方向を切替える信号等も含まれる。各基
板への電源は、電源供給ライン16から一括して行い、
各基板に搭載した絶縁電源13で基板内部回路の動作電
源を生成する。
【0024】コネクタ支持台(マザーボード)1と各基
板間の電源、信号の接続はコネクタ2b経由で行う。デ
ータバス5とバス制御信号ライン6のマザーボード上の
配線は、図7、図8のように全コネクタをバス上に1本
の線でつなぐ方法ではなく、図4のように隣接するコネ
クタ間のみを接続するように配線する。
【0025】いずれかのコネクタにIO基板を取付ける
と、IO基板内の5のデータバス、6のバス制御信号ラ
インの配線パターンにより、そのコネクタの両側のマザ
ーボード1上のデータバス、バス制御信号ラインがバイ
パスして接続される。
【0026】CPU基板3bには、このバイパス機能は
なく、CPU基板3bをマザーボード1に取付けると、
両側から来たマザーボードの信号ラインの片側にのみ、
CPU基板内のデータバス5、バス制御信号ライン6が
つながる。
【0027】1つの制御モジュールを構成するCPU基
板3bとIO基板4bの配置は、CPU基板を端に置
き、その隣からIO基板を連続して配置し、図4のとお
りデータバス、バス制御信号ラインがIO基板経由で延
長されるようにする。
【0028】したがって、次のように作用する。図4の
制御モジュール12は、CPU基板3bを起点に隣接す
るコネクタに連続してIO基板4bを取付けていくこと
で、制御モジュール内の5のデータバスと6のバス制御
信号ラインが延長されて、CPU基板3bとIO基板4
b間のデータのやり取りが可能になる。
【0029】複数の制御モジュールを1枚のマザーボー
ド1を用いて構成する場合、ある制御モジュールを構成
する一番端のIO基板4bの隣に、次の制御モジュール
のCPU基板3bを配置し、その隣からその制御モジュ
ールのIO基板4bを連続して配置する。
【0030】CPU基板3bからのデータバス、バス制
御信号ラインは片側にしか接続されていない為、図4に
示すように、前の制御モジュールのデータバス5とバス
制御信号ライン6は、次の制御モジュールのCPU基板
3bが取付けられたコネクタまでで一度切れて、次の制
御モジュールについては、全く別のデータバス5とバス
制御信号ライン6が構成される。
【0031】制御モジュール毎に、別々のデータバス5
とバス制御信号ライン6が構成されること、及び、制御
モジュールを構成するCPU基板3bとIO基板4bに
絶縁電源を搭載することでデータバスの調整回路や絶縁
素子を追加することなく、1枚のマザーボードを使っ
て、電気的に絶縁された複数の制御モジュールを構成す
ることができる。
【0032】また、マザーボード1上のコネクタ2bに
は、CPU基板用、IO基板用の区別がなく、全て共通
の信号をアサインする為、制御モジュールの構成に必要
な基板数に応じて、任意のコネクタを起点に基板のマザ
ーボードへの配置が可能になる。
【0033】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)第1の実施の形態は、カード間の
信号の接続方法および接続装置に関する。本発明の第1
の実施の形態を図1〜図3に示す。
【0034】図1は、本発明の実施の形態の外形図、図
2は、第1の実施の形態のカード構成のブロック線図
(その1)、(IO基盤が各々1個の場合)、図3は、
第1の実施の形態のカード構成のブロック線図(その
2)、(IO基盤が1個以上の場合)、を示す。
【0035】図1〜図3において、1はコネクタ支持台
(マザーボード)、 2はマザーボードとカードを接続するコネクタ、 3はCPU基盤(ベースボード or ベースカード) 4はIO基盤(入出力基盤 or オプションカード) 5は信号ライン(信号線 or データバス) 6はカード検出ライン(バス制御信号ライン) 7はバッファであり、カード検出ラインを介して、グラ
ンドに接続されると開放(通電)状態となる。
【0036】8はグランド、9は接続ピンである。前記
3、4、は、組合わせで構成されるカードとなる。
【0037】前記マザーボード1には、多数のコネクタ
2が備えられる。そのコネクタ2には4個の端子が設け
られ、4個の端子のうち2個の端子は隣のコネクタ2の
端子と接続され、残りの端子2個の1方は信号ライン5
となり、他方はカード検出ライン6となっている。
【0038】また、それぞれのカードの内、ベースボー
ド3はバッファ7に接続された2個の端子を備えたもの
となっている。これとは別に、カード4は、バッファ7
に接続された2個の端子を備えた他に、グランド8に接
続しカード検出ライン6からの信号を受ける端子、およ
びバッファ7に信号を受ける端子の合計4個が備えられ
ている。
【0039】図1に本発明方法におけるラック11内の
ボード配置を示す。図1において、11はカードを挿入
するラック、12は組合て使用されるカード群、3はカ
ード群の中のベースボードである。
【0040】図2のカード2枚で構成したマザーボード
1には、図2の左側からベースボード3a、オプション
カード4a、ベースボード3a、オプションカード4a
と繰返し配置されることになる。
【0041】図3のカード3枚で構成したマザーボード
1には、図3の左側からベースボード3a、オプション
カード4a、オプションカード4a、次にベースボード
3a、オプションカード4a、オプションカード4aと
繰返し配置されることになる。
【0042】IO基盤は1種類でよい(中間用、終端用
と2種類設ける必要はない)。 (第2の実施の形態)第2の実施の形態は、CPU基板
とIO基板間の接続装置に関する。
【0043】図4は、第2の実施の形態に係る基板の接
続構造の構成を示す図である。第2の実施の形態は、
(A)データ処理や制御演算を実行するプロセッサをプ
リント基板上に搭載したCPU基板1枚と信号入出力を
行う回路をプリント基板上に搭載したIO基板1枚とで
構成し、(B)CPU基板とIO基板間の信号を基板挿
入用ラックに取付けたマザーボードと呼ぶプリント基板
上の配線を介して接続した制御モジュールを備え、
(C)個々に機能の独立したプラント等の制御モジュー
ルにおいて、複数の制御モジュールのCPU基板とIO
基板間の信号が1枚のマザーボードで接続可能で、CP
U基板3bとIO基板4bのマザーボード1上の配置に
制限を設けず、かつ各制御モジュール間の電気的絶縁を
確保する為のバス接続構造であることを特徴とする。
【0044】図4に示すように、制御モジュール12
は、プロセッサ14を搭載したCPU基板3bの1枚
と、入出力回路15を搭載したIO基板4bの数枚から
構成される。
【0045】各基板への電源供給は、マザーボード1の
電源供給ライン16からコネクタ2b経由で一括して行
い、各基板上の絶縁電源13で基板内部回路の動作電源
を生成する。
【0046】CPU基板3bとIO基板4b間の信号の
やり取りを行うデータバス5と、アドレス信号やゲート
IC7bの方向切り替え信号等を含むバス制御信号ライ
ン6は、マザーボード1上では、隣接するコネクタ間の
みを接続し、そのコネクタにIO基板4bを取付けてい
くことで、データバス5とバス制御信号ライン6が延長
されていく。
【0047】CPU基板3bには、データバス5、バス
制御信号ライン6の延長機能は持たせない。第2の実施
の形態では、制御モジュールを構成する際に、CPU基
板3bを起点にして、その隣から連続してIO基板4b
を配置している。
【0048】図4の上側の制御モジュールのデータバス
5、バス制御信号ライン6は、下側のCPU基板を取付
けたコネクタ2bまでで切れて、そのCPU基板を起点
に、次の制御モジュール用のデータバス5、バス制御信
号ライン6がのびている。IO基盤は1種類でよい(中
間用、終端用と2種類設ける必要はない)。
【0049】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 (1)本発明方法により、組合わせて使用されるカード
の枚数を、ラック内の使用効率をさげることなく、自由
に変更することができる。(2)また、同じラック内
に、複数のユニットを挿入できるようになる。 (3)本発明の複数基板の接続構造により、CPU基板
1枚と、IO基板数枚から成る制御モジュールについ
て、新しく電子回路や、部品を追加することなく、1枚
のマザーボードを用いて、複数の制御モジュールのCP
U基板とIO基板間の信号が接続でき、各制御モジュー
ル間の電気的絶縁を確保することが出来る。 (4)また、各制御モジュールをマザーボード上のいず
れのコネクタを起点に配置してもよい為、各制御モジュ
ールの小型化、低コスト化、及び、全体システムの省ス
ペース化、低コスト化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の外形図。
【図2】第1の実施の形態のカード構成のブロック線図
(IO基盤が各々1個の場合)。
【図3】第1の実施の形態のカード構成のブロック線図
(IO基盤が1個以上の場合)。
【図4】第2の実施の形態に係る基板の接続構造の構成
を示す図。
【図5】従来の技術のラック内のボード配置を示す図。
【図6】従来のカード構成のブロック線図(その1)。
【図7】従来のカード構成のブロック線図(その2)。
【図8】従来のカード構成のブロック線図(その3)。
【符号の説明】
02a、02b…コネクタ 03a、03b、03c…CPU基盤(ベースボード o
r ベースカード) 05…信号ライン(信号線 or データバス) 06…カード検出ライン(バス制御信号ライン) 07a、07b、07c…バッファ(ゲートIC or ゲ
ート回路) 012…カード群(制御モジュール) 1、1a…コネクタ支持台(マザーボード) 2a、2b…コネクタ 3、3a、3b…CPU基盤(ベースボード or ベース
カード) 4、4a、4b…IO基盤(入出力基盤 or オプション
カード) 5…信号ライン(信号線 or データバス) 6…カード検出ライン(バス制御信号ライン) 7a、7b…バッファ(ゲートIC or ゲート回路) 8…グランド 9a、9b、9c、9d、9e…接続ピン 11…ラック 12…カード群(制御モジュール) 13…絶縁電源 14…プロセッサ 15…入出力回路 16、16a…電源供給ライン 18…空き 19…光絶縁素子 21、21a、21b…IO基板(入出力基盤 or オプ
ションカード)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースボードに複数のオプションボードを
    組合わせてラック内に入れて使用する場合のカード間の
    信号の接続方法において、(A)オプションボード
    (4)の枚数が変わっても、ラック(11)内に挿入可
    能なカード枚数が最大となるようにカード間の信号取合
    いを行なうため、隣のカードと接続する信号ライン
    (5)とカード検出ライン(6)を設け、(B)隣にカ
    ードが挿入されていればカード間のバッファ(7)を開
    き、信号ライン(5)を接続することを繰返し、信号の
    受渡しを行なうことを特徴とするカードを組合わせた場
    合のカード間の信号の接続方法。
  2. 【請求項2】複数基板の接続構造において、(A)隣接
    する基板間のみを接続する信号ラインと、(B)隣接し
    た基板からの信号を前記信号ラインを介して受信し、且
    つ隣接するもう一方の基板に信号ラインを通じて該信号
    を送る手段を設けた基板と、を備えたことを特徴とする
    複数基板の接続構造。
  3. 【請求項3】複数基板の接続構造において、(A)隣接
    する基板間のみを接続する信号ラインと、(B)隣接し
    た基板からの信号を前記信号ラインを介して受信し、且
    つ隣接するもう一方の基板に該信号を送る手段を設けた
    基板と、(C)隣接するどちらか一方の基板に接続した
    信号ラインのみと信号の送信または受信を行う手段を設
    けた基板と、を備えたこどを特徴とする複数基板の接続
    構造。
  4. 【請求項4】複数基板の接続構造において、(A)隣接
    する基板間のみを接続する検出信号ラインと、(B)隣
    接する基板間のみを接続するデータ信号ラインと、
    (C)(i)自らが存在していることを示す信号を前記
    検出信号ラインに伝える第1の手段と、(ii)隣接す
    る基板上の前記第1の手段から前記検出信号ラインを介
    して送られた信号を受信した場合にのみ、データ信号ラ
    インを介して該隣接する基板とのデータの送受信を行う
    手段の両手段を設けている基板と、を備えたことを特徴
    とする複数基板の接続構造。
  5. 【請求項5】複数基板の接続構造において、(A)隣接
    する基板間のみを接続する検出信号ラインと、(B)隣
    接する基板間のみを接続するデータ信号ラインと、
    (C)(i)自らが存在していることを示す信号を前記
    検出信号ラインに伝える第1の手段と、(ii)隣接す
    る基板上の前記第1の手段から前記検出信号ラインを介
    して送られた信号を受信した場合にのみ、データ信号ラ
    インを介して該隣接する基板とのデータの送受信を行う
    手段の両手段を設けている基板と、(D)隣接する基板
    上の前記第1の手段から前記検出信号ラインを介して送
    られた信号を受信した場合にのみ、データ信号ラインを
    介して該隣接する基板とのデータの送受信を行う手段だ
    けを設けているが、自らが存在していることを示す信号
    を前記検出信号ラインに伝える第1の手段は設けていな
    い基板と、を備えたことを特徴とする複数基板の接続構
    造。
JP9334321A 1997-01-23 1997-12-04 カード間の信号の接続方法及び複数基板の接続構造 Withdrawn JPH10268977A (ja)

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