Backplane

Backplane con ranuras PCI, PCIe×1 y PCIe×16.
Backplane de un ordenador Electrologica X1 (1958).

Un backplane es una placa de circuito (por lo general, una placa de circuito impreso) que conecta varios conectores en paralelo uno con otro, de tal modo que cada pin de un conector esté conectado al mismo pin relativo del resto de conectores,[1] formando un bus de ordenador. Se utiliza como columna vertebral para conectar varias placas de circuito impreso (tarjetas) que juntas forman una computadora. Uno de los primeros sistemas en utilizar este enfoque fue el Bus S-100, llamado así porque los conectores tenían 100 pines, que fue muy popular en los primeros ordenadores personales como el Altair 8800. Tanto el Apple II como el IBM PC integraban un backplane en la placa madre para tarjetas de expansión.

Mientras que una placa madre puede incluir un backplane, el backplane es en realidad una entidad separada. Un backplane se diferencia generalmente por la falta de CPUs, constando como mucho de los chips necesarios para manejar el bus, mientras que la CPU y el chipset residen en una tarjeta Single Board Computer.

Se utilizan preferentemente Backplanes en lugar de cables por su mayor fiabilidad. En un sistema con cables, estos se ven flexionados cada vez que se inserta o remueve una tarjeta, lo que causa eventualmente fallos mecánicos. Un backplane no se ve afectado por ese problema, por lo que su vida operativa está solo limitada por la longevidad de sus conectores. Por ejemplo los conectores DIN 41612 utilizados en el VMEbus pueden soportar de 50 a 500 inserciones y retiradas (llamadas ciclos de apareamiento), dependiendo de su calidad.

Un backplane proporciona una funcionalidad mínima sin un Computador en una tarjeta instalado que le proporcione la CPU y otras funcionalidades del ordenador. Un Computador en una tarjeta (Single Board Computer) que cumple con la especificación PICMG 1.3 y compatible con un backplane PICMG 1.3 es denominado System Host Board (SHB).[2]

Un backplane puede utilizarse sin un Computador en una tarjeta para proporcionar alimentación eléctrica a las tarjetas conectadas en él. Es de uso común en las empresas que fabrican tarjetas de ampliación para testearlas y grabarlas.

Además, existen cables de bus de expansión que permiten extenderlo a un backplane externo, generalmente situado en una carcasa auxiliar, para proporcionar más o diferentes ranuras de expansión de las que el ordenador principal proporciona. Estos grupos de cables tienen un circuito transmisor situado en el ordenador, una tarjeta de expansión situada en el backplane externo, y un cable entre ambos. Estos cables no necesita de un Computador en una tarjeta en el backplane remoto para controlar las tarjetas de entrada/salida, y este sólo proporciona la electrónica de expansión necesaria.

Tipos de backplanes

Los Backplanes han crecido en complejidad desde los simples ISA (utilizado en el IBM PC) o Bus S-100 donde todos los conectores estaban conectados a un bus común. Debido a las limitaciones inherentes a las especificaciones PCI para las ranuras de ampliación, los backplanes se dividen ahora en activos y pasivos

  • Pasivos: aquellos que consisten únicamente en conexiones eléctricas para la intercomunicación.
  • Activos: aquellos que incorporan circuitería y lógica para el encaminamiento de dicha intercomunicación.

Los Backplanes pasivos no ofrecen circuitos de gobierno del bus. Cualquier lógica de arbitraje deseado se ponga en las tarjetas hijas. Los Backplanes activos incluyen chips con buffer de las distintas señales en las ranuras.

La distinción entre los dos no siempre es muy claro, pero puede convertirse en un problema importante si el sistema en su conjunto se espera que no tenga un SPOF (punto único de fallo). Un backplane pasivo, incluso si es único, no se considera un SPOF . Los Backplanes activos son más complicados y por lo tanto no tienen cero riesgos de mal funcionamiento.

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