针孔式板卡结构及其底板制造技术

本实用新型专利技术涉及针孔式板卡结构及其底板，该板卡结构包括工控机底板和功能板，以及两者固定电连接的针孔式总线连接器；总线连接器包括ＰＣＩ段，在工控机底板上还设置有扩展功能子卡，及将工控机底板与扩展功能子卡固定电连接的针孔式扩展连接器。使扩展功能子卡与底板的总线扩展接口的连接绝对可靠，特别适合环境比较恶劣的地方使用，使得底板不易变形；另外，系统扩展接口在信号分布上优先考虑高速控制信号走线，并设置地信号和高速控制信号的针脚相邻，从而避免由于信号传输线上存在较大的分布电容的影响，从而增强了信号的完整性，同时，还增强了ＥＭＣ性能，增强了高速信号对地的参考和屏蔽作用。再进一步地，使得总线扩展接口的ＰＣＩ信号到系统ＰＣＩ接口卡的走线较短。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业控制设备，更具体地说，涉及一种针孔式板卡结构及工控机用的底板。
技术介绍
通常，工业控制计算机(工控机)包括底板(如无源底板)以及功能板(如CPU卡)等。现有的功能板(特别是全长卡)与底板的连接是采用金手指的方式连接。使用时 将金手指插入到插槽内，通过插槽内金属弹片对金手指两面的挤压，完成将功能板电连接 到插槽上。然而，金手指与插槽连接在运输或者在振动的环境中容易造成松动，而且金手指 与插槽之间的间隙在尘土大的环境中容易堵塞，影响连接的电气特性，造成工控机无法正常工作。申请号为200820093243. 4的技术专利"针孔式板卡结构及其功能板和底板" 所公开的针孔式板卡结构中仅仅将系统总线的PCI段和ISA段采用针孔式连接，但是在扩 展功能的接口部分仍然是金手指的方式连接，这样一方面存在以上的连接不牢固的缺陷， 另一方面由于扩展功能的接口部分仍然采用欧式的标准，从而使得系统总线接口和扩展功 能接口的距离较远，信号传输不够高速。即标准PCI插座在防振，防尘，气密性，防腐和接触 可靠度方面存在劣势，在使用过程中存在问题隐患，且总线扩展槽的PCI信号到PCI接口卡 的走线较长，信号传输线上存在较大的分布电容，从而影响了信号完整性。特别是在工控应 用领域，尤其表现出其弊端。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述金手指连接容易松动和尘土堵塞卡槽造成工控机总线扩展接口失效，以及其中的PCI信号到PCI接口卡的走线较长，信号传输线上存在较大的分布电容，从而影响了信号完整性的缺陷，提供一种连接可靠、不易失效、且信号传输可靠高速的针孔式板卡结构、以及工控机用的底板。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种工业控制计算机的针孔式板卡结构，包括工控机底板，以及安装在所述工控机底板上的功能板；所述工控机底板与所述功能板之间设有将两者固定电连接的针孔式总线连接器；所述总线连接器包括PCI段，在所述工控机底板上还设置有扩展功能子卡，所述工控机底板与所述扩展功能子卡之间设置有将两者固定电连接的针孔式扩展连接器。所述扩展功能子卡可以是网卡、声卡、显卡、控制卡、I/0卡等等。 在本技术所述的针孔式板卡结构中，所述针孔式扩展连接器包括高速控制信 号插槽或针脚，在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻位置设置有至少一个地信号插槽或 针脚。 在本技术所述的针孔式板卡结构中，在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻 位置设置有两个或三个地信号插槽或针脚；或者在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻位 置均设置为地信号插槽或针脚。 在本技术所述的针孔式板卡结构中，所述高速控制信号包括PCI帧信号、时 钟信号，以及地址/数据信号。 在本技术所述的针孔式板卡结构中，所述PCI段包括设置在工控机底板上的 底板PCI构件；所述针孔式扩展连接器包括设置在工控机底板上的底板扩展构件；所述底 板扩展构件靠近底板PCI构件的附件。 在本技术所述的针孔式板卡结构中，所述底板扩展构件为针孔式插槽，在所 述扩展功能子卡上与所述插槽配合的针脚；或者，在所述扩展功能子卡上设置针孔式插槽， 所述底板扩展构件为与所述插槽配合的针脚。 根据本技术的另一个方面，提供一种工控机用底板，在所述底板上设置有针 孔式系统插槽或针脚，其特征在于，在所述底板上还设置有至少一组针孔式扩展插槽或者 针脚。 在本技术所述的底板中，所述扩展插槽或者针脚包括高速控制信号插槽或针 脚，在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻位置设置有至少一个地信号插槽或针脚。 在本技术所述的底板中，在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻位置设置有 两个或三个地信号插槽或针脚；或者，在所述高速控制信号插槽或针脚的相邻位置均设置 为地信号插槽或针脚。 在本技术所述的底板中，所述扩展插槽或者针脚在底板上且靠近所述系统插 槽或针脚的位置处设置。 实施本技术，具有以下有益效果本技术采用连接可靠的针孔式连接器 连接，大大改善了以往采用金手指连接容易松动和尘土堵塞卡槽造成失效的情况，从而使 扩展功能子卡与底板的总线扩展接口的连接绝对可靠，特别适合环境比较恶劣的地方使 用，使得底板不易变形；另外，系统扩展接口在信号分布上优先考虑高速控制信号走线，并 设置地信号和高速控制信号的针脚相邻，避免由于信号传输线上存在较大的分布电容的影 响，从而增强了信号的完整性，同时，还增强了 EMC性能.增强了高速信号对地的参考和屏 蔽作用。再进一步地，使得总线扩展接口的PCI信号到系统PCI接口卡的走线较短。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中 图1是本技术的工控机底板的平面结构示意图； 图2是本技术的针孔式扩展连接器的接口定义的示意图； 图3是本技术扩展功能子卡与工控机底板对准的示意图。具体实施方式如图1和图2所示，是本技术的针孔式板卡结构的一个实施例，其包括工控机 底板10、以及安装在工控机底板10上的功能板(图中未示出)。该工控机底板10与功能 板通过针孔式总线连接器进行连接，该针孔式总线连接器包括底板针孔式总线连接器构件 和功能板针孔式总线连接器构件。本技术的创新点在于，如图l和3所示，在工控机底 板10上还设置有扩展功能子卡13，该工控机底板10与扩展功能子卡13之间设置有将两者 固定电连接的针孔式扩展连接器，该针孔式扩展连接器包括底板针孔式扩展连接器构件和功能板针孔式扩展连接器构件14。 在本实施例中，底板针孔式扩展连接器构件为针孔式插槽12，而相应的扩展功能 子卡13上的功能板针孔式扩展连接器构件14为针脚结构。可以理解的，针孔式插槽12也 可以设置在扩展功能子卡13上，而对应的针脚设置在工控机底板上，并且插槽与针脚相互 配合电连接。 本技术进一步地创新点在于，该工控机底板10上设置有多组针孔式插槽12， 从而可以插入多个扩展功能子卡13，从而扩展工控机的功能。这些插槽12可以是96针的 PCI槽，在该实施例中，该96针的PCI槽采用三行针孔式连接器排列，每行具有32个槽，其 宽度较大，从而增加扩展功能子卡和底板插座的连接强度，同时也加强了该底板插座和底 板的连接强度，使底板不易变形。使用时，仅需将扩展功能子卡的针脚对准底板上的插槽 12，即可插入完成连接。由于通过针孔的配合，避免了现有技术的金手指边缘连接器的连接 容易松动、尘土堵塞等缺陷，使得扩展功能子卡与工控机底板连接绝对可靠，从而可以适用 于环境恶劣的场合。而且，由于针孔式扩展连接器的插槽12和针脚的排列设计为三行，其 宽度较大，从而增加了扩展功能子卡的强度。 通过将工控机底板10和扩展功能子卡13之间的连接方式采用针孔式连接，因此在电路板可以不依据现有的规范(PICMG1.0规范的底板，系统PCI插槽ll的PCI信号到插槽12的距离较远)，针孔式扩展连接器的插槽12在底板上位置为靠近针孔式连接器的系统PCI插槽11 (即底板针孔式总线连接器构件实施为插槽结构)处进行设置。从而配合该工控底板的布局，縮短了插槽12的信号到系统PCI插槽11的走线长度，减少了传输线上分布电容对信号完整性的影响，提高了系统的可靠性和稳定性。 另外，在本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业控制计算机的针孔式板卡结构，包括工控机底板，以及安装在所述工控机底板上的功能板；所述工控机底板与所述功能板之间设有将两者固定电连接的针孔式总线连接器；所述总线连接器包括ＰＣＩ段，其特征在于，在所述工控机底板上还设置有扩展功能子卡，所述工控机底板与所述扩展功能子卡之间设置有将两者固定电连接的针孔式扩展连接器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志红，陈勇，
申请(专利权)人：研祥智能科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]