一种热插拔连接装置和总成

技术领域

本发明涉及热插拔领域，更具体地，特别是指一种热插拔连接装置和总成。

背景技术

伴随CPU(中央处理器)换代升级，主板PCB(印刷线路板)由于需要支持PCIE Gen4/Gen5(第四代/第五代外围组件互连扩展)成本变得越来越高，将服务器分板成为一种趋势设计。在分板式服务器下，更加便捷与自动化的设计将使服务器产品更加灵活，热插拔功能在电源设计和信号设计中都非常重要，尤其是在故障检测及更换设备保存数据显得尤为重要。热插拔能够使得用户在不关闭系统的情况下快速精准的操作。

服务器通常按采用一块主板搭配一块管理板的方式组装，主板CPLD(复杂可编程逻辑器件)控制上电时序，将BMC(基板管理控制器)所需要的电源接入管理板；需要在上电前组装好，且保证金手指与连接器结合没问题，才能上电开机。现有技术的搭配方式因不支持热插拔功能，需要在上电前就组装好；若服务器在运行期间管理板因未知原因挂死、烧坏，组装服务器时因插入力度与角度问题，人为误触或机箱振动，连接器未能正常连通，导致BMC无法对服务器实现管理功能引起服务器故障或者宕机等问题，均需要投入很大的人力调试，更换再启动；会极大的耗费时间与人力，造成经济损失。

针对现有技术中主板不支持热插拔管理板导致难以处理故障的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种热插拔连接装置和热插拔连接总成，能够便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种热插拔连接装置，包括：

连接器，一侧固定连接到管理板，另一侧设置有容纳部分主板的母口，母口内设置有第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧的一端固定到母口的内壁，并且另一端连接到锥形凸起卡扣；

金手指排，设置在主板上插入母口的一侧，金手指排的两端设置有在位置上与锥形凸起卡扣相对应的导轨，导轨中在与第一弹簧和第二弹簧相对应的位置上设置有锥型凹槽；金手指排包括具有第一长度的第一金手指和具有第二长度的第二金手指，其中第一长度大于第一弹簧和第二弹簧之间的距离并且该距离大于第二长度，金手指排通过连接器电性连接到管理板；

检测模块，连接到第二金手指，响应于从第二金手指接收到管理板的在位信号消失而发出热拔信号；

控制模块，连接到检测模块和第一金手指，配置为响应于从检测模块接收到热拔信号而将第一金手指从主板断路。

在一些实施方式中，第一金手指配置为受到控制模块的控制而选择性地接收地信号、电源信号和数据信号。

在一些实施方式中，金手指排在处于第一位置的状态下使第一弹簧将连接到第一弹簧的锥形凸起卡扣卡入设置在与第二弹簧相对应的位置上的锥型凹槽，使第一金手指通过连接器电性连接到管理板，并使第二金手指与管理板电性绝缘。

在一些实施方式中，金手指排在处于第二位置的状态下使第一弹簧将连接到第一弹簧的锥形凸起卡扣卡入设置在与第一弹簧相对应的位置上的锥型凹槽，使第二弹簧将连接到第二弹簧的锥形凸起卡扣卡入设置在与第二弹簧相对应的位置上的锥型凹槽，并使第一金手指和第二金手指通过连接器电性连接到管理板。

在一些实施方式中，检测模块配置为响应于金手指排从第一位置运动到第二位置使检测模块从第二金手指接收到低电平，而向控制模块发出热插信号。

在一些实施方式中，控制模块配置为响应于从检测模块接收到热插信号而控制主板的电源信号向第一金手指提供使管理板正常上电的时序。

在一些实施方式中，检测模块配置为响应于金手指排从第二位置运动到第一位置使检测模块从第二金手指接收到高电平，而向控制模块发出热拔信号。

在一些实施方式中，控制模块配置为响应于从检测模块接收到热拔信号而通过电子保险丝控制第二金手指切断电源信号。

在一些实施方式中，检测模块为复杂可编程逻辑器件，控制模块为现场可编程门阵列，复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列之间通过串行通用输入输出总线连接和通信。

本发明实施例的第二方面提供了一种热插拔连接总成，包括：

上述的热插拔连接装置；

固定连接到热插拔连接装置的管理板；

可插拔地连接到热插拔连接装置的主板，主板配置为对管理板提供热插拔功能。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的热插拔连接装置和热插拔连接总成，通过使用连接器，一侧固定连接到管理板，另一侧设置有容纳部分主板的母口，母口内设置有第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧的一端固定到母口的内壁，并且另一端连接到锥形凸起卡扣；金手指排，设置在主板上插入母口的一侧，金手指排的两端设置有在位置上与锥形凸起卡扣相对应的导轨，导轨中在与第一弹簧和第二弹簧相对应的位置上设置有锥型凹槽；金手指排包括具有第一长度的第一金手指和具有第二长度的第二金手指，其中第一长度大于第一弹簧和第二弹簧之间的距离并且所述距离大于第二长度，金手指排通过连接器电性连接到管理板；检测模块，连接到第二金手指，响应于从第二金手指接收到管理板的在位信号消失而发出热拔信号；控制模块，连接到检测模块和第一金手指，响应于从检测模块接收到热拔信号而将第一金手指从主板断路的技术方案，能够便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的热插拔连接装置的结构示意图；

图2为本发明提供的热插拔连接装置的连接器的物理结构图；

图3为本发明提供的热插拔连接装置的金手指排的物理结构示意图；

图4为本发明提供的热插拔连接总成的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工的热插拔连接装置的一个实施例。图1示出的是本发明提供的热插拔连接装置的电路原理图。

所述的热插拔连接装置包括装配检测电路，并且装配检测电路如图1所示包括：

连接器1，一侧固定连接到管理板，另一侧设置有容纳部分主板的母口，母口内设置有第一弹簧11和第二弹簧12，第一弹簧11和第二弹簧12的一端固定到母口的内壁，并且另一端连接到锥形凸起卡扣13；

金手指排2，设置在主板上插入母口的一侧，金手指排2的两端设置有在位置上与锥形凸起卡扣13相对应的导轨，导轨中在与第一弹簧11和第二弹簧12相对应的位置上设置有锥型凹槽；金手指排2包括具有第一长度的第一金手指和具有第二长度的第二金手指，其中第一长度大于第一弹簧11和第二弹簧12之间的距离大于并且该距离第二长度，金手指排2通过连接器1电性连接到管理板；

检测模块3，连接到第二金手指，配置为响应于从第二金手指接收到管理板的在位信号消失而发出热拔信号；

控制模块4，连接到检测模块3和第一金手指，响应于从检测模块3接收到热拔信号而将第一金手指从主板断路。

在一些实施方式中，第一金手指配置为受到控制模块4的控制而选择性地接收地信号、电源信号和数据信号。

在一些实施方式中，金手指排2在处于第一位置的状态下，使第一弹簧11将连接到第一弹簧11的锥形凸起卡扣13卡入设置在与第二弹簧12相对应的位置上的锥型凹槽，使第一金手指通过连接器1电性连接到管理板，并使第二金手指与管理板电性绝缘。

在一些实施方式中，金手指排2在处于第二位置的状态下使第一弹簧11将连接到第一弹簧11的锥形凸起卡扣13卡入设置在与第一弹簧11相对应的位置上的锥型凹槽，使第二弹簧12将连接到第二弹簧12的锥形凸起卡扣13卡入设置在与第二弹簧12相对应的位置上的锥型凹槽，并使第一金手指和第二金手指通过连接器1电性连接到管理板。

在一些实施方式中，检测模块3配置为响应于金手指排2从第一位置运动到第二位置使检测模块3从第二金手指接收到低电平，而向控制模块4发出热插信号。

在一些实施方式中，控制模块4配置为响应于从检测模块3接收到热插信号而控制主板的电源信号向第一金手指提供使管理板正常上电的时序。

在一些实施方式中，检测模块3配置为响应于金手指排2从第二位置运动到第一位置使检测模块3从第二金手指接收到高电平，而向控制模块4发出热拔信号。

在一些实施方式中，控制模块4配置为响应于从检测模块3接收到热拔信号而通过电子保险丝控制第二金手指切断电源信号。

在一些实施方式中，检测模块3为复杂可编程逻辑器件，控制模块4为现场可编程门阵列，复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列之间通过串行通用输入输出总线连接和通信。

下面根据图2、3所示的具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。

在图2中，左侧为管理板与金手指压接连接器，右侧为主板与板端金手指，通过压接连接器卡在一起保持稳定。在金手指连接器边缘植入弹簧与塑料锥形凸起卡扣，弹簧为了保证在插入金手指时有一个自上而下的力，可以使锥形凸起能准确对接凹槽；且在卡上时会有声响，指示一段金手指对接成功。

图3示出的是带有导轨、锥形凹槽、3种长度不同的金手指组。设计最长是GND(地)，中间长度的是Signal(数据)与Power(电源)，最短的是PRSNT(在位信号)。在金手指边缘对应部分设计导轨，便于防呆，以及锥形卡扣滑入；虚线部分是分段线，分段线与导轨交叉部分设计锥形凹槽。可以看出，最短的金手指长度不及锥形凹槽的长度，这导致在仅将金手指组插入一半时，第二金手指不会导通。

参见图4,，因主板STBY(待机)时序中P3V3_RGM与P1V0_STBY是只供给BMC使用，在不影响主板正常起电情况下，单独设计一套使用FPGA芯片控制这两个电的起电。供给BMC的其他电通过EFuse(电子保险丝)控制，再接入连接器。当连接器与金手指对接一起时，PRSNT信号用于主板CPLD识别管理板是否在位；添加FPGA，CPLD与FPGA通过SGPIO(串行通用输入输出总线)通信；FPGA内部增加逻辑设计模拟BMC上电延时控制EFuse[3:0]_EN、P3V3_RGM_EN与P1V0_STBY_EN；P3V3_RGM与P1V0_STBY_PWRGOOD信号经过与门电路，接入FPGA监控供给BMC的两个电是否正常，同时输出PWR_OK信号，经过连接器给到BMC用于电源的监控与记录。

本发明通过设计两段式连接器，将热插拔金手指做成分段式，分别与金手指连接器对接。在热添加时，连接器与金手指匹配，MB CPLD通过PRSNT_N低电平判断管理板在位，与FPGA通信后，FPGA内部逻辑延时推电源信号，使主板能提供给BMC正常上电所需的时序；热移除时，通过拔出第一段金手指，PRSNT_N信号变为高电平，经MB CPLD检测，通信给FPGA，断开所有电源信号，再拔出第二段金手指，移除GND、Power与Signal。由此使用线路搭配连接器设计自动识别的进行热插拔操作，在服务器稳定运行同时可更换管理板，特殊结构设计保证连接器接入稳定与牢靠。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的热插拔连接装置，通过使用连接器，一侧固定连接到管理板，另一侧设置有容纳部分主板的母口，母口内设置有第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧的一端固定到母口的内壁，并且另一端连接到锥形凸起卡扣；金手指排，设置在主板上插入母口的一侧，金手指排的两端设置有在位置上与锥形凸起卡扣相对应的导轨，导轨中在与第一弹簧和第二弹簧相对应的位置上设置有锥型凹槽；金手指排包括具有第一长度的第一金手指和具有第二长度的第二金手指，其中第一长度大于第一弹簧和第二弹簧之间的距离并且该距离大于第二长度，金手指排通过连接器电性连接到管理板；检测模块，连接到第二金手指，配置为响应于从第二金手指接收到管理板的在位信号消失而发出热拔信号；控制模块，连接到检测模块和第一金手指，响应于从检测模块接收到热拔信号而将第一金手指从主板断路的技术方案，能够便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工的热插拔连接总成的一个实施例。

热插拔连接总成如图4所示，包括：

上述的热插拔连接装置；

固定连接到热插拔连接装置的管理板；

可插拔地连接到热插拔连接装置的主板，主板配置为对管理板提供热插拔功能。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的热插拔连接总成，通过使用连接器，一侧固定连接到管理板，另一侧设置有容纳部分主板的母口，母口内设置有第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧的一端固定到母口的内壁，并且另一端连接到锥形凸起卡扣；金手指排，设置在主板上插入母口的一侧，金手指排的两端设置有在位置上与锥形凸起卡扣相对应的导轨，导轨中在与第一弹簧和第二弹簧相对应的位置上设置有锥型凹槽；金手指排包括具有第一长度的第一金手指和具有第二长度的第二金手指，其中第一长度大于第一弹簧和第二弹簧之间的距离并且该距离大于第二长度，金手指排通过连接器电性连接到管理板；检测模块，连接到第二金手指，响应于从第二金手指接收到管理板的在位信号消失而发出热拔信号；控制模块，连接到检测模块和第一金手指，配置为响应于从检测模块接收到热拔信号而将第一金手指从主板断路的技术方案，能够便于热插拔管理板，便于处理故障，节约经济和人工。

需要特别指出的是，上述热插拔连接总成的实施例采用了所述热插拔连接装置的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述热插拔连接装置的其他实施例中。当然，由于所述热插拔连接装置实施例中的各个模块均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述热插拔连接总成也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。