Un backplane o sistema de placa base es un grupo de conectores eléctricos en paralelo entre sí, de modo que cada pin de cada conector está vinculado al mismo pin relativo de todos los demás conectores, formando un bus informático . Se utiliza para conectar varias placas de circuito impreso entre sí para formar un sistema informático completo . Los backplanes utilizan comúnmente una placa de circuito impreso , pero los backplanes envueltos en alambre también se han utilizado en minicomputadoras y aplicaciones de alta confiabilidad.
En general, una placa base se diferencia de una placa base por la falta de elementos de procesamiento y almacenamiento integrados. Una placa base utiliza tarjetas enchufables para el almacenamiento y el procesamiento.
Los primeros sistemas de microcomputadoras, como el Altair 8800, utilizaban una placa base para el procesador y las tarjetas de expansión .
Las placas base se suelen utilizar en lugar de cables debido a su mayor fiabilidad . En un sistema cableado, los cables deben flexionarse cada vez que se añade o se quita una tarjeta del sistema; esta flexión acaba provocando fallos mecánicos. Una placa base no sufre este problema, por lo que su vida útil está limitada únicamente por la longevidad de sus conectores. Por ejemplo, los conectores DIN 41612 (utilizados en el sistema VMEbus ) tienen tres grados de durabilidad diseñados para soportar (respectivamente) 50, 400 y 500 inserciones y extracciones, o "ciclos de acoplamiento". Para transmitir información, la tecnología de placa base serial utiliza un método de transmisión de señalización diferencial de bajo voltaje para enviar información. [1]
Además, existen cables de expansión de bus que extienden el bus de una computadora a una placa base externa, generalmente ubicada en un gabinete, para proporcionar más ranuras o ranuras diferentes a las que proporciona la computadora host. Estos conjuntos de cables tienen una placa transmisora ubicada en la computadora, una placa de expansión en la placa base remota y un cable entre las dos.
Las placas base han aumentado su complejidad desde la sencilla arquitectura estándar de la industria (ISA) (utilizada en la IBM PC original ) o el estilo S-100 , donde todos los conectores se conectaban a un bus común. Debido a las limitaciones inherentes a la especificación de interconexión de componentes periféricos (PCI) para las ranuras de control, las placas base ahora se ofrecen como pasivas y activas .
Las placas base verdaderamente pasivas no ofrecen circuitos de control de bus activos. Toda la lógica de arbitraje deseada se coloca en las tarjetas secundarias. Las placas base activas incluyen chips que almacenan en búfer las distintas señales que llegan a las ranuras.
La distinción entre ambos no siempre es clara, pero puede convertirse en un problema importante si se espera que todo un sistema no tenga un único punto de fallo (SPOF). El mito común en torno a la placa base pasiva, incluso si es única, no suele considerarse un SPOF. Las placas base activas son incluso más complicadas y, por lo tanto, tienen un riesgo distinto de cero de mal funcionamiento. Sin embargo, una situación que puede causar interrupciones tanto en el caso de las placas base activas como pasivas es mientras se realizan actividades de mantenimiento, es decir, mientras se intercambian placas, siempre existe la posibilidad de dañar los pines/conectores en la placa base, esto puede causar una interrupción total del sistema, ya que todas las placas montadas en la placa base deben quitarse para reparar el sistema. Por lo tanto, estamos viendo arquitecturas más nuevas en las que los sistemas utilizan conectividad redundante de alta velocidad para interconectar las placas del sistema punto a punto sin un único punto de fallo en ninguna parte del sistema.
Cuando se utiliza una placa base con una computadora de placa única (SBC) enchufable o una placa host del sistema (SHB), la combinación proporciona la misma funcionalidad que una placa base , proporcionando potencia de procesamiento, memoria, E/S y ranuras para tarjetas enchufables. Si bien hay algunas placas base que ofrecen más de 8 ranuras, ese es el límite tradicional. Además, a medida que avanza la tecnología, la disponibilidad y la cantidad de un tipo de ranura en particular pueden verse limitadas en términos de lo que ofrecen actualmente los fabricantes de placas base.
Sin embargo, la arquitectura de la placa base no tiene relación con la tecnología SBC que se le conecta. Existen algunas limitaciones en cuanto a lo que se puede construir, ya que el conjunto de chips y el procesador de la SBC deben proporcionar la capacidad de soportar los tipos de ranuras. Además, se puede proporcionar un número prácticamente ilimitado de ranuras, con 20, incluida la ranura SBC, como límite práctico, aunque no absoluto. Por lo tanto, una placa base PICMG puede proporcionar cualquier número y cualquier combinación de ranuras ISA, PCI, PCI-X y PCI-e, limitada únicamente por la capacidad de la SBC para interactuar con esas ranuras y controlarlas. Por ejemplo, una SBC con el último procesador i7 podría interactuar con una placa base que proporcione hasta 19 ranuras ISA para controlar tarjetas de E/S heredadas.
Algunas placas base están construidas con ranuras para conectar dispositivos en ambos lados y se las conoce como placas intermedias. Esta capacidad de conectar tarjetas en cualquiera de los lados de una placa intermedia suele ser útil en sistemas más grandes compuestos principalmente de módulos conectados a la placa intermedia.
Los midplanes se utilizan a menudo en ordenadores, sobre todo en servidores blade , donde los servidores blade se encuentran en un lado y los módulos periféricos (de alimentación, de red y otros de E/S) y de servicio se encuentran en el otro. Los midplanes también son populares en equipos de redes y telecomunicaciones, donde un lado del chasis acepta tarjetas de procesamiento del sistema y el otro lado del chasis acepta tarjetas de interfaz de red.
Los planos medios ortogonales conectan tarjetas verticales de un lado a placas horizontales del otro lado. [2] [3] Un plano medio ortogonal común conecta muchas tarjetas de línea telefónica verticales de un lado, cada una conectada a cables telefónicos de cobre, a una tarjeta de comunicaciones horizontal del otro lado. [4]
Un "plano medio virtual" es un plano imaginario entre tarjetas verticales de un lado que se conectan directamente a placas horizontales del otro lado; los alineadores de ranuras para tarjetas de la jaula de tarjetas y los conectores autoalineables de las tarjetas mantienen las tarjetas en su posición. [5]
Algunas personas utilizan el término "plano medio" para describir una placa que se ubica entre un plano posterior de intercambio en caliente del disco duro y fuentes de alimentación redundantes y las conecta. [6] [7]
Los servidores suelen tener una placa base para conectar unidades de disco duro intercambiables en caliente y unidades de estado sólido; los pines de la placa base pasan directamente a los conectores de los discos duros sin cables. Pueden tener un solo conector para conectar un controlador de matriz de discos o varios conectores que se pueden conectar a uno o más controladores de forma arbitraria. Las placas base se encuentran comúnmente en gabinetes de discos , matrices de discos y servidores .
Las placas base para discos duros SAS y SATA suelen utilizar el protocolo SGPIO como medio de comunicación entre el adaptador host y la placa base. También se pueden utilizar los servicios de carcasa SCSI . Con los subsistemas SCSI paralelos , se utiliza SAF-TE .
Una computadora de placa única que cumple con la especificación PICMG 1.3 y es compatible con una placa base PICMG 1.3 se denomina placa host del sistema .
En el mundo de las computadoras de placa única Intel, PICMG proporciona estándares para la interfaz de placa base: PICMG 1.0 , 1.1 y 1.2 [8] proporcionan compatibilidad con ISA y PCI, y 1.2 agrega compatibilidad con PCIX. PICMG 1.3 [9] [10] proporciona compatibilidad con PCI-Express.
