Мезонинная плата

Мезонинная плата, мезонин — плата, вставляемая в карту расширения^[1]^[2] и располагающаяся параллельно плате-носителю^[3]. В качестве носителя как правило используются карты расширения стандартов ISA, PCI, PCIe, VMEbus, CompactPCI,OpenVPX и др.^[4]^[5]^[6]^[7]. Носитель может иметь несколько слотов для размещения мезонин-модулей и, следовательно, допускает гибкую функциональную конфигурацию. Типичный пример мезонинной платы - NVMe-накопитель, установленный в переходник с PCIe x16/x8/x1 с одним или несколькими слотами Mini-PCIe (M.2).

Особенности применения

Многие разработчики промышленных и телекоммуникационных компьютерных систем используют мезонинные технологии для дополнения готовых плат (ISA, PCI, VME, CompactPCI, PC/104, PC/104+,OpenVPX) нужными функциями^[5]^[8], если не удается подобрать необходимую конфигурацию. Мезонинное исполнение позволяет устанавливать на носитель лишь необходимые ресурсы, адаптируя их произвольную комбинацию в требуемом количестве под конкретный объём решаемых задач.^[9] Кроме того, мезонины предоставляют возможность реализовать законченную функциональность модулей, если габариты основной платы не позволяют размесить на ней все необходимые электронные компоненты.^[4]

В случае мезонинных плат ввода-вывода мезонинный подход позволяет повысить качество работы АЦП и ЦАП за счет лучшего согласования сигналов и снижения уровня шумов на мезонинном модуле по сравнению с большой платой-носителем^[8]. Сравнительно небольшие габариты мезонинов позволяют лучше провести их моделирование и оптимизировать парамeтры топологии^[8].

Мезонинный вариант конструирования позволяет также упростить процесс модернизации оборудования и снизить соответствующе затраты: проще заменить небольшой мезонинный модуль, чем большую плату. На этой же основе повышается ремонтопригодность изделий электроники, особенно в случае использования мезонинных плат ввода-вывода, часто выходящих из строя.

Мезонины могут применяться не только совместно с картами расширения, но и с другими мезонинными платами, стандартизированными в иных спецификациях^[8]. Такая комбинация «мезонин + мезонин» в качестве самостоятельного модуля базируется на совместимости габаритов указанных плат, их разъемов и параметров интерфейсов.

Независимо от предназначения все мезонинные платы содержат контроллеры интерфейсов для обмена информацией с платой-носителем.^[10] При выполнeнии в соответствии с одним из стандартов кондуктивного отвода тепла мезонинные модули крепятся на теплоотводную раму несущего модуля и могут оснащаться дополнительными радиаторами, рассеивающими тепловую энергию.

Варианты исполнения

Примерами мезонинных стандартов являются^[5]^[6]^[7]:

IndustryPack (стандарт VITA 4-1995)
PMC (PCI Mezzanine Card)^[5] (стандарт IEEE 1386.1)
PC-MIP (стандарт VITA-29).
XMC (Switched Mezzanine Card)^[5]
FPGA Mezzanine Card (FMC)^[7]
AdvancedMC^[5]^[6]

IndustryPack — мезонинная плата вставляемая в другие платы CompactPCI, VMEbus и т. п.

Размер модуля (мм) — 46 x 99
Количество разъемов х Количество контактов — 2 х 50
Шина — 16 бит 8/32МГц
Количество модулей, которое можно разместить на носителе 6U — 4
Ввод-вывод — фронтальный и тыльный

PC-MIP — мезонинная плата на основе шины PCI или CompactPCI.

Размер модуля (мм) — 47 x 90
Количество разъемов х Количество контактов — 3 х 64
Шина — 32бит PCI 66МГц
Количество модулей, которое можно разместить на носителе 6U — 6
Ввод-вывод — фронтальный и тыльный

PMC (PCI Mezzanine Card^[англ.]) мезонинная плата на основе шины PCI или CompactPCI^[6] (стандарт IEEE 1386.1).

Размер модуля (мм) — 74 x 149;
Количество разъемов х Количество контактов — до 6 х 64:

для PCI 32бит — 2 разъёма,

для расширения до PCI 64бит — 2 разъёма (дополнительно к разъёмам PCI 32 бит),

для сигналов пользователя — 2 разъёма;

Шина — 32/64бит PCI 32/66/100МГц;
Количество модулей, которое можно разместить на носителе 6U — 2;
Ввод-вывод — фронтальный и тыльный.

Очень часто на платах ПК-совместимых промышленных ПК находятся разъёмы шин PC/104, PC/104+ и StackPC, которые позволяют использовать платы одноимённого формата, в качестве мезонинных плат.

Галерея

Мезонинная плата
Мезонинная плата поверх графической платы Matrox Millenium II
Мезонинная плата поверх звуковой карты Diamond MX300
Voodoo Rush с мезонинной платой

Примечания

↑ Mezzanine Архивная копия от 8 августа 2017 на Wayback Machine, WhatIs.com (англ.)
↑ Definition of: mezzanine card Архивная копия от 8 августа 2017 на Wayback Machine, PCMag (англ.)
↑ ГОСТ Р 58711—2019 Авиационная техника. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ. Требования к конструкторской документации. [1] Архивная копия от 6 августа 2022 на Wayback Machine
↑ ¹ ² Алексей Рыбаков, Александр Буданов, Сергей Зубков. Мезонинные технологии сегодня и завтра.//Computerworld Россия, 1995, № 10.[2]Архивная копия от 13 декабря 2016 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Слюсар В. И. Новые стандарты промышленных компьютерных систем. //Электроника: наука, технология, бизнес. — 2005. — № 6. — С. 52 — 53. [3] Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ ⁴ Слюсар В. И. Фундамент военных систем (AdvancedTCA и её производные технологии). // Мир автоматизации. — 2006. — № 3. — C. 52 — 57. [4] Архивная копия от 6 апреля 2016 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ Слюсар В. И. Встраиваемые компьютерные системы для жестких условий: стандарты VITA 65 и VITA 46. //Электроника: наука, технология, бизнес. — 2010. — № 6. — C. 86 — 92.- http://www.slyusar.kiev.ua/OPENVPX.pdf Архивная копия от 24 февраля 2014 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ ⁴ Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 2.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу «Электроника: наука, технология, бизнес»). — N2. — 2018. — C. 78 — 79. [5] Архивная копия от 6 августа 2022 на Wayback Machine
↑ Об оснащении ПЦО средствами аудио- и видеонаблюдения. Методические рекомендации Р 78.36.029-2014. Министерство внутренних дел Российской Федерации, Главное управление вневедомственной охраны. — Москва, 2014. -С. 103. [6] Архивная копия от 6 августа 2022 на Wayback Machine.
↑ Книга Екатерина Викторовна. Алгоритмы контроля вычислительной системы интегрированной модульной авионики и её функциональных элементов.//Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург — 2015. — 146 c. [7]