專利名稱:模塊化數(shù)據(jù)處理部件和系統(tǒng)的制作方法
模塊化數(shù)據(jù)處理部件和系統(tǒng)
背景技術(shù):
刀片服務(wù)器是其中基于金屬的(例如基于銅的)數(shù)據(jù)傳送可能是有問題的數(shù)據(jù) 處理設(shè)備的一個(gè)示例,不過本發(fā)明不限于此。刀片服務(wù)器是把處理器及其他專用集成電路 (ASIC)、存儲(chǔ)器、儲(chǔ)存器和相關(guān)電子器件所有都包括在電路板上的綜合計(jì)算系統(tǒng)。一個(gè)或多 個(gè)服務(wù)器刀片可以連同服務(wù)器器具刀片、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)刀片、儲(chǔ)存器刀片、管理刀片、局域網(wǎng) (LAN)刀片以及其他刀片一起被包含在外殼中。ASIC可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器,所 述數(shù)據(jù)處理器與相同電路板上的一個(gè)或多個(gè)ASIC并行地執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作并且可以與系 統(tǒng)中其他電路板的ASIC通信。這些刀片的后端往往包括當(dāng)?shù)镀迦氲酵鈿ぶ袝r(shí)與外殼內(nèi) 的機(jī)箱上的背板連接器匹配連接的連接器。關(guān)于冷卻,許多刀片服務(wù)器外殼包括產(chǎn)生氣流 的風(fēng)扇或其他鼓風(fēng)機(jī)。空氣典型地從刀片的前端流到后端并且經(jīng)過電子部件。刀片之間的數(shù)據(jù)通信通常通過基于金屬的背板數(shù)據(jù)連接。與基于金屬的背板數(shù)據(jù) 連接相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問題源于如下事實(shí)數(shù)據(jù)傳送的增加可能需要較大的背板數(shù)據(jù)連接器, 這可能干擾冷卻所需的氣流。也存在與在部件之間例如在中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器和儲(chǔ) 存器之間使用基于金屬的數(shù)據(jù)連接相關(guān)聯(lián)的問題。具體地,為了形成高效運(yùn)轉(zhuǎn)的單元,這些 部件必須被彼此盡可能靠近地定位。這典型地導(dǎo)致每個(gè)刀片包括使其充當(dāng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)單元所 需的所有部件。針對(duì)上面描述的一些問題的一個(gè)建議解決方案是在電路板之間采用光學(xué)通信。例 如,每個(gè)板可以包括可以彼此通信的光發(fā)射器和檢測(cè)器的陣列。本發(fā)明人已經(jīng)確定板之間 的這種光學(xué)通信可能是有挑戰(zhàn)性的。例如,在安裝期間的機(jī)械未對(duì)準(zhǔn)、硬盤驅(qū)動(dòng)器的操作以 及與冷卻相關(guān)聯(lián)的空氣湍流可能導(dǎo)致電路板振動(dòng),所述振動(dòng)對(duì)自由空間光學(xué)鏈路有不利影 響或者要求使用昂貴的機(jī)械耦合部件。此外,自由空間光學(xué)通信可能受與空氣冷卻相關(guān)聯(lián) 的灰塵不利地影響并且可能要求嚴(yán)格的光學(xué)器件或?qū)馐M(jìn)行動(dòng)態(tài)操控以補(bǔ)償板到板間 距和振動(dòng)。也已建議光學(xué)背板連接。然而,為了容納光學(xué)背板連接,相關(guān)外殼必須具有路由 通過背板的光路,這可能費(fèi)用浩大,因?yàn)槠湟蟀嘿F的耦合部件,并且就鏈路預(yù)算和功耗而 言是低效的。
將參考附圖進(jìn)行實(shí)施例的詳細(xì)描述。圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的圖解視圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖解視圖。圖3是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的圖解視圖。圖4是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的透視圖。圖6是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖7是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖8是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的前透視圖。
圖9是圖8所示的數(shù)據(jù)處理模塊的后透視圖。圖10是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外殼的一部分的透視圖。圖11是圖8所示的數(shù)據(jù)處理模塊的前透視圖,其中光學(xué)接口蓋處于打開位置。圖12是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外殼的一部分的剖視圖。圖13是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外殼的一部分的剖視圖。圖14是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外殼的后透視圖。圖15是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的前透視圖。圖16是包括多個(gè)圖15所示的數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的前視圖。圖17是圖15所示的數(shù)據(jù)處理模塊的前視圖。圖18是圖15所示的數(shù)據(jù)處理模塊的側(cè)視圖。圖19是圖15所示的數(shù)據(jù)處理模塊的后視圖。圖20是圖15所示的數(shù)據(jù)處理模塊的側(cè)視圖。圖21是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的前透視圖。圖22是圖21所示的數(shù)據(jù)處理模塊的前視圖。圖23是圖21所示的數(shù)據(jù)處理模塊的后視圖。圖24是包括多個(gè)圖21所示的數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的前視圖。圖25是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的頂視圖。圖26是圖25所示的數(shù)據(jù)處理模塊之一的側(cè)視圖。圖27是圖25所示的數(shù)據(jù)處理模塊之一的側(cè)視圖。圖28是圖25所示的數(shù)據(jù)處理模塊之一的底視圖。圖29是容納多個(gè)圖25所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的外殼的側(cè)視圖。圖30是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖31是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖32是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖33是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊的透視圖。圖34是圖33所示的數(shù)據(jù)處理模塊的后視圖。圖35是圖33所示的數(shù)據(jù)處理模塊的側(cè)視圖。圖36是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的局部分解透視圖。
具體實(shí)施例方式以下是實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前已知的最佳模式的詳細(xì)描述。本描述不要以限制的意義 來理解,而是僅僅為了說明本發(fā)明的一般原理。要注意,為簡(jiǎn)單起見省略了對(duì)理解本發(fā)明不 需要的電子部件、系統(tǒng)和設(shè)備的方面的詳細(xì)討論。本發(fā)明也可應(yīng)用于各種各樣的電子部件、 系統(tǒng)和設(shè)備,包括當(dāng)前正在研發(fā)的或仍待研發(fā)的那些。如例如圖1所示,依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理模塊10包括殼體12、一個(gè) 或多個(gè)電路板14、以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16。光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16 可以用來把數(shù)據(jù)從一個(gè)模塊10傳送到另一個(gè)。如下面參考圖7-36更詳細(xì)討論的,本數(shù)據(jù) 處理模塊可以被配置成安裝在被配置成保持(hold)多個(gè)模塊的外殼中,或者可以被配置 成固定到一個(gè)或多個(gè)其他模塊,以形成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在任一情況下,當(dāng)殼體12被安裝在外殼內(nèi)或者彼此機(jī)械連接時(shí),相鄰數(shù)據(jù)處理模塊10的光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16將彼此對(duì)準(zhǔn)。下面 討論可以與數(shù)據(jù)處理模塊10相關(guān)聯(lián)的其他連接,例如電源和背板數(shù)據(jù)連接。應(yīng)當(dāng)注意,具有兩個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16的多個(gè)模塊10可以在具有或沒有外殼20的 情況下被布置成一維疊層(stack),例如水平疊層(圖2)或垂直疊層,從而形成模塊化數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)18。轉(zhuǎn)向圖3,示例性數(shù)據(jù)處理模塊IOa具有殼體12a、一個(gè)或多個(gè)電路板14以及 四個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16。多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊IOa可以在具有或沒有外殼的情況下被布置成一 維疊層或二維疊層,例如圖4所示的水平及垂直疊層,從而形成模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)18a。 圖5所示的示例性數(shù)據(jù)處理模塊IOb包括殼體12b、一個(gè)或多個(gè)電路板14 (未示出)以及六 個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16(六個(gè)中的三個(gè)未示出)。多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊IOb可以在具有或沒有外 殼的情況下被布置成一維、二維或三維疊層,例如圖6所示的三維疊層,從而形成模塊化數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)18b。本數(shù)據(jù)處理模塊可以合并各種各樣的內(nèi)部和外部配置、各種各樣的光學(xué)接 口(一個(gè)以上光學(xué)接口與殼體的側(cè)面(或一個(gè)以上側(cè)面)的外部相關(guān)聯(lián))、各種各樣的冷卻 配置,并且可以在其中采用外殼的那些情況中與各種各樣的外殼組合。存在與促進(jìn)其間光學(xué)數(shù)據(jù)的模塊化數(shù)據(jù)處理模塊相關(guān)聯(lián)的各種優(yōu)點(diǎn)。作為示例而 非限制,本數(shù)據(jù)處理模塊殼體可以彼此對(duì)準(zhǔn)而不使用昂貴的耦合部件,因?yàn)楣鈱W(xué)接口可以 彼此緊鄰(in close proximity)地且以將維持對(duì)準(zhǔn)的方式被放置。另外,可以獲得板到板 光學(xué)耦合的好處,即用合理大小的基于金屬的連接器不能實(shí)現(xiàn)的高帶寬數(shù)據(jù)傳送,且沒有 與基于外殼的光路相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用。本光學(xué)數(shù)據(jù)連接也促進(jìn)計(jì)算部件的分離,例如CPU、存儲(chǔ) 器和儲(chǔ)存器不需要承載或集中在相同電路板上。這種分離在設(shè)計(jì)系統(tǒng)和修改現(xiàn)有系統(tǒng)時(shí)提 供更大的靈活性。如例如圖7-14所示,示例性數(shù)據(jù)處理模塊100包括殼體102、一個(gè)或多個(gè)電路板 14以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對(duì)光學(xué)接口 106。多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊100可以被組合以形 成例如在外殼110中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)108。換言之,示例性數(shù)據(jù)處理模塊100被配置用于 基于外殼的(或“基于機(jī)架”的)縮放??煽s放數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)108的容量可以通過簡(jiǎn)單地 在外殼10中定位附加數(shù)據(jù)處理模塊100來增加。下面參考圖30-35描述本數(shù)據(jù)處理模塊 (包括圖7-14所示的數(shù)據(jù)處理模塊100)的內(nèi)部配置的各種選項(xiàng)、以及將這些模塊彼此直接 連接的光學(xué)數(shù)據(jù)連接和模塊冷卻的細(xì)節(jié)。示例性數(shù)據(jù)處理模塊殼體102和外殼110被配置成是自對(duì)準(zhǔn)的,從而確保當(dāng)模塊 100插入到外殼中時(shí)模塊(包括光學(xué)接口 106)相對(duì)于外殼以及相對(duì)于彼此將正確地對(duì)準(zhǔn)。 為此,示例性殼體102包括壁112和114、從壁112和114中的一個(gè)延伸到另一個(gè)的壁116 和118、前壁120和后壁122。在示例性實(shí)施例中,壁112和114是平面的,且壁116和118 整體或部分是非平面的或者不垂直于壁112和114。示例性壁116和118包括平面部分 124和彎曲部分126。外殼110包括外部殼體128和多個(gè)具有與模塊殼體102的形狀對(duì)應(yīng) 的形狀的內(nèi)部容器130。因而并且參考圖10,所示實(shí)施例中的內(nèi)部容器130包括除了(下 面討論的)槽148和150之外為平面的壁132和134以及包括平面部分140和彎曲部分 142的壁136和138。也應(yīng)當(dāng)注意,除了對(duì)應(yīng)的形狀之外,模塊殼體102的外部尺寸與外殼 容器130的內(nèi)部尺寸基本上相同以便確保緊密配合。這種布置確保在X和Y方向上的正確 對(duì)準(zhǔn)(圖7)。示例性模塊殼體102和外殼容器130的尺寸也被制成促進(jìn)模塊100 (包括光 學(xué)接口 106)相對(duì)于外殼110在Z方向上的自對(duì)準(zhǔn)。更具體地,殼體102和外殼容器130每個(gè)具有比后尺寸D2更大的前尺寸D1,以致殼體和容器前后傾斜。結(jié)果,當(dāng)把模塊100插入 到模塊(和光學(xué)接口 106)被對(duì)準(zhǔn)的這種程度時(shí),模塊殼體壁116和118將接合外殼容器壁 136和138。示例性外殼110也包括可釋放機(jī)械閂鎖(未示出),所述可釋放機(jī)械閂鎖在模 塊100完全插入到外殼中之后防止模塊100的移動(dòng)移出外殼容器130。換言之,模塊殼體102和外殼容器130依靠其形狀和大小一起執(zhí)行將光學(xué)接口 106 彼此對(duì)準(zhǔn)的功能。示例性數(shù)據(jù)處理模塊100也可以包括光學(xué)接口蓋144和146。這種蓋可以是可移 除的,或者如它們?cè)趫D7-14所示的實(shí)施例中那樣,蓋144和146可以通過例如使用殼體壁 中的槽和蓋上的匹配軌道(未示出)或者其他合適手段而成為殼體102的組成部分。外殼 容器130包括容納這些蓋的槽148和150。蓋144和146相對(duì)于殼體102在其中它們覆蓋 并保護(hù)光學(xué)接口 106的第一位置(圖8和9)和其中暴露光學(xué)接口的第二位置(圖11)之 間是可滑動(dòng)的。外殼110可以被配置成把蓋144和146移動(dòng)到第二位置,并且在示例性實(shí) 施方式中容器槽148和150包括在模塊插入到外殼中時(shí)接合這些蓋的相應(yīng)的向內(nèi)延伸的突 出部152。轉(zhuǎn)向圖12,容器130也包括開口 154和156,所述開口 154和156被定位成使得當(dāng) 相關(guān)模塊100完全插入到外殼110中時(shí)它們將與光學(xué)接口 106對(duì)準(zhǔn)??梢酝ㄟ^使用光學(xué)耦 合設(shè)備(諸如一個(gè)或多個(gè)透鏡、一個(gè)或多個(gè)微透鏡陣列、通過自由空間區(qū)或玻璃窗口的對(duì) 接耦合、中空空心光導(dǎo)和/或其他常規(guī)耦合技術(shù)),實(shí)現(xiàn)來自相鄰模塊100的光學(xué)接口的耦 合。因而,在相鄰容器130的開口 154和156之間可能僅存在自由空間區(qū)158或玻璃窗口。 可選地,如圖13所示,透鏡陣列160可以被定位在相鄰容器130的開口 154和156之間。關(guān)于冷卻,示例性模塊100由流過殼體102的空氣冷卻。為此且參考圖8、9和14, 前壁和后壁120和122包括開口 162和164,并且外殼110的后部包括多個(gè)風(fēng)扇166。風(fēng) 扇166經(jīng)由前壁開口 162把空氣吸入到模塊殼體102中??諝獯┻^模塊殼體102的內(nèi)部, 經(jīng)過位于其中的電路板,并且然后經(jīng)由后壁開口 164離開模塊殼體。在所示的實(shí)施例中, 濾網(wǎng)168覆蓋每個(gè)模塊100的前壁開口 162??梢杂脕砥仁箍諝馔ㄟ^數(shù)據(jù)處理模塊100 的其他裝置包括但不限于中心高壓高流率泵,諸如具有管道的動(dòng)力或容積式(positive displacement)裝置(例如離心式風(fēng)扇或活塞型裝置),所述管道把空氣引導(dǎo)到各個(gè)模塊 100的前壁開口 162。示例性模塊也包括數(shù)據(jù)和電源連接器170和172 (圖9)。當(dāng)模塊100插入到外殼 110中時(shí),數(shù)據(jù)和電源連接器170和172與外殼內(nèi)的機(jī)箱上的對(duì)應(yīng)背板連接器(未示出)匹 配連接。轉(zhuǎn)向圖15-20,示例性數(shù)據(jù)處理模塊200包括殼體202、一個(gè)或多個(gè)電路板204以 及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對(duì)光學(xué)接口 206。多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊200可以在不使用外殼的 情況下被組合以形成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)208。換言之,示例性數(shù)據(jù)處理模塊100被配置用于基于 模塊的縮放。這種基于模塊的縮放尤其有利,因?yàn)槠湎伺c外殼(特別是比當(dāng)前要求更 大的外殼)相關(guān)聯(lián)的預(yù)付費(fèi)用。利用基于模塊的縮放,可以通過使用附加的數(shù)據(jù)處理模塊 200按照需要簡(jiǎn)單地增加容量。下面參考圖30-35描述本數(shù)據(jù)處理模塊(包括圖15-20所 示的數(shù)據(jù)處理模塊200)的內(nèi)部配置的各種選項(xiàng)、以及將模塊彼此直接連接的光學(xué)數(shù)據(jù)連 接和模塊冷卻的細(xì)節(jié)。也應(yīng)當(dāng)注意,示例性殼體202被閉合并密封,這消除了灰塵相關(guān)的問
示例性數(shù)據(jù)處理模塊殼體202包括壁212和214、從壁212和214中的一個(gè)延伸到 另一個(gè)的壁216和218、前壁220和后壁222。模塊殼體202也可以被配置成是自對(duì)準(zhǔn)的, 從而確保當(dāng)模塊200被彼此連接時(shí)模塊(包括光學(xué)接口 206)相對(duì)于彼此在X、Y和Z方向 上將正確地對(duì)準(zhǔn)。為此,殼體202包括執(zhí)行如下功能的結(jié)構(gòu)將相鄰模塊200固定到彼此, 將模塊彼此對(duì)準(zhǔn),并且緊鄰彼此定位光學(xué)接口 206。在所示的實(shí)施例中,殼體202包括軌道 224和互補(bǔ)槽226,其垂直地(在所示的定向上)對(duì)準(zhǔn)模塊200并且使模塊保持彼此緊鄰。 軌道224和槽226通過把一個(gè)模塊的軌道的后端插入到另一個(gè)模塊的槽的前端中并且然后 使至少一個(gè)模塊相對(duì)于另一個(gè)滑動(dòng)直到軌道和槽的后端彼此對(duì)準(zhǔn)為止來允許模塊200彼 此耦合。關(guān)于在滑動(dòng)方向(或ζ方向)上對(duì)準(zhǔn)相鄰模塊200(和光學(xué)接口 206),可以采用能 夠在對(duì)準(zhǔn)取向上相對(duì)于彼此鎖定模塊的任何合適設(shè)備。例如,在所示的實(shí)施例中,殼體202 的前壁220設(shè)有可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閂鎖228 (或者另一種合適閂鎖機(jī)構(gòu))并且后壁222設(shè)有擋 塊230以便在滑動(dòng)方向上建立和維持對(duì)準(zhǔn)。在其他示例性實(shí)施方式中,類似的擋塊可以位 于槽226的后端和/或軌道224的前端。示例性數(shù)據(jù)處理模塊200也包括光學(xué)接口蓋232和234。這種蓋可以是可移除的, 或者如它們?cè)趫D15-20所示的實(shí)施例中那樣,蓋232和234可以是殼體202的組成部分。殼 體壁212包括被配置成容納蓋232以及相鄰模塊200的蓋234的槽236。蓋232和234相 對(duì)于殼體202在相反方向上在其中它們覆蓋并保護(hù)光學(xué)接口 206的第一位置(圖18和20) 和其中暴露光學(xué)接口的第二位置之間是可滑動(dòng)的。更具體地,蓋232被配置成在箭頭A的 方向上即朝后壁222滑動(dòng),且蓋234被配置成在箭頭B的方向上即朝前壁220滑動(dòng)。通過 從殼體壁212和214向外延伸的調(diào)整片(tab) 238和240將蓋232和234偏置到閉合位置 以及移動(dòng)到打開位置。調(diào)整片238和240在模塊200以上面描述的方式被可滑動(dòng)連接時(shí)接 合這些蓋并且把這些蓋推到其打開位置。關(guān)于冷卻,示例性模塊200由位于殼體202內(nèi)的冷卻套進(jìn)行流體冷卻。為此,示例 性模塊200包括流體入口和出口連接器242和244。下面在圖30-35的背景下更詳細(xì)地描 述冷卻套。示例性模塊200也包括數(shù)據(jù)和電源連接器246和248 (圖19)。數(shù)據(jù)和電源連接 器246和248與對(duì)應(yīng)的柔性數(shù)據(jù)和電源連接器(未示出)匹配。另一個(gè)示例性數(shù)據(jù)處理模塊大體由圖21-24中的參考數(shù)字200a表示。數(shù)據(jù)處 理模塊200a基本類似于數(shù)據(jù)處理模塊200并且類似的元件由類似的參考數(shù)字表示。然 而這里,數(shù)據(jù)處理模塊200a包括四個(gè)光學(xué)接口 206。這些光學(xué)接口與殼體202a的四個(gè)壁 212-218的相應(yīng)一個(gè)的外部相關(guān)聯(lián)。照此,多個(gè)模塊200a可以被組合以形成二維數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)208a (圖24)。為了確保模塊200a(以及附加的兩個(gè)光學(xué)接口 206)被正確地對(duì)準(zhǔn),殼體202a設(shè) 有第二組軌道224a和互補(bǔ)槽226a,其水平地(在所示的取向上)對(duì)準(zhǔn)在y方向上堆疊的模 塊200a并且保持模塊彼此緊鄰。這里,同樣的是,軌道224a和槽226a通過把一個(gè)模塊的 軌道的后端插入到另一個(gè)模塊的槽的前端中并且然后使至少一個(gè)模塊相對(duì)于另一個(gè)滑動(dòng) 直到軌道和槽的后端彼此對(duì)準(zhǔn)為止來允許模塊200a彼此耦合。殼體202的前壁220可以 設(shè)有第二可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閂鎖228a(或者另一種合適閂鎖機(jī)構(gòu))并且后壁222可以設(shè)有擋塊 230a以便在滑動(dòng)方向上建立和維持對(duì)準(zhǔn)。
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示例性數(shù)據(jù)處理模塊200a也包括用于與殼體壁216和218的外部相關(guān)聯(lián)的光學(xué) 接口的光學(xué)接口蓋232a和234a。這種蓋可以是可移除的,或者如它們?cè)趫D21-24所示的 實(shí)施例中那樣,蓋232a和234a可以是殼體202a的組成部分。壁218包括被配置成容納蓋 234a以及相鄰模塊200a的蓋232a的槽236a。蓋232a和234a相對(duì)于殼體202在相反方 向上在其中它們覆蓋并保護(hù)光學(xué)接口 206的第一位置和其中暴露光學(xué)接口的第二位置之 間是可滑動(dòng)的。更具體地,蓋232a被配置成朝后壁222滑動(dòng),且蓋234被配置成朝前壁220 滑動(dòng)。通過調(diào)整片238a和240a將蓋232a和234a偏置到閉合位置以及移動(dòng)到打開位置。 調(diào)整片238a和240a在模塊200a以上面描述的方式被可滑動(dòng)連接時(shí)接合蓋232a和234a。也應(yīng)當(dāng)注意,與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的模塊殼體不限于大體矩形形狀并且作為代替可以 是合適的任何形狀。作為示例而非限制,圖25-29所示的示例性數(shù)據(jù)處理模塊300每個(gè)包括 殼體302、一個(gè)或多個(gè)電路板304以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對(duì)光學(xué)接口 306。殼體302 被整形成使得多個(gè)模塊300可以被組合以形成環(huán)形數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)308。環(huán)形數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 308可以被承載在可移除地安裝在外殼310內(nèi)的支架309上(如圖所示)??蛇x地,所述模 塊可以被配置成例如以上面參考圖15-20所描述的方式機(jī)械互連。下面參考圖30-35描述 本數(shù)據(jù)處理模塊(包括圖25-29所示的數(shù)據(jù)處理模塊300)的內(nèi)部配置的各種選項(xiàng)、以及將 模塊彼此直接連接的光學(xué)數(shù)據(jù)連接和模塊冷卻的細(xì)節(jié)。示例性數(shù)據(jù)處理模塊殼體302包括側(cè)壁312和314、從壁312和314中的一個(gè)延伸 到另一個(gè)的頂壁和底壁316和318、彎曲前壁320和彎曲后壁322。關(guān)于對(duì)準(zhǔn),可移除支架 309包括鄰接殼體前壁320的相對(duì)短的內(nèi)壁311以及鄰接殼體后壁322的可壓下閂鎖313。示例性數(shù)據(jù)處理模塊300也包括光學(xué)接口蓋324和326。這種蓋可以是可移除的, 或者如它們?cè)趫D25-29所示的實(shí)施例中那樣,蓋324和326可以是殼體302的組成部分。殼 體壁312包括被配置成容納蓋324以及相鄰模塊300的蓋326的槽328。蓋324和326相 對(duì)于殼體302在相反方向上在其中它們覆蓋并保護(hù)光學(xué)接口 306的第一位置(圖26和27) 和其中暴露光學(xué)接口的第二位置之間是可滑動(dòng)的。更具體地,當(dāng)通過在箭頭C(圖25)的方 向上移動(dòng)一個(gè)模塊300而使該模塊緊接另一個(gè)定位時(shí),蓋324被配置成朝后壁322滑動(dòng)且 蓋326被配置成朝前壁320滑動(dòng)。通過從殼體壁312和314向外延伸的調(diào)整片330和332 將蓋324和326偏置到閉合位置以及移動(dòng)到打開位置。調(diào)整片330和332在模塊300相對(duì) 彼此被可滑動(dòng)定位時(shí)接合蓋324和326并且把這些蓋推到其打開位置。關(guān)于冷卻,示例性模塊300由位于殼體302內(nèi)的冷卻套進(jìn)行流體冷卻。為此,模塊 300包括流體入口和出口連接器334和336。下面在圖30-35的背景下更詳細(xì)地描述冷卻 套。示例性模塊300也包括數(shù)據(jù)和電源連接器338和340 (圖28)。當(dāng)模塊滑動(dòng)到適當(dāng)位置 時(shí),模塊連接器334-340與外殼支架309上的對(duì)應(yīng)連接器(未示出)匹配連接。示例性外殼310容納三個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)308并且數(shù)據(jù)可以從一個(gè)系統(tǒng)中的模塊 300傳送到另一個(gè)系統(tǒng)中的模塊。為此且參考圖25和28,每個(gè)模塊300的前壁320包括光 學(xué)接口 342并且外殼310包括由多個(gè)可分離區(qū)段組成的光學(xué)芯部344,所述區(qū)段可以連同支 架309 —起從外殼中拉出。光學(xué)芯部344的每個(gè)區(qū)段的端部包括促進(jìn)光學(xué)芯部區(qū)段彼此的 光學(xué)耦合的自由空間連接。也應(yīng)當(dāng)注意,在其中要求少于所有的圖25所示的數(shù)據(jù)處理模塊300以滿足系統(tǒng) 308的數(shù)據(jù)處理要求的那些情況中,預(yù)留位置(placeholder)模塊(未示出)可以取代一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊。這種預(yù)留位置模塊包括殼體302且具有一對(duì)光學(xué)接口 306(以及蓋 324和326),其被配置成以與數(shù)據(jù)處理模塊相同的方式適配在環(huán)形系統(tǒng)中。每個(gè)預(yù)留位置 模塊的光學(xué)接口 306彼此連接以致光學(xué)信號(hào)僅僅通過預(yù)留位置模塊。如上面所提到的,本數(shù)據(jù)處理模塊可以具有各種各樣的內(nèi)部配置和光學(xué)接口。以 下的示例性配置和光學(xué)接口是在數(shù)據(jù)處理模塊200和200a的背景下描述的。不過,在細(xì)微 變化(例如使用四個(gè)光學(xué)接口而不是兩個(gè))的情況下,在數(shù)據(jù)處理模塊200的背景下描述 的配置和光學(xué)接口可應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理模塊200a,在數(shù)據(jù)處理模塊200a的背景下描述的配 置和光學(xué)接口可應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理模塊200,并且在數(shù)據(jù)處理模塊200和200a的背景下描述 的配置和光學(xué)接口可應(yīng)用于上面描述的數(shù)據(jù)處理模塊100和300以及下面描述的數(shù)據(jù)處理 模塊200b和400。如例如圖30所示,示例性數(shù)據(jù)處理模塊200包括殼體202、具有大體由參考數(shù)字 250表示的各種ASIC和/或其他部件的電路板204、以及與模塊的外部相關(guān)聯(lián)的一對(duì)光學(xué) 接口 206。光學(xué)接口 206每個(gè)包括光電子部件254 (例如,發(fā)射器、檢測(cè)器、透鏡和相關(guān)電路) 以及光導(dǎo)管256,該光導(dǎo)管256經(jīng)由殼體孔徑252從光電子部件延伸到殼體202的表面。合 適的發(fā)射器包括但不限于LED和VCSEL。合適的光導(dǎo)管包括粗芯空心光導(dǎo)、光纖束和帶、大 透鏡和微透鏡陣列??蛇x地,如例如圖31所示,光學(xué)接口 206包括光電子部件254a(例如 發(fā)射器、檢測(cè)器、透鏡和相關(guān)電路),其安裝在外殼孔徑252內(nèi)并且通過帶狀電纜258或其他 合適的電連接器而連接到電路板204。轉(zhuǎn)向圖32,示例性數(shù)據(jù)處理模塊200a包括殼體202a、具有大體由參考數(shù)字250表 示的各種ASIC和/或其他部件的四個(gè)電路板204、以及與模塊的外部相關(guān)聯(lián)的四個(gè)光學(xué)接 口 206。電路板204用柔性電路260彼此連接。示例性數(shù)據(jù)處理模塊200a也表示在相同模 塊中可以采用不同類型的光學(xué)接口的事實(shí)。這里,兩個(gè)光學(xué)接口包括光電子器件262、光導(dǎo) 管264和微透鏡陣列266。另兩個(gè)光學(xué)接口包括光電子器件268和光纖束270。也應(yīng)當(dāng)注意,與檢測(cè)器相關(guān)聯(lián)的波導(dǎo)可以比與發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的波導(dǎo)略大以便提供 對(duì)準(zhǔn)容差。也應(yīng)當(dāng)注意,依據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理模塊可以包括作為所示光學(xué)接口的一部分 或者作為單獨(dú)接口的一部分的貫穿模塊的光學(xué)連接以便促進(jìn)所有模塊通信。關(guān)于冷卻,示例性數(shù)據(jù)處理模塊100通過迫使空氣通過殼體102來冷卻,如上面在 圖7-14的背景下所描述的;而數(shù)據(jù)處理模塊200、200a和300通過使用冷卻套進(jìn)行流體冷 卻。這種冷卻套可以采用空氣冷卻、與背板接觸的高導(dǎo)熱材料液體冷卻,或者可以采用液體 冷卻技術(shù),諸如顯熱增益(sensible heat gain)或兩相液體冷卻。更具體地參考圖30,示 例性模塊200包括連接到流體入口 242和流體出口 244 (圖19和20)的內(nèi)部冷卻套272。 冷卻套272固定到殼體壁214,并因而包括用于光導(dǎo)管256的開口 274??蛇x地,如圖32所 示,沒有這種開口的冷卻套276可以沿殼體202a的中心線進(jìn)行安裝。冷卻套也可以安裝在數(shù)據(jù)處理模塊殼體的外部上。這種模塊的一個(gè)示例是圖 33-35所示的示例性數(shù)據(jù)處理模塊200b。示例性數(shù)據(jù)處理模塊200b基本類似于上面描述 的數(shù)據(jù)處理模塊200并且類似的元件由類似的參考數(shù)字表示。然而這里,冷卻套278固定 到殼體壁214b的外部。殼體或者至少壁214b也可以由導(dǎo)熱材料形成。軌道224可以被制 成冷卻套278的一部分。另外,光學(xué)接口 206經(jīng)由孔徑延伸到冷卻套278的外表面,該孔徑 延伸通過冷卻套并且與殼體孔徑252 (圖30)對(duì)準(zhǔn)。光學(xué)接口蓋234可滑動(dòng)地安裝在冷卻
11套278上并且調(diào)整片238安裝在冷卻套上。上面描述的數(shù)據(jù)處理模塊包括單個(gè)冷卻套。不過,應(yīng)當(dāng)注意,依據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處 理模塊也可以設(shè)有位于殼體內(nèi)、殼體外部上或者其某種組合的多個(gè)冷卻套。在其他實(shí)施例 中,一個(gè)或多個(gè)冷卻套可以用來形成數(shù)據(jù)處理模塊的一個(gè)或多個(gè)壁。盡管按照上面的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明,但是對(duì)上面描述的優(yōu)選實(shí)施例的眾多 修改和/或添加對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是容易想到的。作為示例而非限制,依據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理模塊可以包括與模塊的側(cè)面之一或一 個(gè)以上側(cè)面的外部相關(guān)聯(lián)的多個(gè)光學(xué)接口,并且光學(xué)接口蓋可以是可移除的。圖36所示的 示例性數(shù)據(jù)處理模塊400包括殼體402、一個(gè)或多個(gè)電路板(未示出)、以及與殼體的外部 相關(guān)聯(lián)的十六個(gè)光學(xué)接口 406(在四側(cè)上每側(cè)四個(gè))。可以使用形成壓配合并對(duì)準(zhǔn)模塊的殼 體調(diào)整片410和孔徑412而不使用外殼來組合多個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊400以形成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 408。也可以采用各種閂鎖裝置來將模塊固定到彼此。示例性模塊400也包括可以用來覆 蓋殼體側(cè)面的可移除光學(xué)接口蓋414,一些具有孔徑(未示出)且其他具有調(diào)整片416。這 些蓋414可以從包括將彼此鄰接的光學(xué)接口 406的殼體側(cè)面被移除。示例性數(shù)據(jù)處理模塊 可以以上面描述的方式被空氣或流體冷卻,并且也可以包括上面描述的數(shù)據(jù)、電源和冷卻 流體連接器。本發(fā)明的范圍旨在延伸到所有這樣的修改和/或添加。
權(quán)利要求
一種數(shù)據(jù)處理模塊,包括限定外部的殼體;位于所述殼體內(nèi)的包括至少一個(gè)電子部件的至少一個(gè)電路板;以及至少第一和第二光學(xué)接口,其與所述殼體的外部相關(guān)聯(lián)且在操作中連接到所述至少一個(gè)電子部件。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中殼體包括閉合殼體,數(shù)據(jù)處理模塊還包括 流體冷卻設(shè)備;流體入口,其在操作中連接到流體冷卻設(shè)備;以及 流體出口,其在操作中連接到流體冷卻設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中殼體包括與殼體的相對(duì)端部相關(guān)聯(lián)的至少 第一和第二氣流開口。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,還包括第一和第二可滑動(dòng)蓋,其與殼體的外部相關(guān)聯(lián)且能夠在其中第一和第二可滑動(dòng)蓋覆蓋 第一和第二光學(xué)接口的覆蓋位置和其中第一和第二可滑動(dòng)蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口 的暴露位置之間移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中第一和第二蓋在從覆蓋位置移動(dòng)到暴露位 置時(shí)在相反方向上移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中殼體包括限定前端高度的前端和限定比前 端高度小的后端高度的后端。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中殼體包括第一側(cè)、與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)、 與第一側(cè)相關(guān)聯(lián)的第一機(jī)械連接器以及與第二側(cè)相關(guān)聯(lián)的第二機(jī)械連接器;以及第一和第二機(jī)械連接器是互補(bǔ)機(jī)械連接器。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)處理模塊,還包括鎖定設(shè)備,其在被鎖定時(shí)防止在第一和第二連接器所允許的方向上移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理模塊,其中 殼體包括第一和第二殼體孔徑;以及第一和第二光學(xué)接口包括由所述至少一個(gè)電路板承載的光電子部件以及經(jīng)由第一和 第二殼體孔徑從光電子部件延伸到殼體的外部的第一和第二光導(dǎo)管,或者第一和第二光學(xué) 接口包括鄰近第一和第二殼體孔徑定位并且與所述至少一個(gè)電路板隔開放置的光電子部 件,或者第一和第二光學(xué)接口包括由第一和第二電路板承載的光電子部件并且光電子部件 以及第一和第二電路板鄰近第一和第二殼體孔徑定位。
10.一種模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括至少第一和第二數(shù)據(jù)處理模塊,所述第一和第二數(shù)據(jù)處理模塊的每個(gè)包括 殼體,其限定外部且包括第一機(jī)械連接器和第二機(jī)械連接器; 位于所述殼體內(nèi)的包括至少一個(gè)電子部件的至少一個(gè)電路板;以及 至少第一和第二光學(xué)接口,其與所述殼體的外部相關(guān)聯(lián)且在操作中連接到所述至少一 個(gè)電子部件;其中所述第一和第二機(jī)械連接器以及第一和第二光學(xué)接口被配置并布置成使得當(dāng)用 所述第一和第二機(jī)械連接器將數(shù)據(jù)處理模塊彼此機(jī)械連接時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對(duì)準(zhǔn)且與其緊鄰。
11.如權(quán)利要求10所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第一機(jī)械連 接器包括一對(duì)軌道且每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第二機(jī)械連接器包括一對(duì)槽。
12.如權(quán)利要求11所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體限定縱 向端部,模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括與每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體的縱向端部之一相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)端部擋塊。
13.如權(quán)利要求10所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中第一和第二機(jī)械連接器允許第一 和第二數(shù)據(jù)處理模塊在預(yù)定方向上移動(dòng),模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括鎖定設(shè)備,其在預(yù)定方向上固定第一和第二數(shù)據(jù)處理模塊相對(duì)于彼此的相應(yīng)位置。
14.如權(quán)利要求10所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括相 對(duì)的第一和第二側(cè)以及相對(duì)的第三和第四側(cè);每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第一和第二光學(xué)接口分別與第一和第二側(cè)相關(guān)聯(lián);每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊包括分別與殼體外部的第三和第四側(cè)相關(guān)聯(lián)的第三和第四光學(xué)接 口 ;以及每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括第三機(jī)械連接器和第四機(jī)械連接器;其中第三和第四機(jī)械連接器以及第三和第四光學(xué)接口被配置并布置成使得當(dāng)用第三 和第四機(jī)械連接器將數(shù)據(jù)處理模塊彼此機(jī)械連接時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一 個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對(duì)準(zhǔn)且與其緊鄰。
15.如權(quán)利要求10所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括閉 合殼體;以及每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊包括流體冷卻設(shè)備、在操作中連接到流體冷卻設(shè)備的流體入口、以 及在操作中連接到流體冷卻設(shè)備的流體出口。
16.如權(quán)利要求10所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊包括第一和 第二可滑動(dòng)蓋,其與殼體的外部相關(guān)聯(lián)且能夠在其中第一和第二可滑動(dòng)蓋覆蓋第一和第二 光學(xué)接口的覆蓋位置和其中第一和第二可滑動(dòng)蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口的暴露位置 之間移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括相 對(duì)的第一和第二側(cè);每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第一側(cè)包括槽;以及每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第一光學(xué)接口和第一可滑動(dòng)蓋位于所述槽內(nèi)。
18.一種模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括外殼,其包括多個(gè)容器;以及至少第一和第二數(shù)據(jù)處理模塊,所述第一和第二數(shù)據(jù)處理模塊的每個(gè)包括殼體,其限定外部;位于所述殼體內(nèi)的包括至少一個(gè)電子部件的至少一個(gè)電路板;以及至少第一和第二光學(xué)接口,其與所述殼體的外部相關(guān)聯(lián)且在操作中連接到所述至少一 個(gè)電子部件;其中外殼容器和數(shù)據(jù)處理模塊分別被配置成使得當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊插入到相鄰?fù)鈿と?器中時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對(duì)準(zhǔn)且與其緊鄰。
19.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)容器包括第一和第二開口, 所述開口被定位成使得當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊插入到外殼容器中時(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的第一和 第二光學(xué)接口將與第一和第二開口對(duì)準(zhǔn)。
20.如權(quán)利要求19所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中在第一和第二開口之間存在自由 空間。
21.如權(quán)利要求19所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中存在與第一和第二開口相關(guān)聯(lián)的 光學(xué)耦合設(shè)備。
22.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中外殼容器包括限定前端高度的前 端和限定比前端高度小的后端高度的后端;以及殼體包括限定該前端高度的前端和限定該后端高度的后端。
23.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊包括第一和第二可滑動(dòng)蓋,其與殼體的外部相關(guān)聯(lián)且能夠在其中第一和第二可滑動(dòng)蓋覆蓋第一和第二 光學(xué)接口的覆蓋位置和其中第一和第二可滑動(dòng)蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口的暴露位置 之間移動(dòng);以及每個(gè)外殼容器包括被配置成接收第一和第二可滑動(dòng)蓋的第一和第二槽。
24.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)外殼容器包括被配置成在數(shù) 據(jù)處理模塊滑動(dòng)到外殼容器中時(shí)接合第一和第二可滑動(dòng)蓋的第一和第二向內(nèi)延伸的突出 部。
25.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其中每個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括與 殼體的相對(duì)端部相關(guān)聯(lián)的至少第一和第二開口 ;以及外殼包括被配置成產(chǎn)生從每個(gè)殼體的第一開口到第二開口的氣流的鼓風(fēng)機(jī)。
全文摘要
包括殼體和與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的光學(xué)接口的數(shù)據(jù)處理模塊以及包括該數(shù)據(jù)處理模塊的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F1/16GK101983364SQ200880128462
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者C·D·帕特爾, D·R·斯圖爾特, J·葉, S·R·威廉斯 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司