Задняя панель (объединительная плата, backplane) — это пассивная или активная печатная плата (ПП) сложной многослойной конструкции, основной функцией которой является объединение нескольких функциональных модулей (дочерних плат, daughter cards) в единую систему через стандартизированные разъёмы. Она обеспечивает магистральные (шинные) соединения для передачи сигналов, распределения питания и заземления между всеми подключёнными модулями. Классическим примером активной задней панели является материнская плата (motherboard) персонального компьютера.
Конструкция и типы
Конструктивно задняя панель представляет собой многослойную печатную плату (часто с количеством слоёв 20 и более) с установленными по одной или обеим сторонам высокоплотными разъёмами. Различают два основных типа.
-
Пассивная задняя панель (passive backplane). Содержит только межсоединения (дорожки, выводы (слои) питания и земли) и не имеет активных компонентов для обработки сигналов. Все вычислительные и управляющие функции выполняются на дочерних платах.
-
Активная задняя панель (active backplane). Помимо межсоединений, включает в себя активные компоненты, такие как буферы, повторители сигналов (redrivers), коммутаторы (switches) или контроллеры, для усиления, маршрутизации и управления трафиком данных между модулями.
Ключевые требования и применение
К задним панелям предъявляются высокие требования к целостности сигналов (signal integrity) из-за большой длины трасс, высокой скорости передачи данных (в стандартах PCI Express, Serial RapidIO, Ethernet) и необходимости согласования волнового сопротивления (обычно 50, 75 или 100 Ом). Для их изготовления применяются специализированные материалы с низкими диэлектрическими потерями (например, Rogers 4350B, Nelco 4000-13). Конструкция должна обеспечивать эффективное охлаждение и механическую прочность для поддержки массы всех подключённых модулей. Такие платы широко используются в телекоммуникационном оборудовании (маршрутизаторы, коммутаторы), промышленных компьютерах, системах военного и аэрокосмического назначения, серверных стойках.
Стандартизация и проектирование
Проектирование задних панелей ведётся в соответствии с отраслевыми стандартами на форм-факторы и разъёмы, такими как VMEbus (стандарт IEEE 1014), CompactPCI (стандарт IEEE 1101.10/11), VPX (стандарт ANSI/VITA 46) и ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture). Общие требования к проектированию многослойных плат, критичные для задних панелей, содержатся в IPC-2221 и IPC-2223 (для жёстких и гибких плат соответственно). В российской практике терминология в этой области устанавливается стандартом ГОСТ Р МЭК 60194-2-2019. Контрактное производство таких плат требует глубокой экспертизы в области изготовления многослойных структур, прецизионного сверления, контроля импеданса и тестирования высокоскоростных трактов.
Источники: Терминология определена в ГОСТ Р МЭК 60194-2-2019 и ГОСТ Р 53386-2009. Общие требования к проектированию печатных плат регламентированы IPC-2221 и IPC-2223. Нормы применения конкретных архитектур и разъёмов определяются отраслевыми стандартами (VITA, PICMG, IEEE).