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)、存儲器、儲存器和相關(guān)電子器件所有都包括在電路板上的綜合計算系統(tǒng)。一個或多 個服務(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可以包括一個或多個數(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或多個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)?？諝獾湫偷貜牡镀那岸肆鞯胶蠖瞬⑶医?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)的一個問題源于如下事實數(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)、存儲器和儲 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)致每個刀片包括使其充當(dāng)高效運轉(zhuǎn)單元所 需的所有部件。針對上面描述的一些問題的一個建議解決方案是在電路板之間采用光學(xué)通信。例 如，每個板可以包括可以彼此通信的光發(fā)射器和檢測器的陣列。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)械未對準(zhǔn)、硬盤驅(qū)動器的操作以 及與冷卻相關(guān)聯(lián)的空氣湍流可能導(dǎo)致電路板振動，所述振動對自由空間光學(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)行動態(tài)操控以補償板到板間 距和振動。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，這可能費用浩大，因為其要求昂貴的耦合部件，并且就鏈路預(yù)算和功耗而 言是低效的。


將參考附圖進(jìn)行實施例的詳細(xì)描述。圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的圖解視圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖解視圖。圖3是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的圖解視圖。圖4是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的透視圖。圖6是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖7是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的透視圖。圖8是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(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)明的一個實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)明的一個實施例的外殼的一部分的剖視圖。圖13是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的外殼的一部分的剖視圖。圖14是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的外殼的后透視圖。圖15是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的前透視圖。圖16是包括多個圖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)明的一個實施例的數(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)明的一個實施例的數(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)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖31是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖32是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊的局部剖視圖。圖33是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(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)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的局部分解透視圖。
具體實施例方式以下是實施本發(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，為簡單起見省略了對理解本發(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)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理模塊10包括殼體12、一個 或多個電路板14、以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的至少兩個光學(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)從一個模塊10傳送到另一個。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)多個模塊的外殼中，或者可以被配置 成固定到一個或多個其他模塊，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，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，具有兩個光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16的多個模塊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、一個或多個電路板14以及 四個光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16。多個數(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、一個或多個電路板14 (未示出)以及六 個光學(xué)數(shù)據(jù)接口 16(六個中的三個未示出)。多個數(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(一個以上光學(xué)接口與殼體的側(cè)面(或一個以上側(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。作為示例而 非限制，本數(shù)據(jù)處理模塊殼體可以彼此對準(zhǔn)而不使用昂貴的耦合部件，因為光學(xué)接口可以 彼此緊鄰(in close proximity)地且以將維持對準(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)的費用。本光學(xué)數(shù)據(jù)連接也促進(jìn)計算部件的分離，例如CPU、存儲 器和儲存器不需要承載或集中在相同電路板上。這種分離在設(shè)計系統(tǒng)和修改現(xiàn)有系統(tǒng)時提 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、一個或多個電路板 14以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對光學(xué)接口 106。多個數(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。可縮放數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)108的容量可以通過簡單地 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、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被配置成是自對準(zhǔn)的，從而確保當(dāng)模塊 100插入到外殼中時模塊(包括光學(xué)接口 106)相對于外殼以及相對于彼此將正確地對準(zhǔn)。 為此，示例性殼體102包括壁112和114、從壁112和114中的一個延伸到另一個的壁116 和118、前壁120和后壁122。在示例性實施例中，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和多個具有與模塊殼體102的形狀對應(yīng) 的形狀的內(nèi)部容器130。因而并且參考圖10，所示實施例中的內(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)相對于外殼110在Z方向上的自對準(zhǔn)。更具體地，殼體102和外殼容器130每個具有比后尺寸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)被對準(zhǔn)的這種程度時，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，或者如它們在圖7-14所示的實施例中那樣，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 間是可滑動的。外殼110可以被配置成把蓋144和146移動到第二位置，并且在示例性實 施方式中容器槽148和150包括在模塊插入到外殼中時接合這些蓋的相應(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中時它們將與光學(xué)接口 106對準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^使用光學(xué)耦 合設(shè)備(諸如一個或多個透鏡、一個或多個微透鏡陣列、通過自由空間區(qū)或玻璃窗口的對 接耦合、中空空心光導(dǎo)和/或其他常規(guī)耦合技術(shù))，實現(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。在所示的實施例中， 濾網(wǎng)168覆蓋每個模塊100的前壁開口 162。可以用來迫使空氣通過數(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，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、一個或多個電路板204以 及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對光學(xué)接口 206。多個數(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，因為其消除了與外殼(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、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中的一個延伸到 另一個的壁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準(zhǔn)的， 從而確保當(dāng)模塊200被彼此連接時模塊(包括光學(xué)接口 206)相對于彼此在X、Y和Z方向 上將正確地對準(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， 將模塊彼此對準(zhǔn)，并且緊鄰彼此定位光學(xué)接口 206。在所示的實施例中，殼體202包括軌道 224和互補槽226，其垂直地(在所示的定向上)對準(zhǔn)模塊200并且使模塊保持彼此緊鄰。 軌道224和槽226通過把一個模塊的軌道的后端插入到另一個模塊的槽的前端中并且然后 使至少一個模塊相對于另一個滑動直到軌道和槽的后端彼此對準(zhǔn)為止來允許模塊200彼 此耦合。關(guān)于在滑動方向(或ζ方向)上對準(zhǔn)相鄰模塊200(和光學(xué)接口 206)，可以采用能 夠在對準(zhǔn)取向上相對于彼此鎖定模塊的任何合適設(shè)備。例如，在所示的實施例中，殼體202 的前壁220設(shè)有可樞軸轉(zhuǎn)動的閂鎖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以便在滑動方向上建立和維持對準(zhǔn)。在其他示例性實施方式中，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， 或者如它們在圖15-20所示的實施例中那樣，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，且蓋234被配置成在箭頭B的方向上即朝前壁220滑動。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連接時接 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與對應(yīng)的柔性數(shù)據(jù)和電源連接器(未示出)匹配。另一個示例性數(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包括四個光學(xué)接口 206。這些光學(xué)接口與殼體202a的四個壁 212-218的相應(yīng)一個的外部相關(guān)聯(lián)。照此，多個模塊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(以及附加的兩個光學(xué)接口 206)被正確地對準(zhǔn)，殼體202a設(shè) 有第二組軌道224a和互補槽226a，其水平地(在所示的取向上)對準(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通過把一個模塊的 軌道的后端插入到另一個模塊的槽的前端中并且然后使至少一個模塊相對于另一個滑動 直到軌道和槽的后端彼此對準(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以便在滑動方向上建立和維持對準(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，或者如它們在圖21-24所示的 實施例中那樣，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 間是可滑動的。更具體地，蓋232a被配置成朝后壁222滑動，且蓋234被配置成朝前壁220 滑動。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連接時接合蓋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每個包括 殼體302、一個或多個電路板304以及與殼體的外部相關(guān)聯(lián)的一對光學(xué)接口 306。殼體302 被整形成使得多個模塊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、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中的一個延伸 到另一個的頂壁和底壁316和318、彎曲前壁320和彎曲后壁322。關(guān)于對準(zhǔn)，可移除支架 309包括鄰接殼體前壁320的相對短的內(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， 或者如它們在圖25-29所示的實施例中那樣，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的。更具體地，當(dāng)通過在箭頭C(圖25)的方 向上移動一個模塊300而使該模塊緊接另一個定位時，蓋324被配置成朝后壁322滑動且 蓋326被配置成朝前壁320滑動。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到打開位置。調(diào)整片330和332在模塊300相對 彼此被可滑動定位時接合蓋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)模塊滑動到適當(dāng)位置 時，模塊連接器334-340與外殼支架309上的對應(yīng)連接器(未示出)匹配連接。示例性外殼310容納三個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)308并且數(shù)據(jù)可以從一個系統(tǒng)中的模塊 300傳送到另一個系統(tǒng)中的模塊。為此且參考圖25和28，每個模塊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)可以取代一個或多個數(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(例如使用四個光學(xué)接口而不是兩個)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)的一對光學(xué) 接口 206。光學(xué)接口 206每個包括光電子部件254 (例如，發(fā)射器、檢測器、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/或其他部件的四個電路板204、以及與模塊的外部相關(guān)聯(lián)的四個光學(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。這里，兩個光學(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。可選地，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)對準(zhǔn)。光學(xué)接口蓋234可滑動地安裝在冷卻
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冷卻套。在其他實施例 中，一個或多個冷卻套可以用來形成數(shù)據(jù)處理模塊的一個或多個壁。盡管按照上面的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是對上面描述的優(yōu)選實施例的眾多 修改和/或添加對本領(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 個以上側(cè)面的外部相關(guān)聯(lián)的多個光學(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、一個或多個電路板(未示出)、以及與殼體的外部 相關(guān)聯(lián)的十六個光學(xué)接口 406(在四側(cè)上每側(cè)四個)?？梢允褂眯纬蓧号浜喜?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)的包括至少一個電子部件的至少一個電路板；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蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口 的暴露位置之間移動。
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到暴露位 置時在相反方向上移動。
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，其在被鎖定時防止在第一和第二連接器所允許的方向上移動。
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)的包括至少一個電子部件的至少一個電路板；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)械連接時一個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對準(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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊的第一機(jī)械連 接器包括一對軌道且每個數(shù)據(jù)處理模塊的第二機(jī)械連接器包括一對槽。
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，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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括相 對的第一和第二側(cè)以及相對的第三和第四側(cè)；每個數(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)械連接時一個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一 個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對準(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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括閉 合殼體；以及每個數(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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊包括第一和 第二可滑動蓋，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蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口的暴露位置 之間移動。
17.如權(quán)利要求16所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括相 對的第一和第二側(cè)；每個數(shù)據(jù)處理模塊的第一側(cè)包括槽；以及每個數(shù)據(jù)處理模塊的第一光學(xué)接口和第一可滑動蓋位于所述槽內(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)處理模塊的每個包括殼體，其限定外部；位于所述殼體內(nèi)的包括至少一個電子部件的至少一個電路板；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?器中時一個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口將與另一個數(shù)據(jù)處理模塊光學(xué)接口對準(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每個數(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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊包括第一和第二可滑動蓋，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蓋不覆蓋第一和第二光學(xué)接口的暴露位置 之間移動；以及每個外殼容器包括被配置成接收第一和第二可滑動蓋的第一和第二槽。
24.如權(quán)利要求18所述的模塊化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中每個外殼容器包括被配置成在數(shù) 據(jù)處理模塊滑動到外殼容器中時接合第一和第二可滑動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)，其中每個數(shù)據(jù)處理模塊的殼體包括與 殼體的相對端部相關(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G06F1/16GK101983364SQ200880128462
公開日2011年3月2日 申請日期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 申請人:惠普開發(fā)有限公司