支持热插拔的模块、背板、用于确定其连接的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及自动控制领域，尤其涉及一种支持热插拔的模块、一种背板、一种包括该模块和该背板的系统，以及一种用于确定该模块与该背板的连接的方法。
【背景技术】
[0002]分布式控制系统(DCS)是一种采用一个或多个计算机来控制制造过程中的多个控制回路等的自动控制系统。在DCS中，为了实现系统的可扩展性，期望允许诸如I/O模块、主控制模块、数据转发模块等的一个或多个模块被添加至在正在运行的DCS中提供的背板或者从该背板被移除，以实现模块的热插拔。
[0003]该模块通常包括用于将该模块连接至背板的连接器。管脚的阵列可以布置于该模块的连接器上。同样，该背板通常包括具有与该模块的管脚的阵列相对应的管脚的阵列的连接器。该模块的管脚的阵列与该背板的管脚的阵列相配合，以使得该模块被连接至该背板。可选地，微控制器单元(MCU)可以连接至该模块的连接器或者该背板的连接器，从而对该模块进行控制。在该模块的管脚的阵列中，一些管脚被用于对MCU进行供电，而其它管脚则将由现场设备来使用。在将该模块连接至该背板的过程中，如果用于MCU的管脚被有效连接至背板的对应管脚，而用于现场设备的管脚并未有效连接至背板的对应管脚，则该MCU可以正常工作，但是却失去了对现场设备的控制。因此，无效数据可能被传送至现场设备或控制器。为了避免诸如此类的问题，应当更好地确保MCU知晓该模块的所有管脚/尽可能多的管脚是否被有效连接至背板，并且基于该模块的正确连接来启用该模块。
[0004]在现有技术中，特殊的热插拔IC或者特殊的连接器或机械开关被用于确保电力在在模块被连接至背板或从背板移除之前被切断。这些现有技术的解决方案能够实现热插拔功能，但是特殊的热插拔IC十分昂贵，并且机械开关在热插拔期间需要来自用户的额外操作。
【发明内容】
[0005]考虑到上述内容，本发明实施例的一个或多个目的是提出一种新的热插拔解决方案，从而解决或至少部分缓解现有技术的问题的至少一部分。
[0006]根据本发明实施例的第一方面，提供了一种支持热插拔的模块。该模块可以包括用于将该模块连接至背板的连接器。该连接器包括管脚的阵列，其中该阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于该第一阵列中所选择的管脚与背板的连接来确定该模块与该背板的连接。
[0007]根据一个示例性实施例，所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至所述背板，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与所述背板的有效连接的信号，由此能够基于所述信号来确定所述模块与所述背板的有效连接。
[0008]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该连接器的周边的至少三个管脚。
[0009]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。
[0010]根据一个示例性实施例，该模块可以进一步包括微控制单元(MCU)，其连接至该连接器并且被配置为基于所确定的该模块与该背板的连接来确定该模块是否应当被启用。
[0011]根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。
[0012]根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第二电阻器接地并且被连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个被连接至电源。
[0013]根据本发明实施例的第二方面，提供了一种背板。该背板可以包括第一连接器，其被配置为结合支持热插拔的模块的第二连接器来使用。该第二连接器包括管脚的阵列。该第一连接器包括与该第二连接器的管脚的阵列对应的管脚的阵列。该第一连接器的阵列中的管脚的一部分能够被选择为使得能够基于该第一连接器的所选择的管脚与该第二连接器的对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。
[0014]根据一个示例性实施例，所选择的管脚被配置为使得一旦所选择的管脚被有效连接至该第二连接器的对应管脚，所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在该所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该第二连接器的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。
[0015]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该第一连接器的周边的至少三个管脚。
[0016]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该第一连接器的阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以进一步包括在位于或靠近左上角和左下角的管脚之间或者在位于或靠近右下角和右上角的管脚之间的至少一个管脚。
[0017]根据一个示例性实施例，该背板可以进一步包括连接至该第一连接器的微控制单元(MCU)。
[0018]根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第三电阻器连接至电源并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个接地。
[0019]根据一个示例性实施例，所选择的管脚之一经由第四电阻器接地并且所选择的管脚之一连接至该MCU，并且所选择的管脚中的另一个连接至电源。
[0020]根据本发明实施例的第三方面，提供了一种用于确定模块与背板的连接的方法。该模块可以包括第一连接器，该第一连接器包括管脚的阵列；并且该背板可以包括第二连接器，该第二连接器包括对应于该第一连接器的管脚的阵列的管脚的阵列。该方法可以包括选择该第一连接器的管脚的一部分，将该第一连接器连接至该第二连接器，检测所选择的管脚是否被有效连接至该第二连接器的对应管脚，并且基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板。
[0021]根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括:对所选择的管脚进行配置以使得一旦所选择的管脚被有效连接至该背板，该所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示该所选择的管脚与该背板的有效连接的信号，由此基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。
[0022]根据一个示例性实施例，选择该第一连接器的管脚的一部分包括选择位于或靠近该第一连接器的周边的至少三个管脚。
[0023]根据一个示例性实施例，选择该第一连接器的管脚的一部分包括选择分别位于或靠近该第一连接器的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。
[0024]根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括:将所选择的四个管脚之一经由第一电阻器连接至电源并且将所选择的四个管脚之一连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个接地，使得所选择的四个管脚中的其余两个互相短路，使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个管脚之一的管脚短路，并且使得第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个中的另一个的管脚短路。检测所选择的四个管脚是否被有效连接至对应管脚包括利用该MCU来检测所选择的四个管脚之一处的电压。基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板包括在所检测电压等于零的情况下确定该模块被有效连接至该背板，或者在所检测电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块并未被有效连接至该背板。
[0025]根据一个示例性实施例，该方法可以进一步包括:将所选择的四个管脚之一经由第二电阻器接地并且将所选择的四个管脚之一连接至MCU，将所选择的四个管脚中的另一个连接至电源，使得所选择的四个管脚中的其余两个互相短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚之一的管脚与该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的其余两个之一的管脚短路，使得该第二连接器中对应于所选择的四个管脚中的另一个的管脚与所选择的四个管脚中的其余两个中的另一个短路。检测所选择的四个管脚是否被有效连接至第二连接器的对应管脚包括利用该MCU来检测所选择的四个管脚之一处的电压。基于该检测来确定该模块是否被有效连接至该背板包括在所检测的电压等于电源所提供的电压的情况下确定该模块被有效连接至该背板，或者在所检测的电压等于零的情况下确定该模块并未被有效连接至该背板。
[0026]根据本发明实施例的第四方面，提供了一种包括背板和支持热插拔的模块的系统。该模块包括第一连接器，该第一连接器包括管脚的第一阵列；并且该背板包括第二连接器，该第二连接器包括对应于该管脚的第一阵列的管脚的第二阵列。该第一阵列中的管脚的一部分被选择为使得能够基于该第一阵列中所选择的管脚与该管脚的第二阵列中对应管脚的连接来确定该模块与该背板的连接。
[0027]根据一个示例性实施例，该第一阵列中的所选择的管脚和该第二阵列中的对应管脚能够被配置为使得一旦该第一阵列中的所选择的管脚被有效连接至该第二阵列中的对应管脚，该所选择的管脚便彼此形成串联连接，并且能够在所选择的管脚的串联连接的一端检测到用于指示所选择的管脚与该第二阵列中的对应管脚的有效连接的信号，由此能够基于该信号来确定该模块与该背板的有效连接。
[0028]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括位于或靠近该第一阵列的周边的至少三个管脚。
[0029]根据一个示例性实施例，所选择的管脚可以包括分别位于或靠近该第一阵列的左上角、左下角、右下角和右上角的至少四个管脚。
[0030]根据一个示例性实施例