提供和动态地安装以及容纳处理控制单元的制作方法
【专利摘要】用于安装模块化处理单元的系统和方法，所述模块化处理单元被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的其他处理单元一起使用。提供一个模块化处理单元作为一个平台，所述平台重量轻、紧凑并且被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的一个或多个额外处理单元(包括基本模块和/或外围模块)一起定向。所述一个或多个处理单元是基于所需的特定企业以及相应环境而动态地安装。在至少一些实现方式中，包括防震安装以满足所需的防震和防振动要求。在一些实现方式中，安装系统包括用于需要固定地紧固的环境的一个固定安装系统。在其他实现方式中，提供一个可选择性释放的连接器以允许容易地安装和移除动态模块化处理单元。在其他实现方式中，提供一个压入配合连接器以允许容易地安装和移除所述动态模块化处理单元。
【专利说明】提供和动态地安装以及容纳处理控制单元
【技术领域】
[0001] 本发明涉及安装动态模块化处理单元。具体来说，本发明涉及用于安装模块化处 理单元的系统和方法，所述模块化处理单元被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的 其他处理单元一起使用。
【背景技术】
[0002] 多年来关于计算机相关技术已发生技术的进步。举例来说，计算机系统曾经采用 真空管。这些管被晶体管取代。磁芯曾用于存储器。随后，通常采用穿孔卡和磁带。曾引 入集成电路和操作系统。当今，在计算机系统中当前使用微处理器芯片。
[0003] 计算机相关技术的演进包括计算机行业中的各种形状因数的发展。一种此类标准 形状因数称为先进技术（"AT"），它的运行比现有系统快得多并且包括新键盘、80286处理 器、具有比现有系统高的容量（1.2MB)的软驱动器以及16位数据总线。
[0004] 随着时间推移，对AT形状因数做出了改进，包含母板的定向的改变。这些改进通 过将磁盘驱动器连接器定位成更靠近驱动器槽并且将中央处理单元定位成更靠近电源和 冷却风扇，而允许母板的更高效设计。中央处理单元的新位置允许扩展槽全部保持全长插 入卡。
[0005] 虽然这些发展增加了处理能力，但这些技术仅在随着计算机技术进步而升级组件 的能力方面有限地起作用。事实上，这些技术作为用于计算机技术的传递机制而变得越来 越不合需要。在操作耐久性、制造、装运和支持方面已经看出可预测的故障模式。系统产生 热，这需要内部冷却系统，而内部冷却系统有噪音。而且，当前计算机系统易于需要修理。
[0006] 因此，虽然当前存在被配置成用于处理数据的计算机技术，但挑战仍然存在。因 此，现有技术中的改进将是增强当前技术或甚至用其他技术取代当前技术。
【发明内容】
[0007] 本发明涉及安装动态模块化处理单元。具体来说，本发明涉及用于安装模块化处 理单元的系统和方法，所述模块化处理单元被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的 其他处理单元一起使用。
[0008] 本发明的实现方式与一个模块化处理单元相关，所述模块化处理单元重量轻、紧 凑并且被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的类似和/或其他处理单元一起使用。 在一些实现方式中，每个模块化处理单兀包括一个非基于外围的外壳、一个冷却过程（例 如，热力学对流冷却、受迫空气和/或液体冷却）、一个经优化电路板配置、经优化处理和存 储器比率，和/或对外围设备和应用提供增加的灵活性和支持的一个动态背板。
[0009] 在一个实现方式中，一个动态模块化处理单元是一个立方体平台（例如，近似4 英寸立方体平台或另一种尺寸和/或配置），它利用一种先进冷却过程（例如，避免了对冷 却风扇的任何需要的一个热力学冷却模型，一个受迫空气冷却过程和/或一个液体冷却过 程）。所述单元还包括呈母板配置的一个或多个板，以及经优化的处理和存储器比率。所述 单元的总线架构增强了性能并增加了硬件和软件稳定性。一个高度灵活的背板提供了对外 围设备和垂直应用的支持。本发明的其他实现方式涵盖使用大于或小于一个4英寸立方体 平台的一个耐久并且动态模块化的处理单元。类似地，其他实现方式涵盖使用除了立方体 之外的形状。
[0010] 本发明的实现方式提供了一个平台，所述平台可与所有类型的计算机企业相关联 来使用。所述平台允许在对动态模块化单元具有最小影响的情况下可做出的大量修改，由 此增强所述平台在所有类型的应用上的有用性。
[0011] 在一些实现方式中，一个第一动态模块化处理单元用作一个基本模块，并且通信 地连接到一个第二动态模块化处理单元上，所述第二动态模块化处理单元用作一个外围模 块以使用连接到外围模块上的一个或多个输入/输出装置来使用基本模块的处理资源，借 此所述外围模块便于使用者在基本模块上打开一个会话，同时为外围模块本身使用的电力 显著少于任何现有的计算机系统。
[0012] 另外的实现方式提供了一种用于分布计算资源的系统，包括具有特定处理资源的 一个基本模块。所述系统还包括一个外围模块，所述外围模块通信地连接到所述基本模块 上并且被配置成用于使用连接到所述外围模块上的一个或多个输入/输出装置来利用所 述基本模块的处理资源，其中所述外围模块仅利用足够的计算资源来在所述外围模块和所 述基本模块处的输入/输出装置之间传递输入/输出信号。
[0013] 再另外的实现方式提供了一种用于高效地管理和分配计算资源的系统，所述系统 包括具有特定处理资源的一个基本模块并且为一个第一使用者提供一个图形用户接口，所 述图形用户接口提供对所述基本模块的操作系统的第一会话的接入。所述系统还包括一个 外围模块，所述外围模块通信地连接到所述基本模块上并且为一个第二使用者提供一个图 形用户接口，所述图形用户接口提供对所述基本模块的操作系统的第二会话的接入，而不 需要将操作系统的一个单独实例加载到所述基本模块的存储器中。
[0014] 本发明的额外实现方式提供了具有一种结构的智能安装托架，所述结构被配置成 用于安装到一个下层表面并且紧固地固持或保持一个安装物件。在至少一些实现方式中， 所述结构保持和/或包含一个计算机系统，所述计算机系统被配置成用于将处理资源从一 个远程计算机系统分配到接近于所述安装托架的一个或多个计算机资源。
[0015] 本发明的额外实现方式涉及在多种不同企业中安装动态模块化处理单元（包括 基本模块和/或外围模块）。在至少一些实现方式中，安装方式是由需要的特定企业和相应 环境决定的。在至少一些实现方式中，包括防震安装以满足所需的防震和防振动要求。在 一些实现方式中，安装系统包括用于需要固定地紧固的环境的一个固定安装系统。在其他 实现方式中，提供一个可选择性释放的连接器以允许容易地安装和移除动态模块化处理单 元。在其他实现方式中，提供一个压入配合连接器以允许容易地安装和移除所述动态模块 化处理单元。
[0016] 虽然本发明的方法和过程已经被证明为在个人和其他计算企业的领域中尤其有 用，但本领域技术人员将了解，本发明的方法和过程可以在多种不同应用中以及在多种不 同制造领域中使用以产生可定制的企业，包括用于利用控制系统或智能接口系统的任何行 业的企业和/或得益于实施此类装置的企业。此类行业的示例包括但不限于汽车行业、航 空电子行业、液压控制行业、音频/视频控制行业、电信行业、医疗行业、特殊应用行业、电 子消费型装置行业，以及使用计算机装置的其他行业。因此，本发明的系统和方法对市场提 供了大量计算能力，包括传统上当前计算机技术尚未开发的市场。
[0017] 在随后的说明中将陈述或将更完全明了本发明的这些和其他特征与优点。这些特 征和优点可以借助于本文提供的工具和组合来实现和获得。此外，本发明的特征和优点可 以通过本发明的实践学习到，或者将从下文陈述的说明中明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 为了陈述获得本发明的上述和其他特征与优点的方式，可通过参考本发明的特定 实施例来得到本发明的更具体描述，这些实施例在附图中示出。理解了图式仅描绘本发明 的仅有典型实施例并且因此不应被视为限制本发明的范围之后，将通过使用附图用额外具 体情况和细节来说明和阐释本发明，附图中：
[0019] 图1示出了提供根据本发明的实施例的代表性模块化处理单元的框图；
[0020] 图2示出了一个代表性模块化处理单元的透视图；
[0021] 图3示出了图2的代表性模块化处理单元的另一透视图；
[0022] 图4示出了一个模块化处理单元的一个代表性外壳的透视图，以及更具体示出了 一个模块化处理单元的一个代表性支撑底盘；
[0023] 图5示出了根据本发明的实施例的具有插入件和动态背板的主支撑底盘的分解 图；
[0024] 图6不出了一个代表性端板；
[0025] 图7示出了一个代表性端盖；
[0026] 图8示出了具有动态背板的一个代表性模块化处理单元；
[0027] 图9示出了端板被移除的一个代表性模块化处理单元；
[0028] 图10示出了可操作地连接到任意类型的一个外部物体上的一个模块化处理单 元；
[0029] 图11示出了一个代表性计算企业；
[0030] 图12示出了具有连接到一个监视器的一个模块化处理单元的一个代表性企业；
[0031] 图13示出了具有连接到一个监视器的一个模块化处理单元的另一个代表性企 业；
[0032] 图14示出了示出为一个代表性外围模块的一个代表性模块化处理单元的分解 图；
[0033] 图15示出了具有可互操作地连接的两个模块化处理单元、即代表性基本模块和 代表性外围模块的企业；
[0034] 图16示出了一个代表性外围模块的端视图；
[0035] 图17示出了一个代表性外围模块的透视图；
[0036] 图18示出了一个代表性外围模块的透视图；
[0037] 图19示出了一个替代的代表性外围模块的外部结构壳的端视图；
[0038] 图20示出了一个代表性安装板的透视图；
[0039] 图21示出了一个代表性安装系统；
[0040] 图22示出了另一个代表性安装托架；
[0041] 图23示出了安装一个模块化处理单元的代表性方式；
[0042] 图24示出了图23的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图；
[0043] 图25示出了安装一个模块化处理单元的另一代表性方式；
[0044] 图26示出了图25的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图；
[0045] 图27示出了安装一个模块化处理单元的另一代表性方式；
[0046] 图28示出了图27的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图；
[0047] 图29示出了图27的安装一个模块化处理单元的代表性方式的俯视图；
[0048] 图30示出了图27的安装一个模块化处理单元的代表性方式的透视图；
[0049] 图31示出了另一个代表性安装托架的透视图；
[0050] 图32示出了安装一个模块化处理单元的代表性方式；
[0051] 图33示出了图32的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图；
[0052] 图34示出了在一个机架或机柜中安装模块化处理单元的代表性方式；
[0053] 图35示出了在一个机架或机柜中安装模块化处理单元的另一代表性方式；
[0054] 图36示出了一个代表性DIN轨道安装系统；
[0055] 图37示出了一个代表性DIN轨道安装系统的另一视图；
[0056] 图38示出了一个代表性DIN轨道安装系统的另一视图；
[0057] 图39示出了另一个代表性安装系统；
[0058] 图40示出了根据图39的代表性安装系统的代表性容器；
[0059] 图41示出了其中安装有一个模块化处理单元的图40的代表性容器；
[0060] 图42示出了将代表性模块化处理单元安装到图40的代表性容器中；
[0061] 图43和图44进一步示出了将代表性模块化处理单元安装到图40的代表性容器 中；以及
[0062] 图45示出了图39的代表性安装系统的另一视图；
[0063] 图46示出了一个堆叠在壁内的安装系统；
[0064] 图47示出了根据代表性安装系统的代表性容器；
[0065] 图48至图54示出了选择性接收多个计算机装置和利用阻尼系统的代表性抽屉或 托盘；
[0066] 图55和图56示出了包括选择性接收多个计算机装置的抽屉或托盘的代表性堆叠 配置；
[0067] 图57示出了选择性接收多个计算机装置的代表性管状配置；以及 [0068] 图58示出了选择性接收多个计算机装置的代表性配置。
【具体实施方式】
[0069] 本发明涉及安装动态模块化处理单元。具体来说，本发明涉及用于安装模块化处 理单元的系统和方法，所述模块化处理单元被配置成用于选择性地单独使用或与企业中的 其他处理单元（基本模块和/或外围模块）一起使用。
[0070] 在至少一些实施例中，安装方式是由需要的特定企业和相应环境决定的。在至少 一些实施例中，包含防震安装以满足所需的防震和防振动要求。在一些实施例中，安装系统 包括用于需要紧固的环境的一个固定安装系统。在其他实施例中，提供一个可选择性释放 的连接器以允许容易地安装和移除动态模块化处理单元。在其他实施例中，提供一个压入 配合连接器以允许容易地安装和移除动态模块化处理单元。
[0071] 说明的以下部分为了便于对说明的理解而分为若干标题，并且不希望以任何方式 进行限制。
[0072] 代表件橾作环塏
[0073] 本发明涉及用于安装动态模块化处理单元的系统和方法。具体来说，本发明的实 施例与一个模块化处理单元相关，所述模块化处理单元重量轻、紧凑并且被配置成用于选 择性地单独使用或与企业中的一个或多个额外处理单元一起定向。在一些实施例中，一个 模块化处理单兀包括一个非基于外围的外壳、一个冷却过程（例如，热力学对流冷却、受迫 空气和/或液体冷却）、一个经优化分层的印刷电路板配置、经优化处理和存储器比率，以 及对外围设备和应用提供增加的灵活性和支持的一个动态背板。
[0074] 本发明的实施例涵盖一个平台，所述平台可与所有类型的计算机和/或电企业相 关联来使用。所述平台允许在对动态模块化单元具有最小影响的情况下可做出的大量修 改，由此增强所述平台跨所有类型的应用的有用性。而且，如上文指示，模块化处理单元可 单独起作用或可以与可定制企业中的一个或多个其他模块化处理单元相关联以提供增强 的处理能力。
[0075] 图1和对应讨论旨在提供根据本发明实施例的一个合适操作环境的一般描述。如 下文将进一步讨论，本发明的实施例涵盖在多种可定制企业配置中（包括在联网或组合配 置中）使用一个或多个动态模块化处理单元，如下文将讨论。
[0076] 本发明的实施例涵盖一种或多种计算机可读介质，其中每一介质可以被配置成用 于包括其上的数据或用于操纵数据的计算机可执行指令。计算机可执行指令包括可以由一 个或多个处理器存取的数据结构、对象、程序、例程或其他程序模块，例如与通用模块化处 理单元相关联的能够执行各种不同功能的计算机可执行指令或者与专用模块化处理单元 相关联的能够执行有限数量的功能的计算机可执行指令。
[0077] 计算机可执行指令致使企业的一个或多个处理器执行一个特定功能或功能群组， 并且是用于实施处理方法的步骤的程序代码装置的示例。此外，可执行指令的一个特定序 列提供可以用来实施这些步骤的相应动作的示例。
[0078] 计算机可读介质的示例包括随机存取存储器（"RAM"）、只读存储器（"ROM"）、可 编程只读存储器（"PR0M"）、可擦除可编程只读存储器（"EPROM"）、电可擦除可编程只读 存储器（"EEPR0M"）、压缩光盘只读存储器（"CD-ROM"）、任何固态存储装置（例如，快闪 存储器，智能介质等等），或能够提供可以由处理单元存取的数据或可执行指令的任何其他 装置或组件。
[0079] 参见图1，一个代表性企业包括模块化处理单元10,所述模块化处理单元可以用 作一个通用或专用处理单元。举例来说，模块化处理单元10可以单独或与一个或多个其他 模块化处理单元一起使用，例如个人计算机、笔记本计算机、个人数字助理（"PDA"）或其他 手持式装置、工作站、微型计算机、大型计算机、超级计算机、多处理器系统、网络计算机、基 于处理器的消费型装置、智能电器或装置、控制系统或其他计算机系统。在同一企业中使用 多个处理单元提供增加的处理能力。举例来说，一个企业的每一个处理单元都可以专用于 一个特定任务或者可联合地参与分布式处理。
[0080] 在图1中，模块化处理单元10包括一条或多条总线和/或互连（多条）12,它们可 以被配置成用于连接所述模块化处理单元的各种组件并且使得能够在两个或更多个组件 之间交换数据。总线（多条）/互连（多条）12可包括多种总线结构中的一种，包括存储器 总线、外围总线或者使用多种总线架构中的任一种的局部总线。由总线（多条）/互连（多 条）12连接的典型组件包括一个或多个处理器14和一个或多个存储器16。其他组件可以 通过使用逻辑、一个或多个系统、一个或多个子系统和/或一个或多个I/O接口（在下文称 为"数据操纵系统（多个）18"）而选择性地连接到总线（多条）/互连（多条）12上。而 且，其他组件可以通过使用逻辑、一个或多个系统、一个或多个子系统和/或一个或多个1/ 0接口而在外部连接到总线（多条）/互连（多条）12上，和/或可以充当逻辑、一个或多个 系统、一个或多个子系统和/或一个或多个I/O接口，例如模块化处理单元（多个）30和/ 或专用装置（多个）34。I/O接口的示例包括一个或多个大容量存储装置接口、一个或多个 输入接口、一个或多个输出接口和类似物。因此，本发明的实施例涵盖使用一个或多个I/O 接口的能力和/或基于所采用的逻辑或其他数据操纵系统而改变产品的可用性的能力。
[0081] 所述逻辑可以连接到一个接口、系统的一部分、子系统和/或用以执行一个特定 任务。因此，所述逻辑或其他数据操纵系统可以允许例如IEEE1394(火线），其中所述逻辑 或其他数据操纵系统是I/O接口。可替代地或另外，可以使用允许将一个模块化处理单元 连接到另一外部系统或子系统中的逻辑或另一数据操纵系统。举例来说，可以包括或可以 不包括特殊I/O连接的一个外部系统或子系统。可替代地或另外，可以使用没有外部I/O 与逻辑相关联的逻辑或其他数据操纵系统。本发明的实施例还涵盖使用特殊逻辑，例如用 于车辆、液压控制系统等等的ECU的特殊逻辑，和/或向处理器告知如何控制一件特殊硬件 的逻辑。而且，本领域技术人员将了解，本发明的实施例涵盖利用逻辑、系统、子系统和/或 I/O接口的大量不同系统和/或配置。
[0082] 如上所述，本发明的实施例涵盖使用一个或多个I/O接口的能力和/或基于所采 用的逻辑或其他数据操纵系统而改变产品的可用性的能力。举例来说，在一个模块化处理 单元是被设计成用作桌上型计算机的包括一个或多个I/O接口和逻辑的一个个人计算系 统的一部分的情况下，所述逻辑或其他数据操纵系统可以被改变成包括快闪存储器或逻辑 以执行用于一个音乐台的音频编码，所述音乐台希望经由两个标准RCA取得模拟音频并将 它们广播到一个IP地址。因此，由于对模块化处理单元的背板上的数据操纵系统（多个） (例如，逻辑、系统、子系统、I/O接口（多个）等等）做出的修改，模块化处理单元可以是用 作一个电器的一个系统的一部分而不是一个计算机系统的一部分。因此，对背板上的数据 操纵系统（多个）的修改可以改变模块化处理单元的应用。因此，本发明的实施例涵盖极 度可适配的模块化处理单元。
[0083] 如上所述，处理单元10包括一个或多个处理器14,例如中央处理器，并任选地包 括被设计成执行一个特定功能或任务的一个或多个其他处理器。典型地是处理器14执行 在例如存储器（多个）16、磁性硬盘、可装卸式磁盘、磁带盒、光盘、固态存储器、快闪存储器 等计算机可读介质上或者从也可以视为一个计算机可读介质的一个通信连接提供的指令。
[0084] 存储器（多个）16包括可以被配置成用于包括其上的数据或用于操纵数据的指令 并且可以由处理器（多个）14通过总线（多条）/互连（多条）12存取的一个或多个计算机 可读介质。存储器（多个）16可以包括例如用以永久存储信息的ROM(多个）20,和/或用 以临时存储信息的RAM(多个）22。ROM(多个）20可以包括具有一个或多个例程的基本输 入/输出系统（"BIOS"），这些例程用以例如在模块化处理单元10的启动期间建立通信。 在操作期间，RAM(多个）22可以包括一个或多个程序模块，例如一个或多个操作系统、应用 程序和/或程序数据。
[0085] 如所说明，本发明的至少一些实施例涵盖一个非外围外壳，所述外壳提供一个更 稳健的处理单元，使得能够在多种不同应用中使用所述单元。在图1中，一个或多个大容量 存储装置接口（图示为数据操纵系统（多个）18)可以用以将一个或多个大容量存储装置 24连接到总线（多条）/互连（多条）12上。大容量存储装置24对于模块化处理单元10 是外围的，并且允许模块化处理单元10保持大量数据。大容量存储装置的示例包括硬盘驱 动器、磁盘驱动器、磁带驱动器、快闪驱动器、光盘驱动器以及其他存储装置。
[0086] 大容量存储装置24可以从一个磁性硬盘、一个可装卸式磁盘、一个磁带盒、一个 光盘或另一计算机可读介质进行读取和/或写入。大容量存储装置24及其相应的计算机 可读介质提供可以包括一个或多个程序模块的非易失性的数据和/或可执行指令的存储， 这些程序模块例如为一个操作系统、一个或多个应用程序、其他程序模块或程序数据。这些 可执行指令是用于实施本文披露的方法步骤的程序代码装置的示例。
[0087] 可以采用数据操纵系统（多个）18,以使得能够通过一个或多个相应外围I/O装 置26与模块化处理单元10交换数据和/或指令。外围I/O装置26的示例包括例如键盘 和/或例如鼠标、跟踪球、光笔、触笔或其他指向装置、麦克风、操纵杆、游戏板、圆盘式卫星 电视天线、扫描仪、摄录机、数码相机、传感器和类似物等替代输入装置的输入装置，和/或 例如监视器或显示屏、扬声器、打印机、控制系统和类似物等输出装置。类似地，与可以用 来将外围I/O装置26连接到总线（多条）/互连（多条）12的专用逻辑连接的数据操纵 系统（多个）18的示例包括串行端口、并行端口、游戏端口、通用串行总线（"USB"）、火线 (IEEE1394)、无线接收器、视频适配器、音频适配器、并行端口、无线发射器、任何并行或串 行化I/O外围设备或另一接口。
[0088] 数据操纵系统（多个）18使得能够在一个或多个网络接口 28上交换信息。网络 接口 28的示例包括使得能够在多个处理单元之间交换信息的一个连接、用于连接到局域 网（"LAN"）或调制解调器的一个网络适配器、一条无线链路，或用于连接到例如互联网等 广域网（"WAN"）的另一适配器。网络接口 28可以与模块化处理单元10结合或者在它的 外围，并且可以与LAN、无线网络、WAN和/或处理单元之间的任何连接相关联。
[0089] 数据操纵系统（多个）18使得模块化处理单元10能够与一个或多个其他本地或 远程模块化处理单元30或计算机装置交换信息。模块化处理单元10与模块化处理单元30 之间的连接可以包括硬连线和/或无线链路。因此，本发明的实施例涵盖直接的总线到总 线连接。这使得能够产生一个较大的总线系统。这还避免了当前已知的由于企业的直接总 线到总线连接所致的黑客攻击。此外，数据操纵系统（多个）18使得模块化处理单元10能 够与一个或多个专用I/O连接32和/或一个或多个专用装置34交换信息。
[0090] 处理单元可以访问的程序模块或程序模块的多个部分可以存储在一个远程存储 器存储装置中。此外，在一种联网系统或组合配置中，模块化处理单元10可参与一种分布 式计算环境，其中功能或任务由多个处理单元执行。可替代地，一个组合配置/企业的每一 个处理单元可以专用于一个特定任务。因此，举例来说，一个企业的一个处理单元可以专用 于视频数据，由此代替一个传统的视频卡，并且提供用于通过传统技术执行这些任务的增 加的处理能力。
[0091] 虽然本领域技术人员将了解，本发明的实施例可以包括多种配置，但对图2到图3 做出参考，不出了一个耐久并且动态模块化的处理单兀90的一个代表性实施例。模块化处 理单元90包括一个专用外壳模块100 (下文称为"外壳模块100")，以及一个专用印刷电路 板设计。模块化处理单元90通过外壳模块100的特定和经过计算的设计提供了现有技术 处理单元或计算机中不存在的非并行计算机处理优点和特征。实际上，如本文描述和要求 的本发明的处理单元呈现了从常规计算机或处理单元的完全概念转移或例证转移。此例证 转移将从下文披露的主题变得明显，所述主题在所附权利要求书中体现。
[0092] 图2到图3示出了被识别为模块化处理单元90的处于完全组装状态的一个代表 性模块化处理单元，其中大体上示出了许多主要组件。如所说明，模块化处理单元90包括 外壳模块100,所述外壳模块自身具有一个非常特定并且唯一的支撑结构和几何配置或设 计，这在图4中更完整地描述。在一个优选实施例中，外壳模块100包括一个主支撑底盘 114;第一插入件166;第二插入件170;第三插入件174 (未不出）；动态背板134 (未不出）； 第一端板138 ;第二端板142 (未示出）；第一端盖146 ;以及第二端盖150,从而为例如印刷 电路板、处理芯片和电路系统等一个或多个处理和其他计算机组件提供一个封闭壳体或外 壳。
[0093] 图4到图5示出了主支撑底盘114以及被设计成附接或连接到主支撑底盘114上 的外壳模块100的一些组件部分的一个代表性实施例。优选地，这些组件部分以可装卸方 式连接到底盘114上，如示出，以便实现如本文描述和陈述的模块化处理单元90的一些唯 一特征和功能。主支撑底盘114用作用于外壳模块100和模块化处理单元90的主要支撑 结构。它的小尺寸和专用设计提供了现有技术设计中不存在的优点和益处。基本上，主支 撑底盘114为模块化处理单元90的组件部分提供结构支撑，包括任何额外的物理附件、处 理以及其他电路板组件，以及使得模块化处理单元90能够适配于任何类型的环境，例如结 合到任何已知的结构或系统中，或者在群集和多路复用环境中使用。
[0094] 具体来说，如图中所示，模块化处理单元90并且尤其是外壳模块100基本上由一 种立方体形设计组成，其中主支撑底盘114的第一壁支撑件118、第二壁支撑件122和第三 壁支撑件126连同在附接时的动态背板134 -起构成外壳模块100的四个侧面，其中在外 壳模块100的每一个拐角处定位有一个联合模块154。
[0095] 汇接中心155用以一体地接合第一壁支撑件118、第二壁支撑件122和第三壁支撑 件126,以及提供下文讨论的端板可以附接到的一个基座。端板使用插入到附件接纳口 90 的附接装置连接到主支撑底盘114上，所述附件接纳口在图4中示出为一个孔口，所述孔口 可以带螺纹或者不取决于所使用附接装置的特定类型。汇接中心155进一步为模块化处理 单元90内存在的专用印刷电路板设计提供主要支撑和汇接中心，如下文讨论。如图4中所 示，印刷电路板能够插入到一个或多个带通道板接收器162中并且紧固于其中。图中示出 并且在本文描述的特定设计仅是模块化处理单元90内的紧固或接合印刷电路板的一个代 表性示例。考虑到了其他设计、组合件或装置，并且可以如由本领域普通技术人员所认识到 的来使用。举例来说，用于紧固处理组件的装置可以包括螺钉、铆钉、过盈配合以及其他连 接器。
[0096] 主支撑底盘114进一步包括多个通道或滑动接收器182,这些通道或滑动接收器 被设计成接纳位于一个或多个插入构件上的一个对应插入件；一个动态背板；一个底盘； 一个安装托架，所述安装托架用以将两个或更多个处理单元连接在一起，或允许将处理单 元实施到另一结构中。滑动接收器182还可以用以接受或接收一个结构的合适元件或一个 结构或装置本身，其中所述处理单元、并且尤其是外壳模块用作一个负载支承构件。模块化 处理单元90用作一个负载支承构件的能力是从它的唯一底盘设计得到的。举例来说，模块 化处理单元90可以用以将两个结构桥接在一起，并且对结构的总体结构支撑和稳定性有 贡献。另外，模块化处理单元90可以支承直接附接到主支撑底盘114上的负载。举例来说， 一个计算机屏幕或监视器可以由模块化处理单元90物理上支撑并进行过程控制。作为另 外的示例，模块化处理单元90可以用以物理上支撑和过程控制各种家用器材，例如照明器 材或开关箱等等。而且，如果需要，一个额外的散热器组合件可以用类似方式连接到模块化 处理单元90。许多其他可能的负载支承情形或环境是可能的并且在本文考虑到了。因此， 本文具体陈述的那些仅意味着说明性的，并且不以任何方式进行限制。滑动接收器182示 出为实质上圆柱形通道，延伸主支撑底盘114的汇接中心155的长度。滑动接收器182包 括仅一种将外部组件连接到主支撑底盘114上的方式。考虑到了其他设计或组合件，并且 可以用以实施提供用于附接例如上文所述的各种组件部分的装置的既定功能，如本领域的 普通技术人员所认识。
[0097] 图4到图5进一步示出了主支撑底盘114的凹入特征，以及尤其是第一壁支撑件 118、第二壁支撑件122和第三壁支撑件126。第一插入构件166、第二插入构件170和第三 插入构件174包括相应的凹入设计。这些组件部分中的每一者进一步包括一个特定计算的 曲率半径，从而使得第一壁支撑件118的曲率半径120将对应于被设计到第一插入件166 中的配合曲率半径。同样，第二壁支撑件122包括曲率半径124从而对应于被设计到第二插 入件170中的配合曲率半径，并且第三壁支撑件126包括曲率半径128从而对应于被设计 到第三插入件174中的配合曲率半径。如图6到图7中示出的每一个端板138和142以及 端盖146和150各自包括类似的设计型面，以匹配主支撑底盘114的凹入设计型面。在图 中所示的实施例中，壁支撑件和插入构件各自包括曲率半径。凹入设计和计算的曲率半径 各自贡献于主支撑底盘114的总体结构刚性和强度，以及贡献于模块化处理单元90的热力 学散热性质。举例来说，在下文更详细描述的一个自然对流冷却系统中，凹入设计促进了受 热空气向外壳模块100的外部并且主要是上部拐角的分配，因此允许热或受热空气从模块 化处理单元90的内部部分的顶部和中心散布离开并且朝向右上和左上拐角散布，在此所 述空气可以随后逸出通过通风口 198或者可以进一步被引导通过外壳模块100的顶部。考 虑到了其他实施例，其中这些元件的曲率半径可以彼此不同，从而按需要提供外壳模块100 的最佳设计。
[0098] 在优选实施例中，主支撑底盘114包括一个全金属底盘，所述底盘被结构化并设 计成为模块化处理单元90和其中包含的组件提供一个极结实的支撑结构。在正常情况 并且甚至是极端环境下，主支撑底盘114能够承受源自各种外部来源的极大施加力和冲击 力，例如将通常对现有相关的计算机外壳造成损形或凹痕的那些力，或者将它们的能力限 制于在其他或极端环境中使用。基本上，主支撑底盘114是为模块化处理单元90提供实际 上不可破坏的计算机外壳的主要贡献者。计算机外壳中的此唯一特征与用以构造外壳模块 100的组件的特定设计直接相关，所述特定设计包括它们的几何设计、它们配合在一起的方 式、它们的材料组成以及其他因素，例如材料厚度。具体来说，外壳模块100优选地完全在 多种半径之外建立，其中几乎所存在的每个特征和元件都包括一种半径。利用这种半径原 理来起作用，这样使得施加到模块化处理单元90的任何负载都被传送到模块化处理单元 90的外部边缘。因此，如果一个负载或压力施加到外壳模块100的顶部，所述负载将沿着侧 面被传送到顶部和基座中，并且最终进入外壳模块100的拐角中。基本上，所施加的任何负 载都被传送到模块化处理单元90的拐角，最大强度集中于此处。
[0099] 模块化处理单元90及其组件（即外壳模块100、主支撑底盘114、插入件166、170 和174、动态背板134以及端板138和142)各自优选地使用挤压工艺用金属制成。在一个 实施例中，主支撑底盘114、第一插入件166、第二插入件170和第三插入件174、动态背板 134以及第一端板138和第二端板142是由高等级铝制成，以对外壳模块100提供结实的并 且重量轻的特性。另外，使用金属壳提供了良好的热传导性质。虽然优选地由铝或各种等 级的铝和/或铝组合物构成，但考虑到了各种其他材料，取决于使用者的特定需要和/或要 求例如为钛、铜、镁、新实现的混合金属合金、钢以及其他金属和金属合金，以及塑料、石墨、 复合物、尼龙或这些材料的组合，可以用来构造外壳模块100的主要组件。本质上，使用处 理单元的既定环境将较大程度地规定所述处理单元的构成组件的特定材料组成。如所述， 本发明的一个重要特征是处理单元适配并且用于若干用途并在若干不同和/或极端环境 内的能力。照此，处理单元的特殊设计依赖于利用适当材料的协同努力。换句话说，本发明 的处理单元考虑到了使用并且包括一种预定并且特殊标识的材料组合物，所述材料组合物 在它的预期用途方面将最好地满足它的需要。举例来说，在一种液体冷却模型或设计中，例 如钛等密度较大的金属可以用来对处理单元提供较大的绝缘性质。
[0100] 给定其优选的铝组合物，外壳模块100非常结实、重量轻并且容易四处移动，因此 提供延伸到最终使用者和制造者两者的显著益处。举例来说，从最终使用者的观点，模块化 处理单元90可以被适配成在无法找到现有相关计算机的各种环境内使用。另外，最终使 用者可以基本上隐藏、掩蔽或伪装模块化处理单元90以提供较清洁的外观、较不混乱的空 间，或者提供较具有美学吸引力的工作站。
[0101] 从制造观点，外壳模块1〇〇和模块化处理单元90能够使用一种或多种自动化组装 工艺制造，例如自动化铝挤压工艺结合用于安装或组装如上所述的每一个组件部分的自动 化机器人工艺。同样有利的是外壳模块100由于适用于挤压和机器人组装工艺所带来的快 速大量生产的能力。当然，模块化处理单元90还可以使用其他已知方法来制造，取决于处 理单元的特定所需特性以及特定预期用途例如为模铸和注射模制、手动组装。
[0102] 另外，由于外壳模块100尺寸小并且相对重量轻，装运成本以及制造成本也大大 降低。
[0103] 参见图5,示出了外壳模块100的主要组件，即主支撑底盘114和被设计成以可装 卸方式附接或连接到主支撑底盘114的侧面上的若干插入件。图5还示出了动态背板134 被设计成以可装卸方式附接或连接到主支撑底盘114的后部部分。
[0104] 具体来说，第一插入件166附接到第一壁支撑件118上。第二插入件170附接到第 二壁支撑件122上。第三插入件174附接到第三壁支撑件126上。而且，第一插入件166、 第二插入件170和第三插入件174以及第一壁支撑件118、第二壁支撑件122和第三壁支撑 件126中的每一者包括实质上相同的曲率半径，这样使得它们可以成一种嵌套或匹配关系 配合或装配在一起。
[0105] 第一插入件166、第二插入件170和第三插入件174中的每一者包括用于连接主支 撑底盘114的装置。在一个示例性实施例中，如图5中所示，每一个插入件包括位于所述插 入件的相对末端处的两个插入接合构件178。接合构件178被设计成配合在一个用于接合 或连接形成于主支撑底盘114内的各种外部装置、系统、物体等等（下文中称为外部物体） 的装置内。在所示的示例性实施例中，用于接合外部物体的装置包括沿着主支撑底盘114 定位的多个滑动接收器182,如以上图4中所示和标识。也考虑到了其他方式，例如利用范 围是卡扣、螺钉、铆钉、互锁系统和本领域中通常已知的任何其他附件的各种附件。
[0106] 动态背板134也被设计成或能够可释放地连接主支撑底盘114。动态背板134包 括用于接合主支撑底盘114的装置。在所示的示例性实施例中，用于接合的装置由定位于 动态背板134的相对末端处的两个接合构件186构成。接合构件186沿着主支撑底盘114 的后部部分（图示为空间130)在它们的对应位置处配合在滑动接收器182内，以将动态背 板134可装卸地附接到主支撑底盘114上，与插入件166、170和174在它们的对应位置处 附接到主支撑底盘114的方式几乎相同。这些特定特征旨在是若干可能的配置、设计或组 合件之一。因此，预期本领域技术人员将认识到除了图中具体示出以及本文描述的方式之 外的可用于将动态背板134附接到主支撑底盘114的其他方式。
[0107] 用于接合一个外部物体、并且尤其是滑动接收器182的装置能够可释放地连接各 种类型的外部物体（如下文将更完整描述），例如插入件166U70和174、动态背板134、 安装托架、另一处理单元或者任何其他所需装置、结构或组合件。如图5中示出，滑动接收 器182以可释放方式接合相应的接合构件178,以便允许每一插入件在需要时滑入和滑出。 如所述，本文考虑到了用于连接主支撑底盘114的其他装置和用于接合一个外部物体的装 置，并且将对本领域技术人员而言是明显的。
[0108] 通过允许每一插入件和动态背板134可装卸地或可释放地连接到主支撑底盘114 上，实现模块化处理单元90优于现有相关计算机外壳的若干显著优点。举例来说，并且旨 在不以任何方式进行限制，第一插入件166、第二插入件170和第三插入件174可以出于美 学目的而被移除、替换或互换。这些插入构件可以拥有不同的颜色和/或纹理，因此允许定 制模块化处理单元90以适合特定品味或者更适合于给定环境或设置。而且，通过允许每一 最终使用者指定他们的特定单元的外观和总体感觉而实现较大的多样性。可装卸或可互换 的插入构件还提供了为使用模块化处理单元90的任何公司实体或个人扩展所述单元的品 牌（例如，用标志和商标）的能力。由于它们在主支撑底盘114的外部，插入构件将能够在 需要时采取任何形式或品牌。
[0109] 除了美学之外，还认识到其他优点。在较高水平的多样性上，用于接合一个外部物 体的装置为模块化处理单元90提供了使创建智能物体稳健并且可定制的能力。举例来说， 处理单元可以对接在一个移动设备中或一个专用对接台中，在此处所述处理单元可以用作 用于任何可设想的物体的控制单元，所述物体例如为船、汽车、飞机和至此无法包括一个处 理单元或执行起来困难或不实际的其他物件或装置。
[0110] 参见图6,示出了分别连接到主底盘114的第一末端部分140和第二末端部分144 并且用以提供用于允许空气流动或传递进出模块化处理单元90的内部的装置的第一端板 138或第二端板142中的一者的图不。第一端板138和第二端板142分别以第一端盖146 和第二端盖150(图7中所示）起作用，以对外壳模块100提供保护性和功能覆盖。一些实 施例不包括端盖。第一端板138和第二端板142使用附接装置110(如图2所示）附接到 主支撑底盘114上。附接装置110典型地包括各种类型的螺钉、铆钉和本领域中通常已知 的其他紧固件，但是也可以包括用于将第一端板138和第二端板142连同第一端盖146和 第二端盖150 -起附接到主支撑底盘114的其他系统或装置，如本领域中通常已知。在一 个代表性实施例中，附接装置110包括能够在主支撑底盘114的四个拐角处配合在位于联 合模块154中的对应附接接收器190内的一个螺钉（附接接收器190和联合模块154在图 4中示出）。
[0111] 在结构上，第一端板138和第二端板142包括用以与主支撑底盘114的末端部分 140和144的几何形状和设计匹配的几何形状和设计。具体来说，如图6中所示，第一端板 138和第二端板142的周边型面包括一系列凹入边缘，每一凹入边缘的曲率半径匹配于对 应壁支撑件和动态背板的曲率半径。基本上，端板138和142用以通过符合外壳模块100 的形状来封闭外壳模块100的末端。
[0112] 第一端板138和第二端板142的主要功能之一是提供用于便利或允许空气流入和 空气流出外壳模块100的装置。在如图6所示的示例性实施例中，此装置包括沿着端板138 和142的表面或面间歇性地间隔并且延伸穿过这些端板的多个孔口或通风口 198。如下文 的热力学部分中阐释，在一个实施例中，模块化处理单元90利用自然对流来冷却其中包含 的处理组件。通过为端板138和142配备通风口 198,允许周围空气进入模块化处理单元 90的内部，而从处理器和位于模块化处理单元90内部之内的其他组件产生的受热空气被 允许从内部逸出或流动到外部环境。通过自然物理学，在较冷空气被吸入外壳模块100中 时，受热空气上升并且受迫离开外壳模块100。这种周围空气和受热空气分别的流入和流出 允许模块化处理单元90利用一个自然对流冷却系统来冷却在模块化处理单元90内起作用 或操作的处理器和其他内部组件。通风口 198优选为多个，并且跨越端板138和142的大 多数表面区域，并且尤其是外部周边区，因此实现空气冷却模型中的所有内部组件的增加 并且高效的冷却。通风口 198是根据确切的规范加工以优化空气流并且约束进入外壳模块 100的部分流。通过约束一些流动，防止灰尘和其他沉积物或颗粒进入外壳模块100的内 部，如果进入，则它们可造成模块化处理单元90的损坏以及性能降低。实际上，通风口 198 经过尺寸设定以仅允许空气颗粒流过其中。
[0113] 因为外壳模块100优选地由金属制成，整个结构或结构的一部分可以被正充电或 负充电以便防止灰尘和其他颗粒或碎屑被吸引到外壳。这种静电电荷还防止静电荷跳过灰 尘和其他元件并且损坏主板的可能性。提供静电电荷类似于离子过滤，仅仅是相反的。通 过对外壳模块100负充电，排除了所有带正电的离子（即，灰尘、污垢等）。
[0114] 图7示出了第一端盖146和第二端盖150,这些端盖被设计成分别配合在第一端板 138和第二端板142上，以及主支撑底盘114的每一末端部分140和144的一部分上。这些 端盖优选地由某种类型的减震塑料或橡胶制成，因此用以对模块化处理单元90提供保护 屏障，以及增加它的总体外观和感觉。一些实施例不包括端盖。
[0115] 在一个实施例中，模块化处理单元90的占据面积或尺寸相对于常规计算机外壳 或与之相比相当小。举例来说，在一个示例性实施例中，它的几何尺寸近似为4英寸长、4英 寸宽以及4英寸高，这远小于现有相关的常规处理单元，例如桌上型计算机或甚至最便携 的计算机或膝上型计算机。除了它减小的尺寸特性之外，模块化处理单元90还包括相当独 特的几何特性。图2到图3示出了此独特形状或几何形状，它的大部分已经在上文讨论。这 些尺寸和几何特性在形状上是专属的并且各自贡献于模块化处理单元90的特定独特的功 能方面和性能。它们还提供或有助于现有相关处理单元中未发现的显著特征和优点。换句 话说，如本文描述和展示的模块化处理单元90的专门设计允许所述单元以多种方式表现 并且在多种环境中操作，这些方式和环境原本对于现有相关的常规计算机外壳和处理单元 来说是不可能的。
[0116] 描述模块化处理单元90可以采取任何尺寸和/或几何形状是重要的。虽然在优 选实施例中，模块化处理单元90实质上是4x4x4大小的立方体形状，但其他尺寸和形状预 期在本发明的范围内。具体来说，如本文所述，处理单元可以被适配成在各种结构或超结构 中使用，例如本领域的普通技术人员可设想的任何结构。在此意义上，模块化处理单元90 必须能够包括合适的尺寸和结构以便能够采取它预期的环境的物理属性。举例来说，如果 处理单元将在一个薄手持式装置内使用，它将被构造为具有薄型面物理设计，因此偏离了 优选实施例的立方体状形状。照此，在模块化处理单元90内使用的各种计算机和处理组件 也能够具有相关联的尺寸和形状和设计。
[0117] 如上所述，本发明的模块化处理单元90被设计成出于多个原因而具有在外壳模 块100外部的某些主流部件。首先，由于小尺寸而有力的处理能力，模块化处理单元90可以 实施到各种装置、系统、车辆或组合件中以按需要增强这些装置。例如特殊显示器、键盘等 等常见外围装置可以在传统的计算机工作站中使用，但模块化处理单元90还可以在无外 围设备的情况下使用，并且被定制为用于许多物件、系统等等的控制单元。换句话说，模块 化处理单元90可以用于将"智能"技术引入到任何类型的可设想的制造物件（外部物体） 中，使得外部物体可以执行一个或多个智能功能。"智能功能"可以在本文被定义为由于外 部物体可操作地连接和/或物理上连接到计算机系统，即处理单元，而能够由外部物体执 行的任何类型的计算机执行功能。
[0118] 第二，关于冷却问题，在一个计算机内部之内产生的大部分热来自两个地方一计 算机处理器和硬盘驱动器。通过从外壳模块100移除硬盘驱动器并且将它放在模块化处理 单元90外部的自身的外壳内，实现更好并且更高效的冷却。通过改善系统的冷却性质，处 理器自身的寿命或使用期限增加，因此增加了整个计算机处理系统的寿命和使用期限。
[0119] 第三，模块化处理单元90优选地包括一个隔离电源。通过隔离电源与其他外围设 备，所供应电压中可以刚好用于处理的部分超过了使用相同电压对除了一个或多个外围部 件之外的处理器进行供电，这些外围部件例如为系统内存在的硬盘驱动器和/或CD-ROM。 在工作站模型中，外围组件将在无模块化处理单元90的情况下存在，并且将优选地由监视 器电源供电。
[0120] 第四，优选地不采用灯或其他指示器来表明模块化处理单元90接通或断开或者 是否存在任何磁盘活动。仍可以使用活动和电力灯，但是它们优选地位于监视器或其他外 围壳体装置上。这种类型的设计是优选的，因为预期的是系统在将看不见灯或灯将无用的 许多应用中或在灯将是破坏性的应用例如暗室和其他光敏环境中使用。然而显然，例如在 常规计算机系统上存在以展示加电或磁盘使用的外部照明可以被实施或结合到实际的模 块化处理单元90中，如果如此需要。
[0121] 第五，例如自然对流系统等被动冷却系统可以用以从处理单元散热而不是需要某 种类型的机械或受迫空气系统，例如鼓风机或风扇。当然，也考虑到了这些受迫空气系统用 于一些特定实施例中。应注意，这些优点不是全包含的。本领域技术人员将认识到其他特 征和优点。
[0122] 参见图8,示出了处于组装状态的模块化处理单元90以及尤其是外壳模块100附 接有第一端板138和第二端板142 (未不出）、第一端盖146和第二端盖150、插入件166、 170 (未示出）和174 (未示出），以及动态背板134。动态背板134被设计成包括必要端口 和相关联装置，用于将用于连接各种输入/输出装置和电力线的装置连接到模块化处理单 元90以使得所述模块化处理单元能够尤其在工作站环境中起作用。虽然本文未具体示出 和描述所有可用类型的端口，但预期任何现有端口连同未来将存在的任何其他类型的端口 或甚至本质上专用的端口都将与模块化处理单元90兼容并能够被设计到所述单元中并且 与所述单元一起作用。优选地，这是通过按需要设计一个不同并且互换的背板134来实现。
[0123] 具体来说，动态背板134包括DVI视频端口 120、10/100以太网端口 124、USB端口 128和132、SATA总线端口 136和140、电源按钮144和电源端口 148。也考虑到了一个专 用通用端口，用以将两个处理单元电连接在一起以增加整个系统的处理能力并且提供如本 文指出和定义的经缩放的处理。本领域的普通技术人员将认识到可以与本发明的处理单元 一起使用的各种端口。
[0124] 高度动态的可定制并且可互换的背板134对外围设备和垂直应用提供支持。在图 示的实施例中，背板134选择性地连接到外壳100上，并且可以包括允许处理单元90成为 动态可定制的一个或多个特征、接口、能力、逻辑和/或组件。动态背板134也可以包括一 个机构，所述机构如上所述将两个或更多个模块化处理单元电连接在一起以增加整个系统 的处理能力并且提供如下文将进一步披露的经缩放的处理。
[0125] 本领域技术人员将了解，具有相应的特征、接口、能力、逻辑和/或组件的背板134 仅是代表性的，并且本发明的实施例涵盖具有多种不同特征、接口、能力和/或组件的背 板。因此，通过允许一个背板由另一个背板替换以便允许使用者选择性地修改模块化处理 单元90的逻辑、特征和/或能力，模块化处理单元90是动态可定制的。
[0126] 而且，本发明的实施例涵盖任何数量和/或类型的逻辑和/或连接器以允许在多 种不同环境中使用一个或多个模块化处理单元。举例来说，一些环境可包含车辆（例如，汽 车、卡车、摩托车等等）、液压控制系统、结构的和其他环境。数据操纵系统（多个）在动态 背板上的改变允许针对多种环境垂直地和/或水平地缩放。
[0127] 应注意，在一个实施例中，外壳模块100的设计和几何形状提供这些端口的接口 的自然凹痕。此凹痕在图8中示出。因此，无意中的掉下或对模块化处理单元90以及外壳 模块100的任何其他冲击都将不会损坏系统，因为这些端口经由形成于动态背板内的凹痕 而受保护。第一端盖146和第二端盖150也帮助保护系统不受损坏。
[0128] 电源按钮144具有三个状态一系统接通、系统断开，以及用于电力引导的系统备 用。前两个状态系统接通和系统断开分别规定模块化处理单元90是否被加电或断电。系统 备用状态是中间状态。当接通并接收到电力时，指示系统加载和引导模块化处理单元90上 支持的操作系统。当断开电力时，模块化处理单元90将随后中断任何进行中的处理，并且 开始一个快速关断序列，之后是一个备用状态，其中系统保持不活动，等待激活加电状态。
[0129] 在此优选实施例中，模块化处理单元90还包括用于对系统加电的一个唯一系统 或组合件。所述系统被设计成在将一根电力线和相应夹具卡扣到位于动态背板134上的适 当端口中时变为活动的。一旦将电力线和相应夹具卡扣到电源端口 148中，系统便将启动 并开始引导。所述夹具是重要的，因为一旦电源连接并且即使电力线连接到电源端口 148 内的引线上，在夹具卡扣到适当位置之前模块化处理单元90也将不加电。可以例如在监视 器上提供指示器，警告或通知使用者电力线未完全卡扣或正确地处于适当位置。
[0130] SATA总线端口 136和140被设计成电子地连接和支撑存储介质外围组件，例如 ⑶-ROM驱动器和硬盘驱动器。
[0131] USB端口 128和132被设计成连接例如键盘、鼠标和任何其他外围组件等外围组 件，其他外围组件例如为56k调制解调器、平板计算机、数码相机、网络卡、监视器和其他组 件。
[0132] 本发明还考虑到了卡扣外围设备，这些卡扣外围设备卡扣到动态背板上并且通过 卡扣连接系统连接到模块化处理单元90的系统总线。如所述，用于连接外围或输入/输出 装置的其他端口和装置可以被包括和结合到模块化处理单元90中，如本领域技术人员所 认识。因此，用于连接本文具体识别并且描述的特定端口和装置旨在仅是说明性的，并且不 以任何方式进行限制。
[0133] 参见图9,本发明的模块化处理单元90包括一个专用计算机处理系统150,具有外 壳模块100,包括用于容纳被设计成在模块化处理单元90内操作和起作用的处理系统150 和电印刷电路板的一种唯一设计和结构配置。
[0134] 基本上，处理系统150包括一个或多个电印刷电路板，优选为三个电印刷电路板， 它们以如图8所示的三板配置152来定向和形成。处理系统150以及尤其是三板配置152 包括如图示连接到外壳模块100并容纳于其中的第一电印刷电路板154、第二电印刷电路 板158以及第三电印刷电路板162。处理系统150进一步包括至少一个中央处理器并且任 选地包括被设计成执行一个或多个特定功能或任务的一个或多个其他处理器。处理系统 150用以执行模块化处理单元90的操作，并且具体是执行在例如存储器装置、磁性硬盘、可 装卸式磁盘、磁带盒、光盘（例如，硬盘驱动器、⑶-ROM、DVD、软磁盘等）上或者从也可以视 为计算机可读介质的一个远程通信连接提供的任何指令。虽然这些计算机可读介质优选地 位于模块化处理单元90外部或无所述单元而定位，但处理系统150用以控制和执行通常已 知的这些装置上的指令，仅有的差异在于此执行是经由用于将这些外围组件或输入/输出 装置电连接到模块化处理单元90上的一个或多个装置在远程完成。
[0135] 第一电印刷电路板154、第二电印刷电路板158以及第三电印刷电路板162是使 用用于接合或连接或支撑电印刷电路板的装置支撑于主支撑底盘114内。在图8所示的实 施例中，用于接合电印刷电路板的装置包括位于外壳模块100的每一汇接中心中的一系列 板接纳通道62。板接纳通道62被适配成用于接受一个电印刷电路板的一个末端部分166。 将电印刷电路板放置于外壳模块100内可存在若干定向，但优选地，第一电印刷电路板154 的末端部分166配合在邻近于第一壁支撑件118定位的板接纳通道162内。第二电印刷电 路板158和第三电印刷电路板162的末端部分166以类似方式配合在分别邻近第二壁支撑 件122和第三壁支撑件126定位的板接纳通道162内，从而包括如图9中所示的定向。
[0136] 板配置152和印刷电路板不被主底盘114的任何壁支撑件支撑并且优选不搁置在 任何壁支撑件上。每一个电印刷电路板具体通过位于汇接中心内的板接纳通道62支撑在 主底盘114内。主底盘114以此方式被设计成在每一个电印刷电路板与相对的壁支撑件之 间提供一个间隙或空间以根据本文提供的唯一自然对流冷却性质来允许模块化处理单元 90内的适当空气流。照此，谨记此限制来设计针对每一壁支撑件计算的每一曲率半径。
[0137] 板配置152提供优于现有技术板配置的显著优点。作为一个优点，板配置152被 配置于三个多层主板中，而非配置于常规计算机系统中存在的一个主板中。另外，采用较少 的占据面积，因为这些板能够配置在不同平面内。
[0138] 另一优点是以此方式，主板中的两者连接到一个第三主板上。通过以此方式将第 一电印刷电路板154、第二电印刷电路板158以及第三电印刷电路板162中的每一者连接在 一起，这些板中的每一者从它们在主底盘114和外壳模块100内的适当位置脱离的机会显 著降低。在模块化处理单元90所暴露于的实际上任何情况和条件下，三板配置152都将保 持完整并且成工作顺序，因此维持或保留系统的完整性。这即使在冲击和所施加负载的情 形中也是真实的。
[0139] 优选地，第一电印刷电路板154和第三电印刷电路板162在制造期间以及在板配 置152放置于外壳模块100内之前附接到第三电印刷电路板158上。一旦组装完板配置 152,便将它插入到主支撑底盘114中并紧固到所述底盘上，如图示。应注意，不一定利用所 有板接纳通道62。
[0140] 图9示出了优选实施例，其中仅使用这些通道中的四个来支撑电印刷电路板的对 应末端部分。然而，图9仅示出了一个示例性实施例。考虑到了用于处理系统150的其他 配置设计。举例来说，模块化处理单元90可以仅包括一个板，或者两个或更多个板。而且， 处理系统150可以包括分层设计配置，其中所包括的印刷电路板以多平面配置存在。本领 域技术人员将认识到若干配置和可能性。
[0141] 除了上文讨论的许多优点之外，本发明特征在于其他显著优点，其中之一是由于 外壳模块100包括一个全金属底盘或一个主支撑底盘114,因此呈电磁干扰（EMI)形式的辐 射放射极少或不存在。这较大程度地是由于处理组件相对于外壳模块100的结构组件的材 料性质、小尺寸、结构的厚度以及紧密接近。处理组件产生的任何EMI都由外壳模块100吸 收，无论处理组件的处理功率如何。
[0142] 另一显著优点在于，外壳模块100实现了与现有技术计算机外壳设计相比清洁得 多的较卫生的内部。由于外壳模块100的设计，尤其是小尺寸、通风端口以及散热性质，灰 尘颗粒和其他类型的异物很难进入外壳。在整个外壳可以被密封的液体冷却模型中尤其如 此。一个较卫生的内部是重要的，因为各种类型的异物或碎屑可以损坏模块化处理单元90 的组件和/或降低它的性能。
[0143] 虽然模块化处理单元90在一个示例性实施例中依赖于自然对流，但在自然对流 过程期间的空气自然流入和流出显著减少了灰尘颗粒或其他碎屑流入模块化处理单元90， 因为不存在受迫空气流入。在本文描述的自然对流冷却系统中，根据自然物理学原理，空气 颗粒进入外壳模块100的内部，且较不易于用它们携带较重的异物，因为只有较少的力来 用于此。这在如大多数环境那样包含这些较重异物的环境中是有利的。
[0144] 模块化处理单元90的独特冷却方法将允许它较适合于现有相关外壳无法放置于 内的那些环境。
[0145] 本发明的模块化处理单元90的再另一个显著优点是它的耐久性。由于紧凑设计 和基于半径的结构，外壳模块100能够承受大量冲击和所施加的力，这是也贡献于模块化 处理单元90适于任何类型的可设想环境的能力的特征。外壳模块100可以承受小的和大 的冲击力，对它的结构完整性或电路系统只有极少影响，与模块化处理单元90的小尺寸和 便携性一样重要的优点有助于许多可设想的环境，其中一些环境可能相当恶劣。
[0146] 除了外壳模块100的结构组件是非常耐久的之外，电印刷电路设计板和相关联电 路系统也是极为耐久的。一旦插入，印刷电路板便很难移除，尤其是由于无意中的力，例如 掉下或冲击外壳。而且，这些板重量极轻，因此在下落期间没有足够质量来摔坏。然而显然， 外壳100不是完全不可破坏的。在多数情况下，外壳模块100将比板配置更耐久，因此模块 化处理单元90的总体耐久性受到其中的板配置和电路系统的限制。
[0147] 简单来说，外壳模块100包括现有相关外壳设计中不存在的高度耐久性。实际上， 这些设计将在非常轻的冲击或所施加力下损坏并且经常这样。本文描述的模块化处理单元 90不是这样。
[0148] 外壳模块100的耐久性是从两个主要特征导出。首先，外壳模块100优选地以多 种半径来建立。每一个结构组件和它们的设计由一种或多种半径组成。这显著增加了外壳 模块100的强度，因为基于半径的结构提供了可用最结实设计之一。第二，外壳模块100的 优选总体形状是立方体的，因此提供了显著刚性。与立方体设计的刚性相结合的基于半径 的结构组件提供非常耐久又起作用的外壳。
[0149] 单个处理单元/立方体的耐久性允许处理在传统技术原本不可想象的位置进行。 举例来说，处理单元可以埋入土中、位于水中、埋入海中、放置于驱动到土中数百英尺的钻 头的头部上、安装在不稳定表面上、安装到现有结构上、放置于家具中等等。潜在的处理位 置是无限的。
[0150] 本发明的处理单元进一步特征在于能够使用用于安装的装置和用于接合一个外 部物体（各自优选地包括滑动接收器182,如主支撑底盘114的每一壁支撑件上所存在）的 装置而安装到或被安装任何结构、装置或组合件。能够以任何方式接合模块化处理单元90 以使得两者可操作地连接在一起的任何外部物体是预期在此受保护的。另外，本领域技术 人员将认识到，外壳模块100可以包括其他设计或结构作为除了滑动接收器182之外的用 于接合一个外部物体的装置。
[0151] 基本上，无论如何实现，对处理单元提供可安装性的重要性是能够将模块化处理 单元90集成到如本文讨论的任何类型的环境中，或允许将各种物件或物体（外部物体）连 接或安装到模块化处理单元90上。所述单元被设计成安装到各种无生命物件，例如多路复 用处理中心或运输车辆，以及接纳直接安装到模块化处理单元90上的各种外围设备，例如 一个监视器或IXD屏幕。
[0152] 在至少一些实施例中，可安装性特征被设计成一个内建特征，意味着模块化处理 单元90包括用于接合直接建立到它的结构组件中的一个外部物体的装置。使用独立安装 托架（例如，用作适配器以完成主机处理单元连接的那些安装托架）的安装以及直接安装 到一个主机上（例如，将单元安装在汽车中，而不是汽车立体声系统中）也预期在此受保 护。
[0153] 模块化处理单元90的另一能力是在实现外壳模块的额外硬化的情况下能够安装 并实施于一个超结构内，例如Tempest超结构。在此配置中，模块化处理单元90安装在如 本文描述的结构内，并且用以对结构的组件或外围组件进行过程控制。模块化处理单元90 还在必要时用作物理结构的一个负载支承构件。本文考虑到了所有不同类型的超结构，并 且可以由任何类型的材料制成，例如塑料、木材、金属合金和/或这些的复合物。
[0154] 其他优点包括噪声和热的减少以及能够引入可定制的"智能"技术到各种装置中， 例如家具、器材、车辆、结构、支撑件、电器、设备、个人物件等等（外部物体）。这些概念在下 文详细讨论。
[0155] 如上文提供，本发明处理单元不同于任何其他现有相关计算处理系统之处在于， 由于它独特的设计和配置，处理单元可以与一个外部物体相关联、集成到所述外部物体中 或另外可操作地与所述外部物体连接以引入可定制的"智能"技术到所述外部物体中，因此 允许所述外部物体执行它原本将无法执行的许多智能功能。另外，稳健的可定制计算系统 可以适用于各种所识别类型的企业应用，例如计算机和计算系统、电子器件、家用电器、各 种行业中的应用等等。此部分详细描述上述处理单元能够提供这些稳健的可定制计算系统 以及它们在若干示例性企业应用中的适用性。
[0156] 本发明的实施例特征在于能够将一个专用处理单元集成、结合或另外可操作地连 接到任何可设想的系统、装置、组合件、设备或物体（统称为"外部物体"）中以将智能引入 到外部物体中或者针对外部物体执行一个或多个计算功能或者相对于外部物体满足其他 功能，如本领域技术人员所认识。通过此做法，物件基本上变为或转变成"智能"物件，意味 着外部物体可以执行原本不可能的许多功能和任务。具体来说，通过处理单元到一个外部 物体的可操作连接，外部物体变为能够比不存在一个处理单元的情况起到更多作用。举例 来说，如果是电子外部物体，处理单元可以与所述电子外部物体的电路系统（如果存在）集 成以提供增加的计算和处理能力。如果结合到一个机械组合件或装置或系统中，一个处理 单元的添加可以允许由计算机控制或更具体地控制力学，或者可以允许若干其他计算功能 成为可能。如果结合到一个现有结构中，一个处理单元的添加可以允许所述结构执行原本 不可能的计算功能。而且，处理单元可以用作对一个结构的一个支撑组件，或本身支撑一个 负载。基本上，对由于可操作地连接处理单元而可以使外部物体执行的功能的类型不存在 限制。然而，这些能力将受到建立到处理单元中的设计和处理能力限制，如本领域的普通技 术人员所认识。将与各种外部物体可操作地连接的这种能力是常规现有相关计算装置中不 存在的独特特征，并且通过模块化处理单元90的设计、结构和处理能力组合而成为可能。
[0157] 将一个处理单元结合或可操作地连接到一个外部物体上可以在处理单元物理地 附接或不附接的情况下实现。在一些情况下，可能不希望物理地附接所述单元。无论物理 附接的类型如何，处理单元都可操作地连接到外部物体上，意味着处理单元在某种程度上 与外部物体自身一起作用以对外部物体提供计算能力。如所述，这可以通过现有或内建的 电路系统或安装的电路系统或者通过其他方式实现。
[0158] 在一个示例性实施例中，模块化处理单元90物理地连接到外部物体上。所述物理 连接由于模块化处理单元90的"滑动接通"或"卡扣接通"能力而成为可能。通过"滑动接 通"和"卡扣接通"，意味着模块化处理单元90可以接受各种托架、底座、装置等等，方式是将 它们分别滑动或卡扣到位于模块化处理单元90上的一个合适的接受器或接收器中，例如 滑动接收器182。另外，一个完整模块化处理单元90可以使用相同接收器滑动或卡扣到另 一结构中。基本上，本发明提供允许模块化处理单元90接受不同外围物件或结合到另一结 构中的方式。在其他实施例中，用以将处理单元安装到一个外部物体上的特定方法和/或 系统可以是本领域中众所周知的。
[0159] 因此，处理单元由于它独特和专用的设计而可以基本上用作驱动并控制许多组 件、结构、组合件、设备模块等等的操作的引擎。
[0160] 图10示出了用于将模块化处理单元90连接到外部物体280的一个实施例。在所 示的实施例中，模块化处理单元90以电和物理方式可操作地连接到外部物体280上。物理 连接是通过定位形成于外部物体280上的接合构件278并且将它们配合或插入到位于模 块化处理单元90上的滑动接收器182中来实现（参见上文关于图5的讨论）。将接合构 件278插入到滑动接收器182中有效地用以将模块化处理单元90物理上连接到外部物体 280,从而使得处理单元可以用作外部物体自身的一个结构组件（例如，负载支承或非负载 支承）或用作用于一个或多个外部物体的支撑件。当然，如本领域的普通技术人员将认识 至IJ，可以使用其他方法和系统来将处理单元物理上连接到外部物体280,这些方法和系统中 的每一者旨在在此被涵盖和受保护。
[0161] 图10进一步示出了用于将模块化处理单元90可操作地连接到外部物体280的装 置包括一个连接绳，所述连接绳将外部物体280周围或内部存在的电路系统与模块化处理 单元90周围或内部的存在的电路系统连接在一起。这优选地是通过模块化处理单元90的 一个或多个端口来完成。
[0162] 处理单元能够以无数的方式被安排以提供一个稳健的可定制计算系统。下文为了 图示目的提供了若干此类系统。应注意，以下示例不应解释为以任何方式进行限制，因为本 领域的普通技术人员将认识到实际上无限可设想的安排和系统，它们可以包括一个或多个 处理单元来产生一个稳健的可定制计算系统，以及可以利用此系统的许多不同类型的企业 应用。
[0163] 现在参见图11，示出了一个代表性企业370,其中在一个个人计算企业中单独采 用具有非基于外围的外壳的一个动态模块化处理单元340。在图示的实施例中，处理单元 340包括电力连接371，并且对于企业370的外围装置采用无线技术。外围装置包括具有硬 盘驱动器374、扬声器376和⑶ROM驱动器378的监视器372、键盘380以及鼠标382。本 领域技术人员将了解，本发明的实施例还涵盖采用除了无线技术之外的技术的个人计算企 业。
[0164] 处理单元340是企业370的驱动力，因为它提供了操纵数据以便执行任务的处理 能力。本发明的动态和可定制特征允许使用者容易地增强处理能力。在本实施例中，处理单 元340是一个4英寸立方体，所述管利用热力学冷却并且优化处理和存储器比率。然而，如 本文提供，本发明的实施例涵盖除了热力学冷却过程之外或替代于热力学冷却过程使用其 他冷却过程，例如受迫空气冷却过程和/或液体冷却过程。此外，虽然示出的实施例包括一 个4英寸立方体平台，但本领域技术人员将了解，本发明的实施例涵盖使用大于或小于37 2 英寸立方体平台的一个模块化处理单元。类似地，其他实施例涵盖使用除了立方体之外的 形状。
[0165] 具体来说，示出的实施例的处理单元340包括2GHz处理器、1. 5G RAM、512L2高速 缓冲存储器以及无线联网接口。因此例如，如果企业370的使用者确定对于企业370需要增 加的处理能力，而不是如某些传统技术所需那样必须购买一个新系统，那么所述使用者可 以简单地添加一个或多个模块化处理单元到企业370。处理单元/立方体可以由使用者按 执行处理所需来选择性地分配。举例来说，处理单元可以用以执行分布式处理，每一单元可 以被分配用于执行一个特定任务（例如，一个单元可以专用于处理视频数据或另一任务）， 或者模块化单元可以共同用作一个处理单元。
[0166] 虽然本示例包含一个包括2GHz处理器、1.5G RAM和512L2高速缓冲存储器的处理 单元，但本领域技术人员将了解，本发明的其他实施例涵盖使用一个更快或更慢的处理器、 更多或更少RAM和/或一个不同的高速缓冲存储器。在本发明的至少一些实施例中，处理 单元的能力取决于处理单元将用于的特征。
[0167] 虽然图11示出了在图示桌面上的处理单元340,但处理单元/立方体的稳健特征 允许单元340可替代地放置于不明显位置中，例如墙壁中、安装在桌子下方、装饰装置或物 体中等等。因此，示出的实施例避免了往往被踢倒以及往往从塔内的冷却系统产生声音的 传统的塔。没有声音从单元340发出，因为当采用对流冷却或液体冷却时所有内部组件都 是固态的。
[0168] 现在参见图12,提供了在一个计算企业中利用一个模块化处理单元的另一示例。 在图12中，示出了模块化处理单元340用作一个负载支承构件的能力。举例来说，一个模 块化处理单元可以用以将两个或更多个结构桥接在一起，并且对结构或企业的总体结构支 撑和稳定性有贡献。另外，一个模块化处理单元可以支承直接附接到一个主支撑体上的一 个负载。举例来说，一个计算机屏幕或监视器可以由一个模块化处理单元物理上支撑并进 行处理控制。在示出的实施例中，监视器390安装到模块化处理单元340上，所述模块化处 理单元又安装到具有一个基座394的一个支架392上。
[0169] 现在参见图13,示出了另一个代表性企业，其中在计算企业中采用具有非基于外 围的外壳的一个动态模块化处理单元340。在图13中，代表性企业类似于图12中示出的实 施例，然而一个或多个模块化外围设备选择性地连接到企业上。具体来说，图13示出了作 为外围设备选择性地连接到企业的大容量存储装置393。本领域技术人员将了解，可采用任 何数量（例如，少于两个或多于两个）和/或类型的外围设备。这些外围设备的示例包括 大容量存储装置、I/O装置、网络接口、其他模块化处理单元、专用I/O连接、专用装置和类 似物。
[0170] 图14示出了一个动态模块化处理单元的另一示例。在图14中，动态模块化处理 单元是在外围模块452的一个说明性实施例的分解透视图中示出。所述外围模块452包括 一个总线端口 460,用于将一条总线（未示出）连接到基本模块450。在一个示例中，总线 端口 460是一个USB端口，但如上文提到，所述总线可以是任何类型的总线。所述总线用以 在基本模块450 (图15)与外围模块452之间驱动输入/输出命令（例如，键盘、鼠标和视 频命令），并且较快的总线简单地允许较多命令在模块之间传递，但在输入和显示中仅需要 采用足够的命令或者另外输出来自基本模块450的输出。
[0171] 外围模块452还包括若干其他类型的端口以允许输入/输出装置454的连接。举 例来说，不出的实施例包括一个视频端口 462、一个音频输入端口 464、一个音频输出端口 466以及一些额外总线（例如，USB)端口 468。此实施例的音频输入端口 464和音频输出端 口 466允许例如在一个呼叫中心使用此实施例。USB或其他总线端口 468可以用以连接其 他输入/输出装置，例如键盘和鼠标。示出的端口旨在仅是说明性的而不是限制性的。外围 模块452使用并管理这些各种端口以产生基本上作为基本模块450上的会话的用户体验。
[0172] 图14示出了可如何构造外围模块452。如此图中可见，外围模块452包括一个外 部结构壳470和两个端盖472。结构壳470和端盖472用以封闭和保护外围模块452的一 个系统板474。结构壳470可以由多种材料制成，包括塑料和金属，包括铝和/或金属合金， 并且可以用一种方式形成以便提供如相关应用中讨论的结构功能。另外，可以形成结构壳 470以便与如图15中示出的基本模块450的结构配合。如图14中所示，上文讨论的各种端 口附接到系统板474上。一个端口盖板476可以用于覆盖不同端口之间的任何间隙。
[0173] 图16和图17分别示出了外围模块452的端视图和透视图。在这些视图中，结构 壳470的一些特征是可见的，示出了与基本模块450或其他外围模块452的配合可以实现 的一种方式。如图16和图17中可见，结构壳470可以被形成（例如，挤压）为具有一对配 合突出部478,位于外围模块452的一个主要侧上。如图18中可见，结构壳470的相对主 要侧在此实施例中被形成为具有相应的一对配合通道479,可以接受配合的突出部478。如 图16到图18中还可见，端盖472不包括配合突出部478或相应的配合通道479。基本模块 450在它的至少一侧上、并且可能在它的多达三侧上（但再次，不在它的端盖上）包括相应 的配合通道479。
[0174] 为了以图15所示的方式将外围模块452结构上附接到基本模块50,移除基本模块 450的一个端盖480 (可以使用防篡改紧固件来阻止偷窃或破坏），并且外围模块452的配 合突出部478与基本模块450的相应配合通道479滑动地接合。外围模块452滑动直到它 与基本模块450完全配合。将基本模块450的端盖480重新附接到基本模块450上，并且 由此将外围模块452锁定到基本模块450。额外的外围模块452或其他组件可以按需要使 用外围模块452或基本模块450的其他侧的配合通道479附接到系统上，其中相应的端盖 (472或480)被移除以便于这种附接。
[0175] 图14到图18中所示的实施例仅说明可以构造实施例以准许模块之间以及与其他 装置的结构连接的方式。因此，举例来说，虽然示出的外围模块452在一个主要侧上具有配 合突出部478并在另一主要侧上具有配合通道479,但另一实施例可以在两个主要侧上具 有配合通道479,如图19所示的一个替代外部结构壳470的端视图描绘中示出。
[0176] 外围模块452的结构壳470可以是一个或多个相关申请中披露的负载支承。外 围模块452因此可以用作用来悬挂监视器或其他装置的一个支架，可以嵌入或安装在墙壁 中，可以是一个框架的一部分，并且可以执行相关申请中披露的任何结构功能。举例来说， 可以将一个板安装到墙壁上并且可以将另一个板安装到监视器上，并且可以通过外围模块 452的结构特征将这两个板连接在一起。图20中示出了一个板481的一个说明性实施例。 板481是一个挤压切割板，具有类似于上文讨论的多个配合突出部478,但它可以替代地具 有多个配合通道479。板481可以安装到本文讨论的多个模块中的任一者，例如外围模块 452。因此，外围模块452可以基本上用作一个智能安装托架。
[0177] -个包括外围模块452的系统在某种程度上不同于一个完全由基本模块450构成 的系统，即使基本模块450具有多种类型。举例来说，如相关申请中披露，基本模块450可以 彼此连接并且可以包括各种特征（例如包含GPU而非CPU的一个或多个立方体）以便增加 组合单元的处理能力。举例来说，一些单元组合可以基本上一起作用以形成一个超计算机 或提供类似超计算机的功能。相比之下，将外围模块452添加到系统（无论基本模块450的 数量和配置如何）主要用以允许通过外围模块452来分布基本模块450的计算能力。（如 上文讨论，具有超过最小计算能力的外围模块452可以被使用并且因此可以对系统增加一 些处理能力，并且额外的系统资源（例如，打印机、大容量存储装置、网络摄像机和类似物） 可以附接到外围模块452上并因此变为可供组合系统使用。）
[0178] 因此，将外围模块452添加到系统允许通过使用所述能力驱动图形用户接口 (GUI)来将资源共享到人的要素。因此，由此准许使用者查看和操纵在所述一个或多个连接 的基本模块上可用的数据。外围模块452无需被设计成在外围模块452处进行除了向输入 /输出装置454传递数据以及从这些装置传递数据之外的工作。而是外围模块452准许对 基本模块450上的CTI会话的接入，由此提供对基本模块450上可用的数据、程序和其他资 源的接入。主要计算功能由基本模块（多个）450处置，并且每一外围模块452用以打开一 个窗口来接入基本模块多个）450的资源。
[0179] 代表性安装托架
[0180] 图21示出了一个代表性安装系统500,包括安装板502、安装连接器510和底盘 520。安装板502包括被配置成用于与安装在一个监视器、电视机或其他装置上的VESA对 准的多个孔口。可替代地，板520可以用以紧固到任何表面或物体上。板502包括被对准 于连接器510中的孔口 512的多个孔口。此外，连接器514包括被配置成用于滑动到底盘 520的通道522中的多个突出部，它可以是任何类型的模块化处理单元（包括一个基本模块 或一个外围模块）。此外，底盘520包括能够滑动到一个模块化处理单元的另一底盘的通道 中的多个突出部524。
[0181] 图22不出了另一代表性安装托架530,它可以包括任何金属、金属合金、错、错合 金、尼龙、混合材料、聚合物或其他耐久的材料。托架530包括被配置成用于与安装在一个 监视器、电视机或其他装置上的VESA对准的多个孔口 532。托架530进一步包括被配置成 用于选择性地安装一个或多个连接器510以及一个或多个相应模块化处理单元的多个孔 □ 534。
[0182] 图23示出了安装一个模块化处理单元的代表性方式。系统540包括使用VESA安 装孔口 532已安装有托架530的监视器542。孔口 534用以将连接器510安装到托架530 上，并且使用通道/突出部系统将模块化处理单元520安装到连接器510上。图24示出了 图23的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图。
[0183] 图25示出了安装一个模块化处理单元的另一代表性方式，其中托架530是动态 的，因为它允许在多种定向、即顺时针或逆时针旋转90度定向上到监视器542的连接。图 26示出了图25的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图。
[0184] 图27示出了安装一个模块化处理单元的另一代表性方式，其中监视器542上面安 装有托架530。安装臂550也安装到托架530,所述安装臂具有相应的VESA孔口 552、铰链 连接的臂554、以及表面556。而且，连接器510用以将模块化处理单元520安装到托架530 上。图28示出了图27的安装一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图。图29示出 了图27的安装一个模块化处理单元的代表性方式的俯视图。图30示出了图27的安装一 个模块化处理单元的代表性方式的透视图。
[0185] 图31示出了另一代表性安装托架560的透视图，它可以包括任何金属、金属合金、 铝、铝合金、尼龙、混合材料、聚合物或其他耐久的材料。托架560包括被配置成用于与安装 在一个监视器、电视机或其他装置上的VESA对准的多个孔口 562。托架560进一步包括被 配置成用于选择性地安装一个或多个连接器510以及一个或多个相应模块化处理单元的 多个孔口 564。托架560进一步包括具有多个孔口 572的末端570以及具有多个孔口 582 的末端580。孔口 572和582被配置成用于选择性地安装一个或多个连接器510以及一个 或多个相应模块化处理单元。
[0186] 图32示出了安装一个模块化处理单元的代表性方式。在图32中，托架560是使 用VESA安装孔口 562安装在监视器590上。孔口 572和582用以使用一个螺钉或其他附 接装置将连接器510安装到托架560上。此外，连接器510上的突出部滑动到模块化处理 单元520的相应通道中以将单元520安装到相应连接器510上。图33示出了图32的安装 一个模块化处理单元的代表性方式的组装视图。托架560可以用90度旋转增量动态地安 装到电视机/监视器590上。
[0187] 在机柜或其他配置中连接模块化处理单元
[0188] 虽然图34示出了一个机柜630,包括被配置成用于接纳单个处理单元632的多个 抽屉，但本发明的其他实施例包括使用可以与一个处理单元相关联使用以将单元安装到一 个杆上的一个安装托架。示出的实施例进一步包括一个冷却系统（未示出），所述冷却系统 允许对机柜634内的温度控制，并利用通风口 638。
[0189] 图35示出了在一个机架中、在一个机柜中或在一个表面上安装模块化处理单元 的另一代表性方式。在图35中，模块化处理单元710是使用一个DIN轨道安装系统安装到 机柜700中。
[0190] 参见图36,机柜700是一个壁装式机柜，包括一个或多个DIN轨道730。包括聚合 物材料、金属合金、混合材料、尼龙或其他材料的DIN轨道连接器720用以选择性地将一个 模块化处理单元710安装到DIN轨道上。
[0191] 参见图37,模块化处理单元710包括具有多个通道714的底盘712。DIN轨道连接 器720具有多个突出部722,这些突出部被配置成用于滑动到通道714中并且在将端板紧固 到单元710上之后被紧固。Din轨道连接器720进一步包括把手726,所述把手选择性地使 连接器720弯曲以便使用表面724来夹到DIN轨道730的表面732上。通过使把手726朝 向底盘712接近，连接器可以选择性地从轨道730连接或断开连接。
[0192] 图38示出了一个代表性DIN轨道安装系统的另一视图，其中模块化处理单元710 安装到DIN轨道730上，这些轨道安装在机柜700中。
[0193] 图39示出了具有容器810和盖812的另一个代表性安装系统800。如图40中示 出，容器810包括多个压入配合突出部814,这些突出部可以被推入到一个模块化处理单元 820的相应通道中，如图41到图45所示。容器810可以包括任何材料，包括聚合物材料、尼 龙、混合物、金属、金属合金或其他材料。因此，单元820可以容易地从容器810安装和/或 移除
[0194] 通过在所图示的各种代表性企业中使用处理单元来示出处理单元/立方体的模 块化特征。本发明的实施例涵盖在铜和/或纤维通道设计中链接单元/立方体，串联或并 联连接这些立方体，指定单个立方体执行特定处理任务，以及其他处理配置和/或分配。
[0195] 每一个单元/立方体包括一个完全可重新配置的母板。在一个实施例中，所述一 个或多个处理器位于母板的背板上，并且RAM模块位于与母板的背板垂直的平面上。在又 一实施例中，这些模块垂直连接到板上而非使用传统的插座。对RAM模块优化了单元的时 钟循环。
[0196] 虽然一种用于改善企业的处理能力的方法包括对所述企业添加一个或多个额外 处理单元/立方体，但另一方法包括用具有经过升级的模块的平面替换一个特定单元/立 方体的母板的平面。类似地，在每一个单元/立方体处可用的接口可以通过选择性地替换 单元/立方体的一个面板来更新。而且，32位总线可以升级成64位总线，可以提供新功能 性，可以提供新端口，可以提供/升级电源组子系统，并且可以通过替换一个或多个面板对 单个处理单元/立方体做出其他此类修改、升级和增强。
[0197] 现在参照图45和图46,提供了一个壁内安装系统。图46示出了被配置成用于动 态地安装一个或多个计算机装置的代表性容器或机柜。根据至少一些实施例，这些计算机 装置卡扣到和/或滑入托架内。在至少一些实施例中，托架或连接器本质上是动态的以允 许以各种定向和/或配置安装计算机装置。进一步地，在至少一些实施例中，托架或连接器 接收计算机装置，其中，这些计算机装置包括不同的尺寸或配置。因此，在同一空间或占地 面积中可使用多种安装选项。进一步地，这些计算机装置可以面对面，可以面向用户，或可 以背离另一个计算机装置。此外，所述容器、机柜或箱本质上是模块化的，以允许这种容器、 机柜或箱堆叠。图46提供了这种堆叠的示例。
[0198] 虽然所示实施例示出了壁内安装，但本领域普通技术人员将认识到本发明的实施 例包括了可以连接到任何固定或稳定装置或表面上的容器、机柜或箱的使用。举例来说，一 些实施例包括将一个或多个计算机装置安装在机柜、机架、容器诸如此类中。
[0199] 在一个实施例中，容器或机架包括架子、平台、管或其他接收装置或结构以固持或 以另外的方式接收计算机装置。举例来讲，参照图48至图58,其示出了选择性接收多个计 算机装置、存储装置、和/或外围装置的抽屉、托盘、管或其他结构。图48中，抽屉或托盘表 面接收了多个计算机装置。在一些实施例中，机柜或容器（如图55和图56中所示的代表性 机柜）固持计算机装置的多个抽屉或托盘。图49中，提供了一个分解图以示出托盘、多个 计算机装置和阻尼系统以允许和促进散热和/或对这些计算机装置进行冷却。参照图50， 示出了阻尼器系统以示出所述阻尼器系统的使用。在一个实施例中，暖空气通过计算机装 置的坚直对齐阵列的顶部逃逸。在另一个实施例中，冷空气被迫从托盘的底部或从其一侧 出来并且被允许以一种允许同时冷却所有计算机装置的方式移动通过所述阻尼器系统。在 一个实施例中，手动地调整阻尼器。在另一个实施例中，取决于单独计算机装置在所述阵列 中的位置，根据单独计算机装置调整这些阻尼器。在另一个实施例中，取决于相关联的计算 机装置的热量自动地调整这些阻尼器。在另一个实施例中，通过相应的计算机装置取决于 那个具体计算机装置的温度调整这些阻尼器。
[0200] 参照图51至图53,提供了另一个实施例，其中，使用阻尼技术对可操作地连接的 计算机装置托盘进行冷却。冷空气进入到一端内并且通过这些阻尼器被输送到这些计算机 装置下面与其内。这些阻尼器允许暖空气退出这些计算机装置中的每个计算机装置的一端 并且当暖空气上升时逃离和逃出这些计算机装置。在一个实施例中，通过使用一个或多个 风扇允许冷空气进入。另一个实施例中，封闭的环境允许在一端或一侧上施加一定量的压 力（例如，一巴的压力或另一个量值）以允许空气流动。手动地或自动地调整阻尼器以均 匀且高效地冷却计算机装置和/或允许暖空气逃逸。
[0201] 现在参照图54,示出了包括一个内部通道的托盘。将环境空气或冷空气牵引到所 述内部通道内。多个计算机装置安装到或以另外的方式连接到所述托盘的顶面上。这些计 算机装置被安装在所述托盘的出口位置处的隔板分离开。相应地，空气从所述托盘的内部 通道流出并且流出所述托盘的顶面中的出口位置。退出这些出口位置的空气通过隔板输送 以引起空气进入这些计算机装置。然后空气退出这些计算机装置并且向上流过这些隔板的 背面至位于此计算机装置托盘上方的表面，此托盘可以是堆叠在此托盘上方的另一个计算 机装置托盘。因此，在所述计算机装置托盘上方的表面处收集暖空气并且通过风扇或通过 压力将其牵引离开。在一些实施例中，通过注入空气和/或通过将暖空气牵引出去来创造 气流。在一些实施例中，通过压力创造气流。
[0202] 相应地，本发明的至少一些实施例包括动态冷却。举例来说，以相同的输入温度同 时冷却所有计算机装置。
[0203] 在一些实施例中，空气被驱动或以另外的方式牵引通过所述多个计算机装置以提 供内部冷却，并且空气被驱动这些计算机装置的外侧上或以另外的方式驱动到其上方以向 所述多个计算机装置的底盘提供冷却。
[0204] 此外，虽然图54中显示计算机装置水平地安装或以另外的方式连接，但在其他实 施例中，安装或以另外的方式连接计算机装置，以便被坚直地定向以允许计算机装置的顶 面和底面上的通风孔允许空气从托盘的内部通道通过托盘的出口向上流动通过坚直定向 的计算机装置。
[0205] 相应地，在一些实施例中，所有计算机装置基于阻尼器系统为每个相应的计算机 装置创造的气流通道的直径接收气流。在一些实施例中，所述气流通道包括被切割成合适 直径的多个孔口。在一些实施例中，通过阻尼器的自动化控制创造这些直径。在进一步的 实施例中，每个计算机装置控制阻尼器系统创造的其自己的相关联的气流直径。
[0206] 在一些实施例中，提供了一种封闭环境。在一端提供了压力，如一巴的压力或另一 个量值。所述压力允许根据所述阻尼系统流动通过所述阵列，由此允许暖空气逃逸和冷却 计算机装置。
[0207] 在一些实施例中，所述容器为包含多个计算机装置的移动式容器并且允许所述容 器移动到位。在一些实施例中，所述移动式容器包括允许移动的电机和/或驱动机构。在 一些实施例中，将所述容器从一个位置驱动到另一个位置。在一些实施例中，所述容器为空 调式以保持所希望温度的封闭容器。在另一个实施例中，所述容器为防震安装的。在另一 个实施例中，在一侧或一端提供一定量的压力（如一巴的压力或另一个量值）以允许空气 流动。在一些实施例中，所述容器包括多个计算机装置架子或托盘。在一些实施例中，同时 冷却所有计算机装置。在一些实施例中，通过空气阻尼、空气管、或空气阻尼器系统、或允许 空气流动的其他系统来冷却这些计算机装置。
[0208] 在一些实施例中，所述容器为货车挂车。在一些实施例中，所述容器与图34中所 提供的相同。在一些实施例中，所述容器是允许选择性连接到一个或多个其他挂车上的动 态模块化容器。在至少一些实施例中，所述容器的计算机装置可操作地连接。此外，在至少 一些实施例中，这些计算机装置可以安装在所述容器中和/或所述托盘上的计算机的相同 占地面积或空间内的各种位置其中之一上。
[0209] 在一些实施例中，所述容器、机柜或机架在移动装置（如在车轮上）、轨道系统、或 允许所述容器、机柜或机架移动的其他装置上。此外，一些实施例进一步包括允许所述容 器、机柜或机架移动的电机或驱动机构。在一些实施例中，所述容器基于所希望的配置允许 这些计算机装置中的具体多个计算机装置。在一些实施例中，所述容器包括一个铰链门以 允许选择性的打开或封闭所述容器。在一些实施例中，壁内单元是空调单元。
[0210] 本发明的实施例包括各种组织结构。举例来讲，并且如上所述，本发明的一些实施 例包括具有多个托盘的一种机柜，这些托盘具有多个计算机装置。图55和图56中示出了 代表性示例。图57和图58示出了其他代表性配置。
[0211] 图57中，示出了选择性接收多个计算机装置的代表性管状配置。所述代表性配置 安装在一个结构内，如在壁或拱顶内。计算机装置安装或以另外的方式连接到包括一个中 心管的结构上。相应地，空气可以被牵引通过这些计算机装置并且被接收到中心管内以被 牵引出所述系统，由此同时冷却所述多个计算机装置中的所有计算机装置。可替代地，可以 从所述中心管供应空气或迫使其通过这些计算机装置以同时冷却所述多个计算机装置中 的所有计算机装置。在某些实施例中，气压的建立引起空气移动。
[0212] 图58中，示出了选择性接收多个计算机装置的另一个代表性配置。所述代表性配 置是货车车轮式结构。计算机装置安装或以另外的方式连接到包括一个中心管的所述结构 上。相应地，空气可以被牵引通过这些计算机装置并且被接收到中心管内以被牵引出所述 系统，由此同时冷却所述多个计算机装置中的所有计算机装置。可替代地，可以从所述中心 管供应空气或迫使其通过这些计算机装置以同时冷却所述多个计算机装置中的所有计算 机装置。在某些实施例中，气压的建立引起空气移动。
[0213] 因此，本发明的实施例包括用于冷却的暖空气和冷空气的分离。进一步地，本发明 的实施例包括一个用于引入空气的入口和一个用于暖空气的逃逸的出口，由此同时冷却多 个计算机装置。在一些实施例中，隔板设置在计算机装置之间，从而使得来自一个计算机装 置的空气不进入另一个计算机装置。
[0214] 在一个实施例中，图58中所示的配置位于被加压以引起空气流动的空间或结构 中。
[0215] 在一些实施例中，被冷却的装置为计算机装置、存储装置和/或外围装置。
[0216] 这些配置（如所示的那些配置）允许企业使计算机装置与其他计算机装置非常 近。相应地，因为更近的距离，所以可以使用更快的总线。
[0217] 在一个实施例中，将高速超级计算机设置在图58中所示的配置的内部管附近，其 中，存储装置和外围装置在距离所述内部管更远的径向距离处连接。
[0218] 在至少一些实施例中，暖空气被捕获和收获用于特殊目的。举例来讲，在一些实施 例中，暖空气来自这些计算机装置并且进入所述中心管。然后，暖空气沿着所述中心管并且 用于驱动涡轮机来生成供应到这些计算机装置的能量。在一些实施例中，所能成的能量足 够对企业的计算机装置进行供电。在其他实施例中，所能成的能量足够对企业的计算机装 置进行供电。在一些实施例中，所捕获的暖空气用于对水进行加热或预加热，或用于提供热 交换。这减少了提供热水所需的能量值。在一些实施例中，所捕获的暖空气用于提供热量 用于特殊目的，如使环境变暖或融雪。所述内部管的直径可以是确定气流的速度的一个因 素。另外，压力和到暖气流内的燃料的引入也可以确定所需的暖气流速度。在一些实施例 中，暖气流驱动堆叠的涡轮机。在一些实施例中，调整叶片的间距来创造机械移动。
[0219] 在至少一些实施例中，结构中存在过多空气输入端（通过这些计算机装置中的每 个计算机装置）和存在一个输出端（收集所有暖空气的中心管），所述结构允许同时冷却多 个计算机装置和/或其他装置。
[0220] 因此，如本文讨论，本发明的实施例涵盖用于提供动态模块化处理单元的系统和 方法。具体来说，本发明的实施例涉及提供一个模块化处理单元，所述模块化处理单元被 配置成用于选择性地与企业中的一个或多个额外单元一起定向。在至少一些实施例中，一 个模块化处理单兀包括一个非基于外围的外壳、一个冷却过程（例如，一个热力学对流冷 却过程、一个受迫空气冷却过程和/或一个液体冷却过程）、一个经优化分层印刷电路板配 置、经优化处理和存储器比率，以及对外围设备和应用提供增加的灵活性和支持的一个动 态背板。
[0221] 在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以用其他具体形式体现。 所描述的实施例在所有方面中将被视为仅说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精 神或基本特征的情况下，本发明可以用其他具体形式体现。所描述的实施例在所有方面中 将被视为仅说明性的而不是限制性的。因此本发明的范围由所附权利要求书而非前述说明 指示。在权利要求书的等效性的意义和范围内的所有改变将涵盖于它们的范围内。
【权利要求】
1. 一种计算企业，包括： 多个计算机装置，连接到一个气流结构，从而使得通过所述气流结构同时对所有这些 计算机装置进行冷却。
【文档编号】H05K7/20GK104094188SQ201280064331
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2011年11月10日
【发明者】杰森·A·沙利文 申请人:杰森·A·沙利文