工程技术基础-热插拔知识详解及案例分析
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热插拔详细资料大全热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，热插拔功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬碟、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等，例如一些面向高端套用的磁碟镜像系统都可以提供磁碟的热插拔功能。
具体用学术的说法就是：热替换（Hot replacement）、热添加（hot expansion）和热升级（hot upgrade），基本介绍•中文名：热插拔•外文名：Hotswapping， Hot plugging, Hot plug in and out •套用学科：IT•适用领域范围：硬体•适用领域范围：术语功能特点,支持硬体,实现方式,技术支持,工作原理,特性,主机板BIOS,作业系统,设备驱动,电路设计,热插拔过程,热插拔好处,功能特点热插拔最早出现在伺服器领域，是为了提高伺服器易用性而提出的。
在我们平时用的电脑中一般都有USB接口，这种接口就能够实现热插拔。
如果没有热插拔功能，即使磁碟损坏不会造成数据的丢失，用户仍然需要暂时关闭系统，以便能够对硬碟进行更换。
而使用热插拔技术只要简单的打开连线开关或者转动手柄就可以直接取出硬碟，而系统仍然可以不间断地正常运行。
USB热插拔支持硬体纵观现今市场SATA主机板提供的附属档案中的Serial ATA线缆，特别是SATA电源线，大多为非标准附属档案。
如SATA电源线没有SATA 15-针脚电源接口界面，Serial ATA硬碟将无法遂行热插拔功能。
即使一些SATA硬碟同时提供SATA 15针脚电源接口和IDE 1x4-针脚常规电源接口，可以明确的是IDE1x4-针脚常规电源接口无法支持热插拔。
我们知道，在普通电脑里，USB（通用串列汇流排）接口设备和IEEE 1394接口设备等都可以实现热插拔，而在伺服器里可实现热插拔的部件主要有硬碟、CPU、记忆体、电源、风扇、PCI适配器、网卡等。
什么是热拔插？哪些硬件可以热拔插？
什么是热拔插？哪些硬件可以热拔插？原⽂出⾃：⽐特⽹ 我们⽇常经常⽤到的电脑外设⽇益增多，如键盘、⿏标、⽿机或⾳箱、U盘或移动硬盘、⽆线移动上⽹卡、显⽰器、笔记本电池、打印机、摄像头、数码相机、⼿机，还有⽆线路由器、宽带猫等，哪些可以热插拔，哪些必须关机后冷插拔呢? 什么是热拔插?简单地说就是在不关闭电源的情况下对某些部件进⾏插⼊(连接)或拔出(断开)的操作。
现在电脑上绝⼤部分插头和插座，包括串⼝、并⼝等，都是不允许热拔插的，因为插⼊或拔出时会在瞬间产⽣⼀个较⼤的电流，导致烧毁某个配件... 那么都有那些插头是可以热拔插的呢?让我们先来看看⾃⼰的爱机上都有那些插头吧。
机箱外部常见的有电源插座、键盘、⿏标、串⼝、并⼝、声卡上的各种插座(包括LINE IN、LINE OUT、MIDI)等、USB⼝、显⽰器VGA⼝等。
其中可以热拔插的只有声卡上的各种接⼝以及USB⼝，你可以在开机状态下随便拔插⾳箱(⽿机)或诸如摄像头⼀类的USB设备。
绝对不能热拔插的有串⼝和并⼝，极容易烧坏主板上的相关接⼝以及相关电路，但如果上⾯接的是⽆电源设备，⽐如串⼝⿏标，那么不会发⽣设备损坏，最多是不能⼯作，重启⼀次就正常了。
其他的键盘⿏标PS/2⼝等虽然没有规定可以热拔插，但从经验上看来，即使热拔插也不会造成什么损坏(当然还是⼩⼼为妙)。
从上⾯的例⼦中我们可以总结出： (1)⽬前能⽀持热拔插的硬件也就是USB接⼝、IEEE1394接⼝和⾳视频接⼝, 其⼯作原理是，插⼊过程:先接数据，后接电源; 拔出过程:先断电源,后断数据。
建议除了⾳视频接⼝和USB接⼝外,其他的不要热拔插。
这是最安全的做法。
(2)凡是热拔插，⼀定是两个设备之间的事，只要有⼀个设备不带电，⽐如关掉了电源的打印机(接并⼝)或者是⽆外接电源的键盘、⿏标等，就不会烧毁设备。
也就是说，如果我们打算连接⼀个打印机或者扫描仪、游戏⼿柄等设备到电脑上的话，⽐较保险的⽅法是先关掉外设的电源再连接，这⽐关掉电脑省事得多。
热插拔保护电路设计及实例
•引言服务器、网络交换机、冗余存储磁盘阵列（RAID），以及其它形式的通信基础设施等高可用性系统，需要在整个使用生命周期内具有接近零的停机率。
如果这种系统的一个部件发生了故障或是需要升级，它必须在不中断系统其余部分的情况下进行替换，在系统维持运转的情况下，发生故障的电路板或模块将被移除，同时替换部件被插入。
这个过程被称为热插拔（hot swapping）（当模块与系统软件有相互作用时，也被称为hot plugging1）。
为了实现安全的热插拔，通常使用带交错引脚的连接器来保证地与电源的建立先于其它连接，另外，为了能够容易的从带电背板上安全的移除和插入模块，每块印制板（PCB）或热插拔模块都带有热插拔控制器2。
在工作状态下，控制器还可提供持续的短路保护和过流保护。
尽管切断或开启的电流会比较大，但大电流设计的一些微妙之处却常常未得到充分的考虑。
“细节决定成败”，本文将重点分析热插拔控制电路中各部件的功能及重要性，并深入分析在设计过程中使用ADI公司ADM11773热插拔控制器时的设计考虑和器件选型标准。
热插拔技术常用的两种系统电源电压为-48 V和+12 V，它们使用不同的热插拔保护配置。
-48 V系统包含低端热插拔控制器和导通MOSFET；而+12 V 系统使用高端热插拔控制器和导通MOSFET。
-48 V方案来源于传统的通信交换系统技术，如高级通信计算架构（ATCA）系统、光网络、基站，以及刀片式服务器。
48 V电源通常可由电池组提供，选用48 V是因为电源及信号能被传输至较远的距离，同时不会遭受很大损失；另外，在通常条件下，由于电平不够高，所以不会产生严重的电气冲击危险。
采用负电压的原因是，当设备不可避免的暴露在潮湿环境中时，在正极端接地的情况下，从阳极到阴极的金属离子迁移的腐蚀性较弱。
然而，在数据通信系统中，距离并不是重要因素，+12 V电压会更加合理，它常用于服务器及网络系统中。
本文将重点介绍+12 V系统。
基础课堂 专家为你全面解析热插拔实现原理
基础课堂专家为你全面解析热插拔实现原理
热插拔作为一种被广泛应用在电路系统设计过程中的技术，能够确保工程师在系统导电时顺利插入连接器或模组，且因其不会耽误系统正常运行而被工程师们所欢迎。
那幺，这种热插拔技术的实现原理又是怎样的，你了解吗？就让专家老师来为我们科普一下吧。
常言道无图无真相，为了方便初次接触热插拔技术的工程师们更直观的了解这种技术的实现过程，我们先放上其实现过程示意图。
下图中图1所示即为热插拔技术的实现过程，图中左边代表系统及其供电，可以看到在供电的输出端有一个电容，右侧有两张卡，这些卡的输入端也有电容。
把卡插入系统之前，输入电容没有被充电。
当把卡插入系统时会有一个很大的瞬间电流向输入电容充电，这幺大的瞬时电流很可能造成系统供电电压不正常，因此，这就需要我们来采用热插拔技术来实现供电电压的稳定了。
图1 热插拔过程
在系统设计中使用热插拔技术的目的，主要是将高的瞬间电流人为的控制在一个比较低而且合理的水平。
想要实现这一目的，在实际操作中常用到的方法有很多，其中使用PTC正温度系数的热敏电阻来实现瞬间电流的稳定是最简单的方法。
PTC依靠本身的电流发热改变阻抗，从而降低瞬间电流的幅度，其缺点是反应速度慢，而且长时间使用会影响使用寿命。
除此之外，MOS管电流检测电阻加上一些简单的电阻电容延迟线路的方法也可以达成这一目标。
当然，最好的方法是采用专业的热插拔芯片，通常该芯片包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻，它除了做基本热插拔之外，还可以提供特。
热交换和热插拔-概述说明以及解释
热交换和热插拔-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热交换和热插拔技术在现代科技领域中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展和普及，我们对设备的性能和效率要求也越来越高。
热交换技术可以通过在设备中实现热能的传递和分配，提高设备的工作效率和稳定性，同时延长设备的使用寿命。
而热插拔技术则可以在设备运行的情况下，实现设备组件的更换和升级，极大地提高了设备的可维护性和灵活性。
本文将重点介绍热交换和热插拔技术的原理和作用，探讨其在各个领域的应用前景和发展趋势。
通过深入了解这两项技术，我们可以更好地把握设备的运行机理，提高设备的性能表现，并为科技领域的持续发展做出贡献。
1.2 文章结构本文将围绕热交换和热插拔这两个概念展开讨论。
首先，将介绍热交换的概念，包括其基本原理和应用领域。
然后，将探讨热交换在工程和科技领域中的重要作用，以及其对系统性能和效率的影响。
接着，将深入探讨热插拔技术的原理，包括其在硬件设备中的应用和优势。
最后，通过总结热交换和热插拔的重要性，展望它们在未来的应用前景。
通过对这两种技术的深入讨论，旨在帮助读者更好地理解热交换和热插拔的意义和作用，以及它们在现代科技领域的重要性。
1.3 目的本文旨在探讨热交换和热插拔技术在现代工程中的重要性以及其应用前景。
通过对热交换和热插拔技术的原理和作用进行分析和讨论，我们可以深入了解这两种技术在不同领域中的应用，为工程师和相关人士提供更多的知识和信息。
同时，我们也希望能够引起读者对热交换和热插拔技术的关注，认识到其在提高设备效率、节约能源和保护环境方面的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够促进热交换和热插拔技术的进一步发展和应用，为工程领域的进步做出贡献。
2.正文2.1 热交换的概念热交换是一种将热量从一个系统传递到另一个系统的过程，而在这个过程中，系统始终保持运行状态，不需要停机。
热交换通常发生在工业生产中的设备中，尤其是涉及到需要稳定温度和热量控制的系统中。
热插拔的硬道理
电子开关实现过流保护
我们以
ＯＵＴ １ ＧＮＤ ２ ＳＥＴ ３
图 ６ ＡＡＴ４６１０ 引脚定义
５ ＩＮ ４ ＯＮ
ＡＡＴ４６１０ 为 例 说明电子 开关实现过 流保护的工 作原理
ＡＡＴ４６１０ 采用 ＳＯＴ－２３ 塑料封装（图 ６） ５ 个引脚的定
表１
引脚号 引脚定义 引脚功能
１
ＯＵＴ
电源输出端
２
ＧＮＤ
过去我们一直告诫用户不可带电插拔 因为电脑 中的串口 并口以及鼠标 键盘和并口打印机等设备 都不能热插拔 如果带电插拔 轻则造成死机或重启 动 重则导致设备或主板接口电路损坏 造成难以挽 回的损失 那么带电插拔那些不支持热插拔的设备为 什么会造成如此严重的后果呢
热插拔为什么会损坏硬件？ 伤 在哪里？
热插拔 也称 热交换 （ｈｏｔ－ｓｗａｐ） 是指将设 备 板卡或模块等带电 接入 或 移出 正在工作 的电脑 热插拔技术为服务于金融 电信 军事等重 要用途的电脑而开发 因为那些电脑一旦投入运行就 必须夜以继日地运转 停机则意味着服务中断和经济 损失 对这些机器中的关键部件（如 ＣＰＵ 内存条 硬 盘等）要采用冗余结构 冗余的部件又要具有热插拔特 性 以便在带电情况下进行拆卸和安装 完成维修工 作 为实现即插即用 普通台式 ＰＣ 和笔记本电脑中 也逐步引入了热插拔技术 ＵＳＢ ＩＥＥＥ １３９４ ＳＡＴＡ ＳＣＳＩ和Ｃｏｍｐａｃｔ ＰＣＩ总线等新型的接口和一些设备（如 打印机 扫描仪 闪存和 ＳＡＴＡ硬盘等）均支持热插拔
图 ２ 主板上的保险丝
电路板上发生短 路 导致故障范围
扩大（图 ２） 金属熔丝是最原始的过流保护器件 其特
点是成本低 但熔丝熔断后需要停机更换
PTC 热敏电阻
简单介绍西门子PLC S7-300热插拔功能
简单介绍西门子PLC S7-300热插拔功能用户通过合理配置西门子PLC S7-300系列和其他西门子设备，例如：西门子触摸屏，西门子变频器等，可以组合成完整的一套控制系统。
西门子PLC S7-300系列为用户提供了多种扩展模块，用户可以根据控制系统的需求进行灵活选择。
在实际的自动化控制系统中，有时需要西门子PLC实现热插拔功能，来保证系统不间断稳定的运行。
本文下面就对西门子PLC S7-300系列热插拔功能做一个介绍，供用户在配置时进行参考。
西门子PLC S7-300系列的热插拔功能介绍如下：1. 热插拔定义西门子PLC系列对于热插拔的定义为：当用户带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏;CPU不会因此而停机，并产生报警;该模块I/O 通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响;CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理;2. 热插拔功能使用条件西门子PLC S7-300系列如果需要使用热插拔功能，需满足以下条件：(1)西门子PLC S7-300系列的型号要求：用户需要配置CPU315以上的型号才能支持此功能;(2)一般情况下，西门子PLC S7-300的主系统中无法使用热插拔功能，而分布式I/O模块-ET200M从站可以使用热插拔功能;(3)在分布式I/O模块ET200M中使用热插拔功能时，用户需要配置接口模块IM153的总线模块，同时还需要配置西门子PLC S7-300系列的扩展模块的总线模块;(4)这些总线模块需要安装在有源导轨上，通过有源导轨可以实现模块间电源及信号的连接和传输，当其中一个模块从有源导轨中拔出时，其他模块还可以正常工作;3.热插拔功能的应用在西门子PLC S7-300系列组成的控制系统中，如果用户需要配置为软冗余系统，则可将ET200M从站配置为有源导轨，从而是实现模块热插拔的功能。
漫谈服务器热插拔技术
漫谈服务器热插拔技术我们都知道，即使再高的服务器可用性也有可能出现故障的时候，只不过不知道它何时出现而已。
然而一旦服务器出现故障，通常不太可能像PC机那样停下机来进行长时间的维修(除非迫不得已)，而是采用在线更换故障配件来进行维护的，这就是本文所要介绍的“热插拔”(Hot Plug)技术诞生的初衷。
热插拔技术就是指在服务器系统正常开机、运行的状态下，对故障配件进行更换、或者添加新的配件，涉及到三个方面的专业术语，那就是热替换(Hot Replacement)、热添加(Hot Expansion)和热升级(Hot Upgrade)。
热插拔技术其实很早就有了，最早的是SCSI硬盘的热插拔技术，我们最容易想起的也是它。
那是因为当时在整个服务器配件中，出现故障机率最大的就是硬盘，而当时的服务器硬盘接口基本上都是SCSI 接口类型，所以在SCSI硬盘上实现热插拔就成为当时之急需了。
随着硬盘阵列技术的日益成熟，热插拔SCSI硬盘阵列也就成了服务器热插拔硬盘的代名词。
它可以实现在在线情况下更换故障硬盘、添加新的硬盘进阵列中，极大地方便了服务器硬盘阵列系统的维护。
然而随着服务器应用的深入，服务器所承受的负荷远远走出了当时的情形，而且由于用户对网络的依赖性比以前更强了，所以对服务器系统的稳定性要求也较以前大大提高了。
这样一来，对其它配件支持热插拔技术的呼声也就越来越高了，因为现在服务器系统主要出现故障的配件不再仅是硬盘系统了，而更多的可能是内存、PCI适配器、电源和风扇等。
有的甚至支持CPU和服务器本身热插拔，当然这主要是在高端多路处理器服务器系统和群集服务器系统中。
现在，热插拔技术在确保服务器系统可用性已显得越来越重要了，已成为服务器的标准技术。
尽管不同档次的服务器所支持的热插拔配件并不完全一样，但对于像硬盘、电源和风扇的热插拔技术支持已成为最基本的服务器技术配置了。
不过要说明的是，热插拔技术现在已不再是服务器系统所专用，在PC系统也开始得到应用，但并不主要是出现系统维护方面考虑的，如支持热插拔的USB接口。
“闩锁效应”与“热插拔”
“闩锁效应”与“热插拔”闩锁（Latch-up）闩锁就是指CMOS器件所固有的寄生可控硅（SCR）被触发导通，在电源与地之间形成低阻抗大电流通路的现象。
这种寄生SCR结构存在于CMOS器件内的各个部分，包括输入端、输出端、内部反相器等。
当在电源端、输入端或输出端有较强的浪涌冲击时，就可能触发这些可控硅，产生闩锁。
当闩锁电流达到一定强度持续一段时间，就可能造成器件的永久性损坏。
闩锁产生机理图1表示一个简单的P阱CMOS结构，很显然，这种结构存在寄生的NPN和PNP晶体管，寄生NPN晶体管是纵向结构，其发射区是n+扩散区，基区是p阱，集电区是n型衬底。
寄生PNP晶体管是横向结构，其发射区是p+扩散区，基区是n型衬底，集电区是p阱。
图2是寄生双极晶体管构成的等效电路，n型衬底和p阱本身存在体电阻，分别以R1和R2表示。
R1跨接在VDD与PNP管的基极之间，R2则跨接在NPN管的基极与VSS之间。
在正常工作状态下，这种寄生的PNPN四层结构处于截止状态，不会产生异常电流。
但是在某种外部条件的触发下，例如图2中的D1端的正尖峰电压高于VDD或者D2端的负尖峰电压低于VSS，这种PNPN四层正反馈结构就可能产生类似于可控硅的触发导通。
此时，即使外部触发条件消失，导通电流仍然会维持，这种现象就是所谓有闩锁效应，也称为寄生可控硅效应。
由图可知，减小R1与R2可以提高CMOS电路的抗闩锁能力。
因此在很多CMOS工艺中在P阱四周加上接VSS的p+扩散保护环，在PMOS管的四周加上接VDD的n+扩散保护环，如图1所示，并且在保护环上尽可能多开些金属引线孔，用金属互连线将保护环短接，以减小R1与R2，这样即可有效地防止闩锁效应。
图1：P阱CMOS结构图2：P阱CMOS PNPN四层结构等效电路闩锁（Latch-up）的触发条件触发条件为CMOS电路的输入输出脚或电源地脚上出现一定的电流VLU或电压VLU。
很多CMOS器件的Datasheet里都标明允许施加在输入端的电压在VDD+0.3V与VSS-0.3V之间，超过这个值就可能会引发闩锁。
基础科普 有源热插拔技术应用实例解析
基础科普有源热插拔技术应用实例解析热插拔技术目前在个大行业中都得到了广泛的应用，有源热插拔技术更是在智能硬件以及智能产品领域成为了研发首选。
这种新型的热插拔技术在实际应用过程中是如何实现其保护功效的？又是如何对浪涌电流进行管理和控制的呢？在今天的文章中，我们将会为大家进行实例解析。
就热插拔的应用要求来看，通常情况下应用这种技术的前提条件，都是要求使用带电子驱动的功率FET来控制浪涌电流。
有很多IC都能驱动功率FET，其中一些IC能够通过对浪涌电流的限制来控制负载上的电压斜率。
如果负载电容已知并在负载阻抗中占支配地位，则控制电压斜率可很好地控制浪涌电流。
但如果通过这种方式对浪涌电流进行控制，那幺设计人员就必须针对所期望负载电容对每一实现的斜率进行优化。
这些能够驱动功率FET的IC中，常常包含带电流限制的电流检测电路（即限流电路）、开/关负载的逻辑输入以及报告负载状态的逻辑输出。
限流电路在IC系统中的作用，就如同带可控响应时间及精确启动电流的电路断路器。
当负载电流超过预编最大值时，IC就会将负载断开。
如果在负载接通期间出现过电流，则由过电流所产生的浪涌最小，因为电流限制会随电源升高而将浪涌箝住。
但如果在负载接通摆动结束、且功率FET完全打开后出现过电流，则仍有可能出现高浪涌，因为故障出现需要一定的延时、且对功率FET栅极电容放电也需要一定的时间。
目前在智能产品的设计领域中，最通用的有源热插拔方法是直接使用一个线性电流放大器来控制负载电流，以此来实现热插拔，并实现对产品内部文件的保护作用。
线性电流放大器LCA结合定制高增益放大器与电流检测来驱动功率FET，能够实现对浪涌电流的有效控制。
当带有LCA的系统中插入或。
一文读懂热插拔
一文读懂热插拔大家好，今天我们讲一下电脑上各种接口和外设热插拔的问题。
先讲个小疑惑，有一段时间那个藏着很多小姐姐的U盘一插入电脑就会弹出这样的窗口：当时一度以为Windows已经智能到能够识别小姐姐并且提醒爱惜身体？但如果点扫描并修复，通常又扫描不出什么问题。
后来经笔者同事提醒，发现弹出这样的窗口，可能和平时直接拔U盘有关。
▲就是这么粗暴对于U盘来说，大部分情况下，其实不选择“扫描并修复”也没什么问题。
但是这个事情应该正视。
虽说U盘这种设备目前都是支持热插拔的，但热插拔≠直接用手插拔！我们先看看到底什么是热插拔？从定义上来看，热插拔就是计算机允许用户在不切断电源、不关闭系统的情况下即时接入和取出设备，从而增加计算机扩展外设的灵活性。
仔细看，定义上没有一个字告诉我们热拔插就是可以用手直接拔直接插，所以，想要拔U盘时，正确的做法还是老老实实先点击系统中的“安全弹出设备”。
虽然很多时候我们直接用手拔出也没发生什么，但就像开头说的，提示“扫描并修复”就是直接拔导致的一种小问题。
严重的时候，有可能导致数据丢失等问题。
可能有小伙伴会好奇，那么为什么键盘鼠标这样的外设可以直接用手拔插，U盘就建议大家弹出了呢？那是因为，U盘这样的存储设备是有缓存空间的，例如文件传输到U盘上，会先写到高速的缓存中，再存到闪存芯片中，所以有时候系统提示文件已经传完了，但可能U盘其实还在读写。
这个时候直接拔出，就有可能破坏文件系统。
当然，这里的缓存也是可以在系统中取消的，具体方法后续笔者也可以写一个小教程。
但即使去掉了缓存功能，也不建议大家直接拔，因为你也很难保证电脑上有没有什么流氓软件在后台访问你的U盘。
而键盘鼠标这样的设备只是输入输出指令，不存在这种情况，所以直接拔插没啥问题。
讲了这么多，相信大家也想更进一步了解热插拔到底是怎么回事。
从实现的角度来讲，热插拔其实是一个软硬件结合的过程。
总线，可以理解为计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。
理解热插拔技术：热插拔保护电路设计过程实例
理解热插拔技术：热插拔保护电路设计过程实例作者：Marcus O’Sullivan引言服务器、网络交换机、冗余存储磁盘阵列(RAID)，以及其它形式的通信基础设施等高可用性系统，需要在整个使用生命周期内具有接近零的停机率。
如果这种系统的一个部件发生了故障或是需要升级，它必须在不中断系统其余部分的情况下进行替换，在系统维持运转的情况下，发生故障的电路板或模块将被移除，同时替换部件被插入。
这个过程被称为热插拔(hot swapping)(当模块与系统软件有相互作用时，也被称为hot plugging1)。
为了实现安全的热插拔，通常使用带交错引脚的连接器来保证地与电源的建立先于其它连接，另外，为了能够容易的从带电背板上安全的移除和插入模块，每块印制板(PCB)或热插拔模块都带有热插拔控制器2。
在工作状态下，控制器还可提供持续的短路保护和过流保护。
尽管切断或开启的电流会比较大，但大电流设计的一些微妙之处却常常未得到充分的考虑。
“细节决定成败”，本文将重点分析热插拔控制电路中各部件的功能及重要性，并深入分析在设计过程中使用ADI公司ADM11773热插拔控制器时的设计考虑和器件选型标准。
热插拔技术常用的两种系统电源电压为-48 V和+12 V，它们使用不同的热插拔保护配置。
-48 V系统包含低端热插拔控制器和导通MOSFET；而+12 V 系统使用高端热插拔控制器和导通MOSFET。
-48V方案来源于传统的通信交换系统技术，如高级通信计算架构(ATCA)系统、光网络、基站，以及刀片式服务器。
48 V电源通常可由电池组提供，选用48 V是因为电源及信号能被传输至较远的距离，同时不会遭受很大损失；另外，在通常条件下，由于电平不够高，所以不会产生严重的电气冲击危险。
采用负电压的原因是，当设备不可避免的暴露在潮湿环境中时，在正极端接地的情况下，从阳极到阴极的金属离子迁移的腐蚀性较弱。
然而，在数据通信系统中，距离并不是重要因素，+12 V电压会更加合理，它常用于服务器及网络系统中。
热插拔电路设计
热插拔电路设计热插拔电路设计一、热插拔概述热插拔是指在电子设备工作的情况下，对某些硬件进行更换或添加，而不需要关闭电源。
这种技术在现代计算机、服务器等设备中得到了广泛应用。
二、热插拔电路的设计要求1. 保证安全性由于热插拔过程中会有电流变化和电压波动，因此必须保证设计的热插拔电路具有良好的安全性能。
例如，在设计过程中需要考虑到防止过流和过压等问题。
2. 稳定性在进行热插拔操作时，系统必须能够保持稳定运行。
因此，在设计过程中需要考虑到硬件之间的相互影响，以确保系统能够平稳地完成操作。
3. 灵活性由于不同设备之间可能存在差异，因此在设计热插拔电路时应该考虑到灵活性。
即使替换了不同类型或规格的设备，也应该能够正常工作。
三、热插拔电路的实现方式1. 采用开关控制方式开关控制方式是实现热插拔电路的一种常见方式。
在这种方式下，可以通过控制开关来控制电流的流动，从而实现热插拔操作。
2. 采用保险丝保护方式保险丝保护方式是一种简单但有效的热插拔电路实现方式。
在这种方式下，可以通过设置合适的保险丝来防止过流和过压等问题。
3. 采用智能芯片控制方式智能芯片控制方式是一种高级的热插拔电路实现方式。
在这种方式下，可以通过智能芯片来监测电流、电压等参数，并根据设备类型和规格进行自动调整。
四、热插拔电路设计注意事项1. 需要考虑到设备之间的相互影响，并进行充分测试。
2. 在设计过程中需要考虑到设备规格和类型的变化，并进行相应调整。
3. 在选择热插拔电路实现方式时需要根据具体情况进行选择，并结合实际操作需求进行调整。
4. 在设计过程中需要考虑到安全性问题，并采取相应措施进行保护。
五、总结热插拔技术在现代计算机、服务器等设备中得到了广泛应用，因此热插拔电路的设计也变得越来越重要。
在设计过程中需要考虑到安全性、稳定性和灵活性等问题，并根据具体情况进行相应调整。
同时，在实现方式选择上也需要结合实际操作需求进行选择，并采取相应措施进行保护。
热插拔的原理和应用
热插拔的原理和应用1. 热插拔的概述热插拔是一种硬件设备在工作状态下不需关闭电源或重启系统即可安全安装或卸载的能力。
通过热插拔技术，用户可以随时添加或更换设备，而无需停止系统的运行。
这种技术在计算机硬件领域得到广泛应用，并且在许多其他行业也有重要的应用。
2. 热插拔的原理热插拔的原理主要是通过以下几个方面实现：2.1. 设备识别在热插拔中，系统需要能够实时识别新插入的设备。
每个设备在插入时会发送特定的信号或标识给系统，系统通过解析这些信号或标识，可以知道设备的类型、功能等信息。
这一步骤通常由硬件设备自身完成，并将信息传递给主机。
2.2. 设备驱动在插入设备后，系统需要具备对设备进行适配的能力。
这需要系统内部有设备的驱动程序，能够根据设备类型和功能，为设备提供适当的操作方法和接口。
当系统检测到新设备时，会根据设备类型自动加载相应的驱动程序。
这样就能够确保设备能够与系统正确通信和协作。
2.3. 供电管理设备插入后，系统也需要能够为设备提供足够的电力供应。
一般来说，系统会根据设备的功率需求来分配电源资源。
某些场景下，系统还可能会根据需求进行动态调整。
3. 热插拔的应用领域热插拔技术广泛应用于许多领域，以下是几个主要的应用领域：3.1. 计算机硬件在计算机硬件领域，热插拔技术被广泛应用于各种外设，例如USB设备、PCIe 设备、硬盘等。
用户可以在计算机运行时，方便地连接或断开这些设备，而无需关闭计算机或重启系统。
3.2. 服务器管理对于数据中心中的服务器，热插拔技术十分重要。
通过使用热插拔技术，管理员可以在服务器运行时添加、更换或升级硬件设备，例如内存模块、硬盘驱动器等，而无需停止服务器或影响运行的应用程序。
3.3. 存储系统在存储系统中，热插拔技术使得管理员可以方便地增加存储设备，扩展存储容量，或者替换故障设备，而无需停止数据访问或影响用户运行的应用。
3.4. 网络设备热插拔技术在网络设备中也有着重要应用，例如交换机、路由器等。
改热插拔的方案
改热插拔的方案引言热插拔是指在电子设备的运行过程中，可以在不影响设备正常工作的情况下，随时插拔设备。
改热插拔的方案是指针对某个具体的设备或系统，在原有设计基础上进行修改，使其具备热插拔功能。
本文将介绍改热插拔的概念、原理和实施方案。
什么是热插拔热插拔是一种设计思想，旨在提高设备的可维护性和可扩展性。
传统上，设备的插拔需要在设备关机的情况下进行，否则会导致设备工作不正常或损坏。
而热插拔技术则允许用户在设备运行的情况下，插入或拔出设备，而不会对设备造成任何影响。
热插拔的原理热插拔的实现依赖于以下几个关键技术：1.设备识别：设备需要具备识别自身的能力，以便于主机系统能够正确识别并与之通信。
2.设备驱动支持：设备需要有对应的驱动程序支持，以便于主机系统能够正确地控制与之通信。
3.接口设计：热插拔设备需要与主机系统之间通过标准接口连接，以便于设备的快速插拔。
基于以上原理，我们可以设计出多种改热插拔的方案，下面将介绍其中一种方案。
改热插拔的方案方案概述改热插拔的方案主要涉及硬件和软件两个方面的设计。
硬件方面，需要设计支持热插拔的接口；软件方面，需要优化设备驱动和系统管理模块，以支持热插拔功能。
硬件设计在硬件设计方面，我们需要设计一个能够支持热插拔的接口。
具体步骤如下：1.选择合适的接口类型：根据设备的特点和需求，选择合适的接口类型。
常见的接口类型包括 USB、PCI Express、Thunderbolt 等。
2.实现接口插拔检测：在接口设计上，需要加入插拔检测电路，以便于系统能够检测到设备的插拔状态。
可以采用中断触发、电平检测等方式实现。
3.实现接口电源管理：为了支持热插拔功能，接口设计需要支持设备的电源管理。
可以采用电源快速开关、电源隔离等方式实现。
软件设计在软件设计方面，我们需要对设备驱动和系统管理模块进行优化，以支持热插拔功能。
具体步骤如下：1.设备驱动优化：设备驱动需要支持动态加载和卸载。
在设备插入时，系统需要自动加载相应的设备驱动；在设备拔出时，系统需要自动卸载相应的设备驱动。
新人福利 CPCI热插拔原理知识大科普
新人福利CPCI热插拔原理知识大科普
CPCI系统所具备的热插拔功能，是上个世纪90年代末的巨大技术飞跃，这一特殊设计也为日后各类热插拔技术的创新和改良提供了基础硬件支持。
在今天的文章中，我们将会就CPCI协议中的热插拔支持原理，进行简要的知识分享和总结，希望能够对各位工程师和技术人员的设计研发及学习工作有所帮助。
之所以采用了CPCI协议的计算机能够支持热插拔操作，归根结底是这种全新的计算机协议标准提供了两个方面的硬件支持。
第一个硬件支持是CPCI 连接器插针由短针、中针和长针构成，这对热插拔的实现极为有用。
第二个硬件支持是它定义了一组热插拔信号，它们是BD_SEL#、Healthy#、
PCI_RST#、ENUM#。
下图图1描述了卡热插入过时的状态转移过程。
图1 板卡插入状态转移
从上文中可以看到，在CPCI热插拔实现的过程中，总共有物理层连接、硬件连接和软件连接三个大的工作状态。
下面我们就针对这三大工作状态，进行简要分析和介绍。
首先来看物理层连接状态，在该状态下，P0表示板卡处于独立状态，P1/H0表示板卡物理上完全安装入系统，但并未在PCI总线上激活，此时系统既为物理层P1，又为硬件层的H0。
硬结层连接状态下，H1表示板卡上电，初始化成功，并在PCI总线上激活，H1F表示板卡上电，但初始化失败或是板卡侦测到某个错误，从而将自身从PCI总线上断开，此时该板卡并未与PCI总线建立合适的联接。
上图图1方框中所列信号为发生状态转移的条件信号。
H2S0表示板卡上电具备了接入PCI总线的能力，但其。
工程技术基础热插拔知识详解及案例分析.
目录第一章热插拔概述 ----------------------------------------------------------------------------------- 21.1历史-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2热插拔常见问题 ---------------------------------------------------------------------------------------- 2第二章热插拔导致的闩锁效应及其防治 -------------------------------------------------------- 42.1闩锁效应及其机理------------------------------------------------------------------------------------- 42.2闩锁的产生条件 ---------------------------------------------------------------------------------------- 62.3闩锁的常见诱发原因---------------------------------------------------------------------------------- 62.4热插拔诱发闩锁的原因分析 ------------------------------------------------------------------------ 62.5闩锁的预防措施 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7第三章热插拔导致的静电问题及其防治 -------------------------------------------------------- 83.1静电产生 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 83.2静电放电失效机理------------------------------------------------------------------------------------- 9第四章热插拔导致的浪涌问题及其防治 ------------------------------------------------------- 114.1浪涌说明 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 114.1.1概念 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.2产生原因---------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.3影响 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 124.2浪涌防治 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 134.2.1交错引脚法------------------------------------------------------------------------------------- 134.2.2热敏电阻法------------------------------------------------------------------------------------- 144.2.3单芯片热插拔控制器 ------------------------------------------------------------------------ 15第五章总线热插拔 ---------------------------------------------------------------------------------- 175.1 I2C总线热插拔---------------------------------------------------------------------------------------- 175.2 I2C总线热插拔案例 --------------------------------------------------------------------------------- 185.3 74LVT16245在总线热插拔中应用 --------------------------------------------------------------- 195.5扩展知识CompactPCI总线热插拔------------------------------------------------------------- 21第六章热插拔最新解决方案-数字热插拔芯片 ------------------------------------------------ 246.1热插拔芯片的理念------------------------------------------------------------------------------------ 246.2典型应用框图 ------------------------------------------------------------------------------------------ 24第一章热插拔概述1.1历史热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，是指将设备板卡或模块等带电接入或移出正在工作的系统，而不影响系统工作的技术。
热插拔波形
热插拔波形摘要：1.热插拔的定义和作用2.热插拔波形的概念和特点3.热插拔波形的应用领域4.热插拔波形的未来发展趋势正文：1.热插拔的定义和作用热插拔，顾名思义，是指在设备运行过程中，可以实现插拔操作而不影响设备正常运行的一种技术。
这种技术广泛应用于各种电子设备和系统中，如计算机、通信设备、工业控制设备等。
热插拔技术的出现，极大地提高了系统的可维护性和可扩展性，降低了设备的停机时间和维护成本。
2.热插拔波形的概念和特点热插拔波形，是指在热插拔过程中，设备或系统产生的一种波形信号。
这种波形信号具有以下特点：（1）瞬时性：热插拔波形通常具有较短的时间宽度，反映了设备或系统在热插拔过程中的瞬时状态。
（2）非周期性：热插拔波形没有固定的周期，因为热插拔过程是随机发生的。
（3）幅值变化：热插拔波形的幅值会随着设备或系统状态的变化而变化。
3.热插拔波形的应用领域热插拔波形在多个领域都有广泛的应用，包括但不限于：（1）故障诊断：通过分析热插拔波形，可以及时发现设备或系统的故障，并采取相应的措施进行修复。
（2）设备维护：热插拔波形可以帮助工程师了解设备在运行过程中的状态，从而制定合理的维护计划。
（3）系统优化：通过对热插拔波形的分析，可以发现设备或系统的性能瓶颈，从而进行相应的优化。
4.热插拔波形的未来发展趋势随着科技的不断发展，热插拔波形技术也将迎来新的发展机遇，具体表现在以下几个方面：（1）智能化：未来热插拔波形分析将更加智能化，可以实现自动化的故障诊断和预测。
（2）集成化：热插拔波形技术将与其他相关技术相结合，形成一个完整的设备维护和管理体系。
（3）普及化：随着技术的不断成熟，热插拔波形分析将逐渐普及到更多的领域和设备中。
热插拔波形
热插拔波形
（最新版）
目录
1.热插拔波形的定义和特点
2.热插拔波形的应用领域
3.热插拔波形的优点和局限性
正文
热插拔波形，又称为热插拔信号波形，是一种在系统运行过程中可以实时插入或拔除的波形。
这种波形能够在不中断系统运行的情况下，实现数据的采集和分析，为系统的实时监测和故障诊断提供了有效的手段。
热插拔波形的应用领域非常广泛，涉及到工业自动化、仪器仪表、数据采集、通信系统等多个领域。
例如，在工业自动化领域，热插拔波形可以用于监测生产线上的设备运行状态，及时发现故障并进行处理，提高生产效率和产品质量。
在仪器仪表领域，热插拔波形可以用于实现对各种传感器信号的实时采集和处理，为仪器仪表的智能化和网络化提供支持。
热插拔波形具有以下优点：首先，热插拔波形可以实现数据的实时采集和处理，提高了系统的实时性和准确性。
其次，热插拔波形可以在不中断系统运行的情况下进行数据的插入和拔除，提高了系统的可靠性和稳定性。
最后，热插拔波形可以灵活配置和扩展，为系统的升级和优化提供了方便。
然而，热插拔波形也存在一些局限性。
首先，热插拔波形需要考虑信号的兼容性和稳定性，避免信号的丢失和干扰。
其次，热插拔波形需要考虑系统的资源分配和优化，避免对系统性能产生负面影响。
最后，热插拔波形需要考虑数据的安全性和保密性，避免数据泄露和损失。
综上所述，热插拔波形是一种具有广泛应用前景和重要意义的技术，可以为系统的实时监测和故障诊断提供有效的手段。
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目录第一章热插拔概述 ----------------------------------------------------------------------------------- 21.1历史-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2热插拔常见问题 ---------------------------------------------------------------------------------------- 2第二章热插拔导致的闩锁效应及其防治 -------------------------------------------------------- 42.1闩锁效应及其机理------------------------------------------------------------------------------------- 42.2闩锁的产生条件 ---------------------------------------------------------------------------------------- 62.3闩锁的常见诱发原因---------------------------------------------------------------------------------- 62.4热插拔诱发闩锁的原因分析 ------------------------------------------------------------------------ 62.5闩锁的预防措施 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7第三章热插拔导致的静电问题及其防治 -------------------------------------------------------- 83.1静电产生 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 83.2静电放电失效机理------------------------------------------------------------------------------------- 9第四章热插拔导致的浪涌问题及其防治 ------------------------------------------------------- 114.1浪涌说明 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 114.1.1概念 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.2产生原因---------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.3影响 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 124.2浪涌防治 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 134.2.1交错引脚法------------------------------------------------------------------------------------- 134.2.2热敏电阻法------------------------------------------------------------------------------------- 144.2.3单芯片热插拔控制器 ------------------------------------------------------------------------ 15第五章总线热插拔 ---------------------------------------------------------------------------------- 175.1 I2C总线热插拔---------------------------------------------------------------------------------------- 175.2 I2C总线热插拔案例 --------------------------------------------------------------------------------- 185.3 74LVT16245在总线热插拔中应用 --------------------------------------------------------------- 195.5扩展知识CompactPCI总线热插拔------------------------------------------------------------- 21第六章热插拔最新解决方案-数字热插拔芯片 ------------------------------------------------ 246.1热插拔芯片的理念------------------------------------------------------------------------------------ 246.2典型应用框图 ------------------------------------------------------------------------------------------ 24第一章热插拔概述1.1历史热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，是指将设备板卡或模块等带电接入或移出正在工作的系统，而不影响系统工作的技术。
一方面，在军事、电信、金融等领域，设备投入运行后，必须夜以继日的运转，对这些设备的部件进行拆装维修、维护、扩展时，系统不能停机，停机则意味则重大的经济损失。
这就要求设备部件能够在系统带电运行的情况下进行接入或者移出。
另一方面，对连接到总线上的设备，对单个设备进行插入或者拔出的时候，不能对总线产生较大干扰，否则会在总线上产生较大的噪声，引起总线上其他设备的停机或者误码产生，影响整条总线业务。
热插拔技术正是在这种需求下应运而生。
民用热插拔技术开始于PC机的开发中，从586时代开始，系统总线都增加了外部总线的扩展，此时的系统总线已经初步满足的热插拔的要求1997年开始，新的BIOS中增加了即插即用功能的支持，虽然这种即插即用的支持并不代表完全的热插拔支持，仅支持热添加和热替换。
至今PC机的多数外设均以推出了支持热插拔的产品。
1.2热插拔常见问题在以前，我们使用电脑或者其他电子设备时，总会受到警告：不能带电插拔，如果我们带电插拔，轻则造成系统死机或者重启，重则造成接口电路硬件损坏，造成巨大损失。
这是什么原因呢，对不支持热插拔的系统，带电插拔为什么会造成如此严重的后果？热插拔引发闩锁效应：热插拔前设备之间可能存在较高电位差，如果不采取相应措施这种电位差将对设备上的IC 芯片构成严重危害，尤其是CMOS器件，有可能引发闩锁效应。
●热插拔诱发静电问题：虽然冷插拔过程中也有静电问题，但是由于热插拔时一部分电路是处于上电工作状态，因此热插拔时的静电干扰会引发诸如“闩锁效应”之类恶性故障，除此之外，热插拔对于稳定工作的背板设备的静电干扰使得本来在设备内部的背板连接器变成了被静电直接击中的外部接口。
●热插拔导致浪涌问题：当单板插入机框时，机框中其他设备已处于稳定工作状态所，所有储能电容均被充满电，而单板上的电容没有电荷，当设备与主板接触时设备上的电容充电将在短时间内从电源系统吸入大量电能，在供电线路上形成一股比正常工作电流高出数倍的浪涌电流。
浪涌电流会使电源出现瞬时跌落导致系统复位、引发闩锁效应、导致连接器电路板金属连线和电路元件烧坏。
●热插拔对总线造成干扰：总线上插入板卡时，由于新插入板卡电容的充电以及上电过程中一些低阻抗通道的存在，会产生极大的浪涌电流，拉低总线电平，对总线上其他设备产生干扰，影响总线上其他设备的正常运行。
同时插拔时也对总线接口带来静电问题。
第二章热插拔导致的闩锁效应及其防治2.1闩锁效应及其机理●定义：闩锁（Latch up）是指CMOS器件所固有的寄生双极晶体管被触发导通，在电源和地之间形成一个低阻通路。
●故障现象：CMOS芯片的电源和地之间大电流通过，导致芯片自身烧毁失效，严重时会波及周围的电路和易燃器件（如：钽电容）。
●内部机理：见图2-1图2-1 闩锁内部机理示意图如图2-1所示，CMOS发生闩锁效应时，其中的NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成一个n-p-n-p的结构，即寄生晶体管，本质是寄生的两个双极晶体管的连接。
P衬是NPN的基极，也是PNP的集电极，也就是NPN的基极和PNP的集电极是连着的；N阱既是PNP的基极，也是NPN的集电极。
再因为P衬底和N阱带有一定的电阻，分别用R1和R2来表示。
当N阱或者衬底上的电流足够大，使得R1或R2上的压降为0.7V，就会是Q1或者Q2开启。
例如Q1开启，它会提供足够大的电流给R2，使得R2上的压降也达到0.7V ，这样R2也会开启，同时，又反馈电流提供给Q1，形成恶性循环，最后导致大部分的电流从VDD 直接通过寄生晶体管到GND ，而不是通过MOSFET 的沟道，这样栅压就不能控制电流i 。
闩锁机理的集总器件表述：元器件中的寄生晶体管连接关系可以用集总元件来表示，如图2-2所示，其结构实际上是一个双端PNPN 结结构，如果再加上控制栅极 ，就组成门极触发的闸流管。