模块化数据处理部件和系统

摘要

本发明提供一种数据处理模块。所述数据处理模块包括：限定外部的壳体；位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件。所述数据处理模块还包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动。

权利要求

1.一种数据处理模块，包括：

限定外部的壳体；

位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件，其中所述数据处理模块还包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动。

2.如权利要求1所述的数据处理模块，其中壳体包括闭合壳体，数据处理模块还包括：流体冷却设备；

流体入口，其在操作中连接到流体冷却设备；以及

流体出口，其在操作中连接到流体冷却设备。

3.如权利要求1所述的数据处理模块，其中壳体包括与壳体的相对端部相关联的至少第一和第二气流开口。

4.如权利要求1所述的数据处理模块，其中第一和第二盖在从覆盖位置移动到暴露位置时在相反方向上移动。

5.如权利要求1所述的数据处理模块，其中壳体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。

6.如权利要求1所述的数据处理模块，其中壳体包括第一侧、与第一侧相对的第二侧、与第一侧相关联的第一机械连接器以及与第二侧相关联的第二机械连接器；以及第一和第二机械连接器是互补机械连接器。

7.如权利要求6所述的数据处理模块，还包括：

锁定设备，其在被锁定时防止在第一和第二连接器所允许的方向上移动。

8.如权利要求1所述的数据处理模块，其中

壳体包括第一和第二壳体孔径；以及

第一和第二光学接口包括由所述至少一个电路板承载的光电子部件以及经由第一和第二壳体孔径从光电子部件延伸到壳体的外部的第一和第二光导管，或者第一和第二光学接口包括邻近第一和第二壳体孔径定位并且与所述至少一个电路板隔开放置的光电子部件，或者第一和第二光学接口包括由第一和第二电路板承载的光电子部件并且光电子部件以及第一和第二电路板邻近第一和第二壳体孔径定位。

9.一种模块化数据处理系统，包括：

至少第一和第二数据处理模块，所述第一和第二数据处理模块的每个包括：壳体，其限定外部且包括第一机械连接器和第二机械连接器；

位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件；

其中所述第一和第二机械连接器以及第一和第二光学接口被配置并布置成使得当用所述第一和第二机械连接器将数据处理模块彼此机械连接时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

10.如权利要求9所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的第一机械连接器包括一对轨道且每个数据处理模块的第二机械连接器包括一对槽。

11.如权利要求10所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的壳体限定纵向端部，模块化数据处理系统还包括：与每个数据处理模块的壳体的纵向端部之一相关联的至少一个端部挡块。

12.如权利要求9所述的模块化数据处理系统，其中第一和第二机械连接器允许第一和第二数据处理模块在预定方向上移动，模块化数据处理系统还包括：锁定设备，其在所述预定方向上固定第一和第二数据处理模块相对于彼此的相应位置。

13.如权利要求9所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的壳体包括相对的第一和第二侧以及相对的第三和第四侧；

每个数据处理模块的第一和第二光学接口分别与第一和第二侧相关联；

每个数据处理模块包括分别与壳体外部的第三和第四侧相关联的第三和第四光学接口；以及每个数据处理模块的壳体包括第三机械连接器和第四机械连接器；

其中第三和第四机械连接器以及第三和第四光学接口被配置并布置成使得当用第三和第四机械连接器将数据处理模块彼此机械连接时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

14.如权利要求9所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的壳体包括闭合壳体；以及每个数据处理模块包括流体冷却设备、在操作中连接到流体冷却设备的流体入口、以及在操作中连接到流体冷却设备的流体出口。

15.如权利要求9所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动。

16.如权利要求15所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的壳体包括相对的第一和第二侧；

每个数据处理模块的第一侧包括槽；以及

每个数据处理模块的第一光学接口和第一可滑动盖位于所述槽内。

17.一种模块化数据处理系统，包括：

外壳，其包括多个容器；以及

至少第一和第二数据处理模块，所述第一和第二数据处理模块的每个包括：壳体，其限定外部；

位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件；

其中外壳容器和数据处理模块分别被配置成使得当数据处理模块插入到相邻外壳容器中时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

18.如权利要求17所述的模块化数据处理系统，其中每个容器包括：第一和第二开口，所述开口被定位成使得当数据处理模块插入到外壳容器中时每个数据处理模块的第一和第二光学接口将与第一和第二开口对准。

19.如权利要求18所述的模块化数据处理系统，其中在第一和第二开口之间存在自由空间。

20.如权利要求18所述的模块化数据处理系统，其中存在与第一和第二开口相关联的光学耦合设备。

21.如权利要求17所述的模块化数据处理系统，其中外壳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；以及壳体包括限定该前端高度的前端和限定该后端高度的后端。

22.如权利要求17所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动；以及每个外壳容器包括被配置成接收第一和第二可滑动盖的第一和第二槽。

23.如权利要求17所述的模块化数据处理系统，其中每个外壳容器包括被配置成在数据处理模块滑动到外壳容器中时接合第一和第二可滑动盖的第一和第二向内延伸的突出部。

24.如权利要求17所述的模块化数据处理系统，其中每个数据处理模块的壳体包括与壳体的相对端部相关联的至少第一和第二开口；以及外壳包括被配置成产生从每个壳体的第一开口到第二开口的气流的鼓风机。

说明书

模块化数据处理部件和系统

技术领域

[0001] 本公开涉及数据处理部件和数据处理系统的领域。

背景技术

[0002] 刀片服务器是其中基于金属的(例如基于铜的)数据传送可能是有问题的数据处理设备的一个示例，不过本发明不限于此。刀片服务器是把处理器及其他专用集成电路(ASIC)、存储器、储存器和相关电子器件所有都包括在电路板上的综合计算系统。一个或多个服务器刀片可以连同服务器器具刀片、网络交换机刀片、储存器刀片、管理刀片、局域网(LAN)刀片以及其他刀片一起被包含在外壳中。ASIC可以包括一个或多个数据处理器，所述数据处理器与相同电路板上的一个或多个ASIC并行地执行数据处理操作并且可以与系统中其他电路板的ASIC通信。这些刀片的后端往往包括当刀片插入到外壳中时与外壳内的机箱上的背板连接器匹配连接的连接器。关于冷却，许多刀片服务器外壳包括产生气流的风扇或其他鼓风机。空气典型地从刀片的前端流到后端并且经过电子部件。

[0003] 刀片之间的数据通信通常通过基于金属的背板数据连接。与基于金属的背板数据连接相关联的一个问题源于如下事实：数据传送的增加可能需要较大的背板数据连接器，这可能干扰冷却所需的气流。也存在与在部件之间例如在中央处理单元(CPU)、存储器和储存器之间使用基于金属的数据连接相关联的问题。具体地，为了形成高效运转的单元，这些部件必须被彼此尽可能靠近地定位。这典型地导致每个刀片包括使其充当高效运转单元所需的所有部件。

[0004] 针对上面描述的一些问题的一个建议解决方案是在电路板之间采用光学通信。例如，每个板可以包括可以彼此通信的光发射器和检测器的阵列。本发明人已经确定板之间的这种光学通信可能是有挑战性的。例如，在安装期间的机械未对准、硬盘驱动器的操作以及与冷却相关联的空气湍流可能导致电路板振动，所述振动对自由空间光学链路有不利影响或者要求使用昂贵的机械耦合部件。此外，自由空间光学通信可能受与空气冷却相关联的灰尘不利地影响并且可能要求严格的光学器件或对光束进行动态操控以补偿板到板间距和振动。也已建议光学背板连接。然而，为了容纳光学背板连接，相关外壳必须具有路由通过背板的光路，这可能费用浩大，因为其要求昂贵的耦合部件，并且就链路预算和功耗而言是低效的。

发明内容

[0005] 根据本公开的一方面，公开了一种数据处理模块，包括：限定外部的壳体；位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件，其中所述数据处理模块还包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动。

[0006] 根据本公开的一方面，其中壳体包括闭合壳体，数据处理模块还包括：流体冷却设备；流体入口，其在操作中连接到流体冷却设备；以及流体出口，其在操作中连接到流体冷却设备。

[0007] 根据本公开的一方面，其中壳体包括与壳体的相对端部相关联的至少第一和第二气流开口。

[0008] 根据本公开的一方面，其中第一和第二盖在从覆盖位置移动到暴露位置时在相反方向上移动。

[0009] 根据本公开的一方面，其中壳体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。

[0010] 根据本公开的一方面，其中壳体包括第一侧、与第一侧相对的第二侧、与第一侧相关联的第一机械连接器以及与第二侧相关联的第二机械连接器；以及第一和第二机械连接器是互补机械连接器。

[0011] 根据本公开的一方面，所述数据处理模块还包括：锁定设备，其在被锁定时防止在第一和第二连接器所允许的方向上移动。

[0012] 根据本公开的一方面，其中壳体包括第一和第二壳体孔径；以及第一和第二光学接口包括由所述至少一个电路板承载的光电子部件以及经由第一和第二壳体孔径从光电子部件延伸到壳体的外部的第一和第二光导管，或者第一和第二光学接口包括邻近第一和第二壳体孔径定位并且与所述至少一个电路板隔开放置的光电子部件，或者第一和第二光学接口包括由第一和第二电路板承载的光电子部件并且光电子部件以及第一和第二电路板邻近第一和第二壳体孔径定位。

[0013] 根据本公开的另一方面，公开了一种模块化数据处理系统，包括：至少第一和第二数据处理模块，所述第一和第二数据处理模块的每个包括：壳体，其限定外部且包括第一机械连接器和第二机械连接器；位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件；其中所述第一和第二机械连接器以及第一和第二光学接口被配置并布置成使得当用所述第一和第二机械连接器将数据处理模块彼此机械连接时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

[0014] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块的第一机械连接器包括一对轨道且每个数据处理模块的第二机械连接器包括一对槽。

[0015] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块的壳体限定纵向端部，模块化数据处理系统还包括：与每个数据处理模块的壳体的纵向端部之一相关联的至少一个端部挡块。

[0016] 根据本公开的另一方面，其中第一和第二机械连接器允许第一和第二数据处理模块在预定方向上移动，模块化数据处理系统还包括：锁定设备，其在预定方向上固定第一和第二数据处理模块相对于彼此的相应位置。

[0017] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块的壳体包括相对的第一和第二侧以及相对的第三和第四侧；每个数据处理模块的第一和第二光学接口分别与第一和第二侧相关联；每个数据处理模块包括分别与壳体外部的第三和第四侧相关联的第三和第四光学接口；以及每个数据处理模块的壳体包括第三机械连接器和第四机械连接器；其中第三和第四机械连接器以及第三和第四光学接口被配置并布置成使得当用第三和第四机械连接器将数据处理模块彼此机械连接时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

[0018] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块的壳体包括闭合壳体；以及每个数据处理模块包括流体冷却设备、在操作中连接到流体冷却设备的流体入口、以及在操作中连接到流体冷却设备的流体出口。

[0019] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动。

[0020] 根据本公开的另一方面，其中每个数据处理模块的壳体包括相对的第一和第二侧；每个数据处理模块的第一侧包括槽；以及每个数据处理模块的第一光学接口和第一可滑动盖位于所述槽内。

[0021] 根据本公开的又一方面，公开了一种模块化数据处理系统，包括：外壳，其包括多个容器；以及至少第一和第二数据处理模块，所述第一和第二数据处理模块的每个包括：壳体，其限定外部；位于所述壳体内的包括至少一个电子部件的至少一个电路板；以及至少第一和第二光学接口，其与所述壳体的外部相关联且在操作中连接到所述至少一个电子部件；其中外壳容器和数据处理模块分别被配置成使得当数据处理模块插入到相邻外壳容器中时一个数据处理模块光学接口将与另一个数据处理模块光学接口对准且与其紧邻。

[0022] 根据本公开的又一方面，其中每个容器包括：第一和第二开口，所述开口被定位成使得当数据处理模块插入到外壳容器中时每个数据处理模块的第一和第二光学接口将与第一和第二开口对准。

[0023] 根据本公开的又一方面，其中在第一和第二开口之间存在自由空间。

[0024] 根据本公开的又一方面，其中存在与第一和第二开口相关联的光学耦合设备。

[0025] 根据本公开的又一方面，其中外壳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；以及壳体包括限定该前端高度的前端和限定该后端高度的后端。

[0026] 根据本公开的又一方面，其中每个数据处理模块包括：第一和第二可滑动盖，其与壳体的外部相关联且能够在其中第一和第二可滑动盖覆盖第一和第二光学接口的覆盖位置和其中第一和第二可滑动盖不覆盖第一和第二光学接口的暴露位置之间移动；以及每个外壳容器包括被配置成接收第一和第二可滑动盖的第一和第二槽。

[0027] 根据本公开的又一方面，其中每个外壳容器包括被配置成在数据处理模块滑动到外壳容器中时接合第一和第二可滑动盖的第一和第二向内延伸的突出部。

[0028] 根据本公开的又一方面，其中每个数据处理模块的壳体包括与壳体的相对端部相关联的至少第一和第二开口；以及外壳包括被配置成产生从每个壳体的第一开口到第二开口的气流的鼓风机。

附图说明

[0029] 将参考附图进行实施例的详细描述。

[0030] 图1是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的图解视图。

[0031] 图2是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的图解视图。

[0032] 图3是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的图解视图。

[0033] 图4是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的透视图。

[0034] 图5是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的透视图。

[0035] 图6是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的透视图。

[0036] 图7是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的透视图。

[0037] 图8是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的前透视图。

[0038] 图9是图8所示的数据处理模块的后透视图。

[0039] 图10是依据本发明的一个实施例的外壳的一部分的透视图。

[0040] 图11是图8所示的数据处理模块的前透视图，其中光学接口盖处于打开位置。

[0041] 图12是依据本发明的一个实施例的外壳的一部分的剖视图。

[0042] 图13是依据本发明的一个实施例的外壳的一部分的剖视图。

[0043] 图14是依据本发明的一个实施例的外壳的后透视图。

[0044] 图15是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的前透视图。

[0045] 图16是包括多个图15所示的数据处理模块的数据处理系统的前视图。

[0046] 图17是图15所示的数据处理模块的前视图。

[0047] 图18是图15所示的数据处理模块的侧视图。

[0048] 图19是图15所示的数据处理模块的后视图。

[0049] 图20是图15所示的数据处理模块的侧视图。

[0050] 图21是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的前透视图。

[0051] 图22是图21所示的数据处理模块的前视图。

[0052] 图23是图21所示的数据处理模块的后视图。

[0053] 图24是包括多个图21所示的数据处理模块的数据处理系统的前视图。

[0054] 图25是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的顶视图。

[0055] 图26是图25所示的数据处理模块之一的侧视图。

[0056] 图27是图25所示的数据处理模块之一的侧视图。

[0057] 图28是图25所示的数据处理模块之一的底视图。

[0058] 图29是容纳多个图25所示的数据处理系统的外壳的侧视图。

[0059] 图30是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的局部剖视图。

[0060] 图31是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的局部剖视图。

[0061] 图32是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的局部剖视图。

[0062] 图33是依据本发明的一个实施例的数据处理模块的透视图。

[0063] 图34是图33所示的数据处理模块的后视图。

[0064] 图35是图33所示的数据处理模块的侧视图。

[0065] 图36是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的局部分解透视图。

具体实施方式

[0066] 以下是实施本发明的当前已知的最佳模式的详细描述。本描述不要以限制的意义来理解，而是仅仅为了说明本发明的一般原理。要注意，为简单起见省略了对理解本发明不需要的电子部件、系统和设备的方面的详细讨论。本发明也可应用于各种各样的电子部件、系统和设备，包括当前正在研发的或仍待研发的那些。

[0067] 如例如图1所示，依据本发明的一个实施例的数据处理模块10包括壳体12、一个或多个电路板14、以及与壳体的外部相关联的至少两个光学数据接口16。光学数据接口16可以用来把数据从一个模块10传送到另一个。如下面参考图7-36更详细讨论的，本数据处理模块可以被配置成安装在被配置成保持(hold)多个模块的外壳中，或者可以被配置成固定到一个或多个其他模块，以形成数据处理系统。在任一情况下，当壳体12被安装在外壳内或者彼此机械连接时，相邻数据处理模块10的光学数据接口16将彼此对准。下面讨论可以与数据处理模块10相关联的其他连接，例如电源和背板数据连接。

[0068] 应当注意，具有两个光学数据接口16的多个模块10可以在具有或没有外壳20的情况下被布置成一维叠层(stack)，例如水平叠层(图2)或垂直叠层，从而形成模块化数据处理系统18。转向图3，示例性数据处理模块10a具有壳体12a、一个或多个电路板14以及四个光学数据接口16。多个数据处理模块10a可以在具有或没有外壳的情况下被布置成一维叠层或二维叠层，例如图4所示的水平及垂直叠层，从而形成模块化数据处理系统18a。图5所示的示例性数据处理模块10b包括壳体12b、一个或多个电路板14(未示出)以及六个光学数据接口16(六个中的三个未示出)。多个数据处理模块10b可以在具有或没有外壳的情况下被布置成一维、二维或三维叠层，例如图6所示的三维叠层，从而形成模块化数据处理系统18b。本数据处理模块可以合并各种各样的内部和外部配置、各种各样的光学接口(一个以上光学接口与壳体的侧面(或一个以上侧面)的外部相关联)、各种各样的冷却配置，并且可以在其中采用外壳的那些情况中与各种各样的外壳组合。

[0069] 存在与促进其间光学数据的模块化数据处理模块相关联的各种优点。作为示例而非限制，本数据处理模块壳体可以彼此对准而不使用昂贵的耦合部件，因为光学接口可以彼此紧邻(in close proximity)地且以将维持对准的方式被放置。另外，可以获得板到板光学耦合的好处，即用合理大小的基于金属的连接器不能实现的高带宽数据传送，且没有与基于外壳的光路相关联的费用。本光学数据连接也促进计算部件的分离，例如CPU、存储器和储存器不需要承载或集中在相同电路板上。这种分离在设计系统和修改现有系统时提供更大的灵活性。

[0070] 如例如图7-14所示，示例性数据处理模块100包括壳体102、一个或多个电路板14以及与壳体的外部相关联的一对光学接口106。多个数据处理模块100可以被组合以形成例如在外壳110中的数据处理系统108。换言之，示例性数据处理模块100被配置用于基于外壳的(或“基于机架”的)缩放。可缩放数据处理系统108的容量可以通过简单地在外壳10中定位附加数据处理模块100来增加。下面参考图30-35描述本数据处理模块(包括图7-14所示的数据处理模块100)的内部配置的各种选项、以及将这些模块彼此直接连接的光学数据连接和模块冷却的细节。

[0071] 示例性数据处理模块壳体102和外壳110被配置成是自对准的，从而确保当模块100插入到外壳中时模块(包括光学接口106)相对于外壳以及相对于彼此将正确地对准。
为此，示例性壳体102包括壁112和114、从壁112和114中的一个延伸到另一个的壁116和118、前壁120和后壁122。在示例性实施例中，壁112和114是平面的，且壁116和118整体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和弯曲部分126。外壳110包括外部壳体128和多个具有与模块壳体102的形状对应的形状的内部容器130。因而并且参考图10，所示实施例中的内部容器130包括除了(下面讨论的)槽148和150之外为平面的壁132和134以及包括平面部分140和弯曲部分
142的壁136和138。也应当注意，除了对应的形状之外，模块壳体102的外部尺寸与外壳容器130的内部尺寸基本上相同以便确保紧密配合。这种布置确保在X和Y方向上的正确对准(图7)。示例性模块壳体102和外壳容器130的尺寸也被制成促进模块100(包括光学接口106)相对于外壳110在Z方向上的自对准。更具体地，壳体102和外壳容器130每个具有比后尺寸D2更大的前尺寸D1，以致壳体和容器前后倾斜。结果，当把模块100插入到模块(和光学接口106)被对准的这种程度时，模块壳体壁116和118将接合外壳容器壁
136和138。示例性外壳110也包括可释放机械闩锁(未示出)，所述可释放机械闩锁在模块100完全插入到外壳中之后防止模块100的移动移出外壳容器130。

[0072] 换言之，模块壳体102和外壳容器130依靠其形状和大小一起执行将光学接口106彼此对准的功能。

[0073] 示例性数据处理模块100也可以包括光学接口盖144和146。这种盖可以是可移除的，或者如它们在图7-14所示的实施例中那样，盖144和146可以通过例如使用壳体壁中的槽和盖上的匹配轨道(未示出)或者其他合适手段而成为壳体102的组成部分。外壳容器130包括容纳这些盖的槽148和150。盖144和146相对于壳体102在其中它们覆盖并保护光学接口106的第一位置(图8和9)和其中暴露光学接口的第二位置(图11)之间是可滑动的。外壳110可以被配置成把盖144和146移动到第二位置，并且在示例性实施方式中容器槽148和150包括在模块插入到外壳中时接合这些盖的相应的向内延伸的突出部152。

[0074] 转向图12，容器130也包括开口154和156，所述开口154和156被定位成使得当相关模块100完全插入到外壳110中时它们将与光学接口106对准。可以通过使用光学耦合设备(诸如一个或多个透镜、一个或多个微透镜阵列、通过自由空间区或玻璃窗口的对接耦合、中空空心光导和/或其他常规耦合技术)，实现来自相邻模块100的光学接口的耦合。因而，在相邻容器130的开口154和156之间可能仅存在自由空间区158或玻璃窗口。可选地，如图13所示，透镜阵列160可以被定位在相邻容器130的开口154和156之间。

[0075] 关于冷却，示例性模块100由流过壳体102的空气冷却。为此且参考图8、9和14，前壁和后壁120和122包括开口162和164，并且外壳110的后部包括多个风扇166。风扇166经由前壁开口162把空气吸入到模块壳体102中。空气穿过模块壳体102的内部，经过位于其中的电路板，并且然后经由后壁开口164离开模块壳体。在所示的实施例中，滤网168覆盖每个模块100的前壁开口162。可以用来迫使空气通过数据处理模块100的其他装置包括但不限于中心高压高流率泵，诸如具有管道的动力或容积式(positive displacement)装置(例如离心式风扇或活塞型装置)，所述管道把空气引导到各个模块100的前壁开口162。

[0076] 示例性模块也包括数据和电源连接器170和172(图9)。当模块100插入到外壳110中时，数据和电源连接器170和172与外壳内的机箱上的对应背板连接器(未示出)匹配连接。

[0077] 转向图15-20，示例性数据处理模块200包括壳体202、一个或多个电路板204以及与壳体的外部相关联的一对光学接口206。多个数据处理模块200可以在不使用外壳的情况下被组合以形成数据处理系统208。换言之，示例性数据处理模块100被配置用于基于模块的缩放。这种基于模块的缩放尤其有利，因为其消除了与外壳(特别是比当前要求更大的外壳)相关联的预付费用。利用基于模块的缩放，可以通过使用附加的数据处理模块200按照需要简单地增加容量。下面参考图30-35描述本数据处理模块(包括图15-20所示的数据处理模块200)的内部配置的各种选项、以及将模块彼此直接连接的光学数据连接和模块冷却的细节。也应当注意，示例性壳体202被闭合并密封，这消除了灰尘相关的问题。

[0078] 示例性数据处理模块壳体202包括壁212和214、从壁212和214中的一个延伸到另一个的壁216和218、前壁220和后壁222。模块壳体202也可以被配置成是自对准的，从而确保当模块200被彼此连接时模块(包括光学接口206)相对于彼此在X、Y和Z方向上将正确地对准。为此，壳体202包括执行如下功能的结构：将相邻模块200固定到彼此，将模块彼此对准，并且紧邻彼此定位光学接口206。在所示的实施例中，壳体202包括轨道224和互补槽226，其垂直地(在所示的定向上)对准模块200并且使模块保持彼此紧邻。
轨道224和槽226通过把一个模块的轨道的后端插入到另一个模块的槽的前端中并且然后使至少一个模块相对于另一个滑动直到轨道和槽的后端彼此对准为止来允许模块200彼此耦合。关于在滑动方向(或z方向)上对准相邻模块200(和光学接口206)，可以采用能够在对准取向上相对于彼此锁定模块的任何合适设备。例如，在所示的实施例中，壳体202的前壁220设有可枢轴转动的闩锁228(或者另一种合适闩锁机构)并且后壁222设有挡块230以便在滑动方向上建立和维持对准。在其他示例性实施方式中，类似的挡块可以位于槽226的后端和/或轨道224的前端。

[0079] 示例性数据处理模块200也包括光学接口盖232和234。这种盖可以是可移除的，或者如它们在图15-20所示的实施例中那样，盖232和234可以是壳体202的组成部分。壳体壁212包括被配置成容纳盖232以及相邻模块200的盖234的槽236。盖232和234相对于壳体202在相反方向上在其中它们覆盖并保护光学接口206的第一位置(图18和20)和其中暴露光学接口的第二位置之间是可滑动的。更具体地，盖232被配置成在箭头A的方向上即朝后壁222滑动，且盖234被配置成在箭头B的方向上即朝前壁220滑动。通过从壳体壁212和214向外延伸的调整片(tab)238和240将盖232和234偏置到闭合位置以及移动到打开位置。调整片238和240在模块200以上面描述的方式被可滑动连接时接合这些盖并且把这些盖推到其打开位置。

[0080] 关于冷却，示例性模块200由位于壳体202内的冷却套进行流体冷却。为此，示例性模块200包括流体入口和出口连接器242和244。下面在图30-35的背景下更详细地描述冷却套。示例性模块200也包括数据和电源连接器246和248(图19)。数据和电源连接器246和248与对应的柔性数据和电源连接器(未示出)匹配。

[0081] 另一个示例性数据处理模块大体由图21-24中的参考数字200a表示。数据处理模块200a基本类似于数据处理模块200并且类似的元件由类似的参考数字表示。然而这里，数据处理模块200a包括四个光学接口206。这些光学接口与壳体202a的四个壁212-218的相应一个的外部相关联。照此，多个模块200a可以被组合以形成二维数据处理系统208a(图24)。

[0082] 为了确保模块200a(以及附加的两个光学接口206)被正确地对准，壳体202a设有第二组轨道224a和互补槽226a，其水平地(在所示的取向上)对准在y方向上堆叠的模块200a并且保持模块彼此紧邻。这里，同样的是，轨道224a和槽226a通过把一个模块的轨道的后端插入到另一个模块的槽的前端中并且然后使至少一个模块相对于另一个滑动直到轨道和槽的后端彼此对准为止来允许模块200a彼此耦合。壳体202的前壁220可以设有第二可枢轴转动的闩锁228a(或者另一种合适闩锁机构)并且后壁222可以设有挡块230a以便在滑动方向上建立和维持对准。

[0083] 示例性数据处理模块200a也包括用于与壳体壁216和218的外部相关联的光学接口的光学接口盖232a和234a。这种盖可以是可移除的，或者如它们在图21-24所示的实施例中那样，盖232a和234a可以是壳体202a的组成部分。壁218包括被配置成容纳盖234a以及相邻模块200a的盖232a的槽236a。盖232a和234a相对于壳体202在相反方向上在其中它们覆盖并保护光学接口206的第一位置和其中暴露光学接口的第二位置之间是可滑动的。更具体地，盖232a被配置成朝后壁222滑动，且盖234被配置成朝前壁220滑动。通过调整片238a和240a将盖232a和234a偏置到闭合位置以及移动到打开位置。
调整片238a和240a在模块200a以上面描述的方式被可滑动连接时接合盖232a和234a。

[0084] 也应当注意，与本发明相关联的模块壳体不限于大体矩形形状并且作为代替可以是合适的任何形状。作为示例而非限制，图25-29所示的示例性数据处理模块300每个包括壳体302、一个或多个电路板304以及与壳体的外部相关联的一对光学接口306。壳体302被整形成使得多个模块300可以被组合以形成环形数据处理系统308。环形数据处理系统308可以被承载在可移除地安装在外壳310内的支架309上(如图所示)。可选地，所述模块可以被配置成例如以上面参考图15-20所描述的方式机械互连。下面参考图30-35描述本数据处理模块(包括图25-29所示的数据处理模块300)的内部配置的各种选项、以及将模块彼此直接连接的光学数据连接和模块冷却的细节。

[0085] 示例性数据处理模块壳体302包括侧壁312和314、从壁312和314中的一个延伸到另一个的顶壁和底壁316和318、弯曲前壁320和弯曲后壁322。关于对准，可移除支架309包括邻接壳体前壁320的相对短的内壁311以及邻接壳体后壁322的可压下闩锁313。

[0086] 示例性数据处理模块300也包括光学接口盖324和326。这种盖可以是可移除的，或者如它们在图25-29所示的实施例中那样，盖324和326可以是壳体302的组成部分。壳体壁312包括被配置成容纳盖324以及相邻模块300的盖326的槽328。盖324和326相对于壳体302在相反方向上在其中它们覆盖并保护光学接口306的第一位置(图26和27)和其中暴露光学接口的第二位置之间是可滑动的。更具体地，当通过在箭头C(图25)的方向上移动一个模块300而使该模块紧接另一个定位时，盖324被配置成朝后壁322滑动且盖326被配置成朝前壁320滑动。通过从壳体壁312和314向外延伸的调整片330和332将盖324和326偏置到闭合位置以及移动到打开位置。调整片330和332在模块300相对彼此被可滑动定位时接合盖324和326并且把这些盖推到其打开位置。

[0087] 关于冷却，示例性模块300由位于壳体302内的冷却套进行流体冷却。为此，模块300包括流体入口和出口连接器334和336。下面在图30-35的背景下更详细地描述冷却套。示例性模块300也包括数据和电源连接器338和340(图28)。当模块滑动到适当位置时，模块连接器334-340与外壳支架309上的对应连接器(未示出)匹配连接。

[0088] 示例性外壳310容纳三个数据处理系统308并且数据可以从一个系统中的模块300传送到另一个系统中的模块。为此且参考图25和28，每个模块300的前壁320包括光学接口342并且外壳310包括由多个可分离区段组成的光学芯部344，所述区段可以连同支架309一起从外壳中拉出。光学芯部344的每个区段的端部包括促进光学芯部区段彼此的光学耦合的自由空间连接。

[0089] 也应当注意，在其中要求少于所有的图25所示的数据处理模块300以满足系统308的数据处理要求的那些情况中，预留位置(placeholder)模块(未示出)可以取代一个或多个数据处理模块。这种预留位置模块包括壳体302且具有一对光学接口306(以及盖
324和326)，其被配置成以与数据处理模块相同的方式适配在环形系统中。每个预留位置模块的光学接口306彼此连接以致光学信号仅仅通过预留位置模块。

[0090] 如上面所提到的，本数据处理模块可以具有各种各样的内部配置和光学接口。以下的示例性配置和光学接口是在数据处理模块200和200a的背景下描述的。不过，在细微变化(例如使用四个光学接口而不是两个)的情况下，在数据处理模块200的背景下描述的配置和光学接口可应用于数据处理模块200a，在数据处理模块200a的背景下描述的配置和光学接口可应用于数据处理模块200，并且在数据处理模块200和200a的背景下描述的配置和光学接口可应用于上面描述的数据处理模块100和300以及下面描述的数据处理模块200b和400。

[0091] 如例如图30所示，示例性数据处理模块200包括壳体202、具有大体由参考数字250表示的各种ASIC和/或其他部件的电路板204、以及与模块的外部相关联的一对光学接口206。光学接口206每个包括光电子部件254(例如，发射器、检测器、透镜和相关电路)以及光导管256，该光导管256经由壳体孔径252从光电子部件延伸到壳体202的表面。合适的发射器包括但不限于LED和VCSEL。合适的光导管包括粗芯空心光导、光纤束和带、大透镜和微透镜阵列。可选地，如例如图31所示，光学接口206包括光电子部件254a(例如发射器、检测器、透镜和相关电路)，其安装在外壳孔径252内并且通过带状电缆258或其他合适的电连接器而连接到电路板204。

[0092] 转向图32，示例性数据处理模块200a包括壳体202a、具有大体由参考数字250表示的各种ASIC和/或其他部件的四个电路板204、以及与模块的外部相关联的四个光学接口206。电路板204用柔性电路260彼此连接。示例性数据处理模块200a也表示在相同模块中可以采用不同类型的光学接口的事实。这里，两个光学接口包括光电子器件262、光导管264和微透镜阵列266。另两个光学接口包括光电子器件268和光纤束270。

[0093] 也应当注意，与检测器相关联的波导可以比与发射器相关联的波导略大以便提供对准容差。也应当注意，依据本发明的数据处理模块可以包括作为所示光学接口的一部分或者作为单独接口的一部分的贯穿模块的光学连接以便促进所有模块通信。

[0094] 关于冷却，示例性数据处理模块100通过迫使空气通过壳体102来冷却，如上面在图7-14的背景下所描述的；而数据处理模块200、200a和300通过使用冷却套进行流体冷却。这种冷却套可以采用空气冷却、与背板接触的高导热材料液体冷却，或者可以采用液体冷却技术，诸如显热增益(sensible heat gain)或两相液体冷却。更具体地参考图30，示例性模块200包括连接到流体入口242和流体出口244(图19和20)的内部冷却套272。冷却套272固定到壳体壁214，并因而包括用于光导管256的开口274。可选地，如图32所示，没有这种开口的冷却套276可以沿壳体202a的中心线进行安装。

[0095] 冷却套也可以安装在数据处理模块壳体的外部上。这种模块的一个示例是图33-35所示的示例性数据处理模块200b。示例性数据处理模块200b基本类似于上面描述的数据处理模块200并且类似的元件由类似的参考数字表示。然而这里，冷却套278固定到壳体壁214b的外部。壳体或者至少壁214b也可以由导热材料形成。轨道224可以被制成冷却套278的一部分。另外，光学接口206经由孔径延伸到冷却套278的外表面，该孔径延伸通过冷却套并且与壳体孔径252(图30)对准。光学接口盖234可滑动地安装在冷却套278上并且调整片238安装在冷却套上。

[0096] 上面描述的数据处理模块包括单个冷却套。不过，应当注意，依据本发明的数据处理模块也可以设有位于壳体内、壳体外部上或者其某种组合的多个冷却套。在其他实施例中，一个或多个冷却套可以用来形成数据处理模块的一个或多个壁。

[0097] 尽管按照上面的优选实施例描述了本发明，但是对上面描述的优选实施例的众多修改和/或添加对本领域的技术人员将是容易想到的。

[0098] 作为示例而非限制，依据本发明的数据处理模块可以包括与模块的侧面之一或一个以上侧面的外部相关联的多个光学接口，并且光学接口盖可以是可移除的。图36所示的示例性数据处理模块400包括壳体402、一个或多个电路板(未示出)、以及与壳体的外部相关联的十六个光学接口406(在四侧上每侧四个)。可以使用形成压配合并对准模块的壳体调整片410和孔径412而不使用外壳来组合多个数据处理模块400以形成数据处理系统408。也可以采用各种闩锁装置来将模块固定到彼此。示例性模块400也包括可以用来覆盖壳体侧面的可移除光学接口盖414，一些具有孔径(未示出)且其他具有调整片416。这些盖414可以从包括将彼此邻接的光学接口406的壳体侧面被移除。示例性数据处理模块可以以上面描述的方式被空气或流体冷却，并且也可以包括上面描述的数据、电源和冷却流体连接器。

[0099] 本发明的范围旨在延伸到所有这样的修改和/或添加。