แผงวงจรหลัก (Backplane)หรือระบบแผงวงจรหลักคือกลุ่มของขั้วต่อไฟฟ้าที่ต่อขนานกัน โดยที่แต่ละขาของแต่ละขั้วต่อจะเชื่อมต่อกับขาเดียวกันของขั้วต่ออื่นๆ ทั้งหมด ทำให้เกิดเป็นบัสคอมพิวเตอร์ใช้สำหรับเชื่อมต่อแผงวงจรพิมพ์หลายๆ แผงเข้าด้วยกันเพื่อประกอบเป็นระบบคอมพิวเตอร์ ที่สมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้วแผงวงจรหลักจะใช้แผงวงจรพิมพ์แต่ก็มีการใช้แผงวงจรหลักแบบพันสาย ใน มินิคอมพิวเตอร์และแอปพลิเคชันที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง ด้วย

โดยทั่วไปแล้ว แบ็คเพลนจะแตกต่างจากเมนบอร์ดตรงที่ไม่มีหน่วยประมวลผลและหน่วยเก็บข้อมูลอยู่บนตัวบอร์ด แบ็คเพลนจะใช้การ์ดแบบเสียบปลั๊กสำหรับการจัดเก็บและประมวลผล

ระบบไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆ เช่นAltair 8800 ใช้แผงวงจรหลัก (backplane ) สำหรับโปรเซสเซอร์และการ์ดขยาย

โดยปกติแล้วจะใช้แบ็คเพลนแทนสายเคเบิลเนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ มากกว่า ในระบบสายเคเบิล สายเคเบิลจะต้องงอทุกครั้งที่มีการเพิ่มหรือถอดการ์ดออกจากระบบ การงอนี้จะทำให้เกิดความล้มเหลวทางกลในที่สุด แบ็คเพลนไม่มีปัญหาดังกล่าว ดังนั้นอายุการใช้งานจึงจำกัดด้วยอายุการใช้งานของตัวเชื่อมต่อเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ตัวเชื่อมต่อ DIN 41612 (ที่ใช้ใน ระบบ VMEbus ) มีระดับความทนทานสามระดับที่สร้างขึ้นเพื่อทนต่อการเสียบและถอด (ตามลำดับ) 50, 400 และ 500 ครั้ง หรือ "รอบการเชื่อมต่อ" ในการส่งข้อมูล เทคโนโลยี Serial Back-Plane ใช้ การส่ง สัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดันต่ำเพื่อส่งข้อมูล^{[ 1 ]}

นอกจากนี้ ยังมีสายเคเบิลขยายบัสซึ่งจะขยายบัสของคอมพิวเตอร์ไปยังแผงวงจรภายนอก ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในตู้ เพื่อให้มีช่องเสียบมากกว่าหรือแตกต่างจากที่คอมพิวเตอร์หลักมีให้ ชุดสายเคเบิลเหล่านี้ประกอบด้วยแผงส่งสัญญาณที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ แผงขยายในแผงวงจรภายนอก และสายเคเบิลเชื่อมระหว่างทั้งสอง

แผงวงจรหลัก (Backplane) มีความซับซ้อนมากขึ้นจากสถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรม (ISA) ที่เรียบง่าย (ซึ่งใช้ในIBM PC รุ่นแรก ) หรือ แบบ S-100ที่ตัวเชื่อมต่อทั้งหมดเชื่อมต่อกับบัสทั่วไป เนื่องจากข้อจำกัดที่มีอยู่ใน ข้อกำหนด การเชื่อมต่อส่วนประกอบอุปกรณ์ต่อพ่วง (PCI) สำหรับการขับเคลื่อนสล็อต ปัจจุบันแผงวงจรหลักจึงมีให้เลือกทั้งแบบพาสซีฟและแอคทีฟ

แผงวงจรหลักแบบพาสซีฟที่แท้จริงจะไม่มีวงจรขับบัสแบบแอคทีฟ ตรรกะการจัดสรรสัญญาณที่ต้องการจะถูกวางไว้บนการ์ดลูก ส่วนแผงวงจรหลักแบบแอคทีฟจะมีชิปที่ทำหน้าที่บัฟเฟอร์สัญญาณต่างๆ ไปยังสล็อต

ความแตกต่างระหว่างทั้งสองอย่างนั้นไม่ชัดเจนเสมอไป แต่Hอาจกลายเป็นประเด็นสำคัญหากคาดหวังว่าทั้งระบบจะไม่มีจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว (SPOF) ความเชื่อผิดๆ ทั่วไปเกี่ยวกับแบ็คเพลนแบบพาสซีฟคือ แม้จะเป็นเพียงจุดเดียว ก็มักจะไม่ถือว่าเป็น SPOF แบ็คเพลนแบบแอคทีฟนั้นซับซ้อนกว่ามาก ดังนั้นจึงมีความเสี่ยงที่จะทำงานผิดพลาดได้ อย่างไรก็ตาม สถานการณ์หนึ่งที่อาจทำให้เกิดการหยุดชะงักทั้งในกรณีของแบ็คเพลนแบบแอคทีฟและพาสซีฟ คือ ในระหว่างการบำรุงรักษา เช่น ในขณะที่เปลี่ยนบอร์ด มีความเป็นไปได้เสมอที่จะทำให้พิน/ตัวเชื่อมต่อบนแบ็คเพลนเสียหาย ซึ่งอาจทำให้ระบบหยุดทำงานโดยสิ้นเชิง เนื่องจากต้องถอดบอร์ดทั้งหมดที่ติดตั้งบนแบ็คเพลนออกเพื่อซ่อมแซมระบบ ดังนั้น เราจึงเห็นสถาปัตยกรรมใหม่ๆ ที่ระบบใช้การเชื่อมต่อแบบสำรองความเร็วสูงเพื่อเชื่อมต่อบอร์ดระบบแบบจุดต่อจุด โดยไม่มีจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวในระบบ

เมื่อใช้แบ็คเพลนร่วมกับคอมพิวเตอร์แบบเสียบปลั๊ก (SBC) หรือบอร์ดโฮสต์ระบบ (SHB) การใช้งานร่วมกันนี้จะให้ฟังก์ชันการทำงานเช่นเดียวกับเมนบอร์ดโดยให้พลังการประมวลผล หน่วยความจำ อินพุต/เอาต์พุต และช่องเสียบสำหรับการ์ดแบบเสียบปลั๊ก แม้ว่าจะมีเมนบอร์ดบางรุ่นที่ให้ช่องเสียบมากกว่าแปดช่อง แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีเพียงแปดช่องเท่านั้น นอกจากนี้ เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ความพร้อมใช้งานและจำนวนของช่องเสียบประเภทใดประเภทหนึ่งอาจมีข้อจำกัดเมื่อเทียบกับสิ่งที่ผู้ผลิตเมนบอร์ดนำเสนออยู่ในปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม สถาปัตยกรรมของแบ็คเพลนนั้นค่อนข้างไม่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี SBC ที่เสียบอยู่ มีข้อจำกัดบางประการในการสร้าง เนื่องจากชิปเซ็ตและโปรเซสเซอร์ของ SBC ต้องมีความสามารถในการรองรับประเภทของสล็อต นอกจากนี้ จำนวนสล็อตที่สามารถจัดหาได้นั้นแทบจะไม่มีขีดจำกัด โดย 20 สล็อต รวมทั้งสล็อตของ SBC นั้นเป็นข้อจำกัดในทางปฏิบัติ แต่ไม่ใช่ข้อจำกัดที่แน่นอน ดังนั้น แบ็คเพลน PICMG สามารถจัดหาสล็อต ISA, PCI, PCI-X และ PCI-e ได้จำนวนเท่าใดก็ได้และผสมผสานกันได้ตามต้องการ โดยมีข้อจำกัดเพียงแค่ความสามารถของ SBC ในการเชื่อมต่อและขับเคลื่อนสล็อตเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น SBC ที่ใช้โปรเซสเซอร์ i7 รุ่นล่าสุด สามารถเชื่อมต่อกับแบ็คเพลนที่มีสล็อต ISA ได้มากถึง 19 สล็อต เพื่อขับเคลื่อนการ์ด I/O รุ่นเก่า

แผงวงจรหลักบางรุ่นมีช่องสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ทั้งสองด้าน และเรียกช่องเหล่านี้ว่าแผงวงจรกลาง (midplane) ความสามารถในการเสียบการ์ดเข้ากับด้านใดด้านหนึ่งของแผงวงจรกลางนั้นมีประโยชน์อย่างมากในระบบขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยโมดูลที่เชื่อมต่อกับแผงวงจรกลางเป็นหลัก

แผงวงจรกลาง (Midplane) มักใช้ในคอมพิวเตอร์ โดยส่วนใหญ่ใช้ในเซิร์ฟเวอร์แบบเบลด (Blade Server) ซึ่งเบลดเซิร์ฟเวอร์จะอยู่ด้านหนึ่ง และอุปกรณ์ต่อพ่วง (พลังงาน เครือข่าย และ I/O อื่นๆ) และโมดูลบริการจะอยู่ด้านตรงข้าม แผงวงจรกลางยังเป็นที่นิยมในอุปกรณ์เครือข่ายและการสื่อสารโทรคมนาคม โดยด้านหนึ่งของตัวเครื่องจะรับการ์ดประมวลผลระบบ และอีกด้านหนึ่งจะรับการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่าย

ระนาบกลางตั้งฉากเชื่อมต่อการ์ดแนวตั้งด้านหนึ่งกับบอร์ดแนวนอนอีกด้านหนึ่ง^{[ 2 ] [ 3 ]} ระนาบกลางตั้งฉากทั่วไปหนึ่งแผ่นเชื่อมต่อ การ์ดสาย โทรศัพท์แนวตั้งหลายแผ่นด้านหนึ่ง ซึ่งแต่ละแผ่นเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์ทองแดง กับการ์ดสื่อสารแนวนอนอีกด้านหนึ่ง^{[ 4 ]}

"ระนาบกลางเสมือน" คือระนาบสมมติระหว่างการ์ดแนวตั้งด้านหนึ่งที่เชื่อมต่อโดยตรงกับบอร์ดแนวนอนอีกด้านหนึ่ง ตัวจัดตำแหน่งช่องเสียบการ์ดของกรงการ์ดและตัวเชื่อมต่อแบบจัดตำแหน่งเองบนการ์ดจะยึดการ์ดให้อยู่ในตำแหน่ง^{[ 5 ]}

บางคนใช้คำว่า "midplane" เพื่ออธิบายบอร์ดที่อยู่ระหว่างและเชื่อมต่อ backplane ของฮาร์ดไดรฟ์แบบ hot-swap และแหล่งจ่ายไฟสำรอง^{[ 6 ] [ 7 ]}

โดยทั่วไปแล้วเซิร์ฟเวอร์จะมีแผงวงจรหลัก (backplane) สำหรับเชื่อมต่อฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์และโซลิดสเตทไดรฟ์ที่สามารถถอดเปลี่ยนได้ขณะทำงาน (hot swappable) ขาของแผงวงจรหลักจะเชื่อมต่อโดยตรงกับซ็อกเก็ตของฮาร์ดไดรฟ์โดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล อาจมีขั้วต่อเดียวสำหรับเชื่อมต่อ กับ ตัวควบคุมอาร์เรย์ดิสก์ หนึ่งตัว หรือ อาจ มีขั้วต่อหลายตัวที่สามารถเชื่อมต่อกับตัวควบคุมหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นได้ตามต้องการ แผงวงจรหลักมักพบได้ในตู้เก็บดิสก์อาร์เรย์ดิสก์และเซิร์ฟเวอร์

แผงวงจรหลักสำหรับฮาร์ดดิสก์ SAS และ SATA ส่วนใหญ่มักใช้ โปรโตคอล SGPIOเป็นวิธีการสื่อสารระหว่างอะแดปเตอร์โฮสต์และแผงวงจรหลัก หรืออาจใช้บริการ SCSI Enclosure Services ก็ได้ สำหรับ ระบบย่อยParallel SCSIจะใช้ SAF-TE

คอมพิวเตอร์แบบบอร์ดเดี่ยวที่ตรงตามข้อกำหนด PICMG 1.3 และเข้ากันได้กับแบ็คเพลน PICMG 1.3 เรียกว่าบอร์ดโฮสต์ระบบ

ในระบบนิเวศคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวของ Intel นั้นPICMGให้มาตรฐานสำหรับอินเทอร์เฟซแบ็คเพลน: PICMG 1.0 , 1.1 และ 1.2 ^{[ 8 ]}ให้การสนับสนุน ISA และ PCI โดย 1.2 เพิ่มการสนับสนุน PCIX PICMG 1.3 ให้การสนับสนุน PCI-Express ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• แผงวงจร เสริม (Daughterboard)  – แผงวงจรสำหรับเชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์เพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงานหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• ยูโรการ์ด  – มาตรฐานสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่สามารถเชื่อมต่อกันได้ในตัวเครื่องแบบติดตั้งบนแร็ค
• โมดูล M  – มาตรฐานสำหรับแผงวงจรย่อยของคอมพิวเตอร์
• บัส SS-50  – บัสคอมพิวเตอร์สำหรับระบบ 8 บิตหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• STD Bus  – บัสคอมพิวเตอร์
• STEbus  – บัสคอมพิวเตอร์ที่ไม่ขึ้นกับโปรเซสเซอร์และเป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ
• โครงสร้าง เครือข่ายแบบสวิตช์  – โครงสร้างเครือข่ายที่โหนดต่างๆ เชื่อมต่อกันด้วยสวิตช์เครือข่าย
• VXI  – มาตรฐานสำหรับการทดสอบอัตโนมัติบนพื้นฐานของ VMEbusหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับแบ็คเพลน

• Karanassios, V.; Horlick, G. (สิงหาคม 1985). "โครงสร้างและระบบบัสแบ็คเพลน". Talanta . 32 ( 8): 583– 599. doi : 10.1016/0039-9140(85)80155-7 . OCLC  269384772. PMID  18963977 .
• คารานาสซิออส, ว.; Horlick, G. (สิงหาคม 1985) "แบ็คเพลนอัจฉริยะ—I: Apple II" ทาลันต้า . 32 (8): 601– 614. ดอย : 10.1016/0039-9140(85)80156-9 . โอซีแอลซี 4928218486 . PMID  18963978 .
• คารานาสซิออส, ว.; Horlick, G. (สิงหาคม 1985) "แบ็คเพลนอัจฉริยะ—II: IBM PC" ทาลันต้า . 32 (8): 615– 631. ดอย : 10.1016/0039-9140(85)80157-0 . โอซีแอลซี 269384774 . PMID  18963979 .