OpenVPX标准和架构精选课件

1、OpenVPX标准和架构张善从 2019-05-14第1页，共37页。型号研制面临的挑战高可靠快速低成本标准化型谱化货架化OpenVPX2022/8/192第2页，共37页。 提 纲OpenVPX发展概述123标准内容简介标准应用的几个常见问题2022/8/193第3页，共37页。1.1 计算机标准组织1.2 OpenVPX发展历史OpenVPX发展概述12022/8/1941.3 OpenVPX核心价值第4页，共37页。1.1 计算机标准组织 PCI PCIe CPCI CPCIe工业计算机制造协会：为商业、工业计算机制定通用技术标准。 VME VXS VPX OpenVPX VME国际贸易

2、协会组织：为军用、航空航天、国防等领域提供高可靠型计算机标准。2022/8/195第5页，共37页。1.2 OpenVPX标准发展历史2022/8/196美国国防部授权VITA组织，28家大公司联合制定2009年形成草案，2019年2月正式发布解决不同厂商兼容互操作问题形成开放竞争的规模化市场降低研制成本，缩短研制周期政府、用户、总包商和产品提供商各方受益第6页，共37页。2022/8/197主要厂商第7页，共37页。目前唯一面向安全关键领域（包括军工和航空航天）的计算机标准体系：高可靠高性能系统性在不同层级、不同领域的用户之间建立共同规范促进成品/现货交易，成本低、周期短更大的市场规模，更加

3、充分的市场竞争82022/8/191.3 OpenVPX的核心价值第8页，共37页。标准内容简介22.1 VITA46标准2.2 VITA48标准2.3 VITA65标准2022/8/1992.4 其它相关标准第9页，共37页。VITA46VPXVITA46.0VITA46.3VITA46.4VITA46.6VITA46.7VITA46.9VITA46.10VITA46.11VITA46.20VITA48REDIVITA48.0VITA48.1VITA48.2VITA48.3VITA48.5VITA65OpenVPXVITA65OpenVPX相关标准组成2022/8/1910第10页，共37页

4、。2.1 VITA46（VPX）标准组成VITA46.0VPX 基本标准VITA46.3VITA46基于Serial RapidIO 互联 VITA46.4 VITA 46 基于PCI Express 互联VITA46.6 VITA 46 基于Gbit Ethernet 互联VITA46.7VITA 46 基于10Gbit Ethernet 互联 VITA46.9 PMC/XMC/GbE 到 3U/6U VITA 46 管脚镜像 VITA46.10VITA 46 后传输板模块 VITA46.11VITA 46 系统管理 VITA46.20 VPX 交换槽定义2022/8/1911第11页，共3

5、7页。VITA46.0供电主电源 副电源插板连接器及引脚定义定位螺栓尺寸 3U6U背板 连接器及引脚定义 定位螺栓2022/8/1912第12页，共37页。2.2 VITA48（REDI）标准组成48.0 REDI基本标准 48.1 风冷标准48.2 导冷标准48.3 液冷标准 48.5 风冷补充标准2022/8/1913第13页，共37页。VITA48主要内容电路板结构要求电路板外部保护壳结构要求 结构和防静电的二级维护要求散热要求插板和背部的连接器位置要求应用环境要求（详见VITA47）2022/8/1914第14页，共37页。插板整体结构爆炸图2022/8/1915第15页，共37页。

6、OpenVPX标准计算机产品实物162022/8/192022/8/1916第16页，共37页。2.3 VITA65标准（OpenVPX）供电分配系统控制参考时钟槽间距标准开发底板3U 系统拓扑结构6U系统拓扑结构2022/8/1917第17页，共37页。Utility Plane供电/参考时钟/复位/Management PlaneIPMB（冗余）Control PlaneGiga Ethernet （冗余）Data PlanePCIe/RapidIO/10GEExpansion PlanePCIe/RapidIO/10GE182022/8/19Planes第18页，共37页。3U与6U结构

7、主要支持交换型、全网型、主从型等拓扑结构并且支持多种槽位数量，如5槽、8槽、10槽、14槽，最大支持20槽3U 8槽交换结构6U 16槽交换结构2022/8/1919典型系统结构第19页，共37页。6U 9槽全网型结构3U 9槽主从结构2022/8/1920典型系统结构第20页，共37页。VITA47：环境适应性VITA57：FMCVITA62：供电模块VITA66：光纤连接器VITA67：射频连接器212022/8/192.4 其它相关标准第21页，共37页。VITA472022/8/1922第22页，共37页。232022/8/19VITA57第23页，共37页。242022/8/19VI

8、TA62第24页，共37页。252022/8/19VITA66第25页，共37页。262022/8/19VITA67第26页，共37页。标准应用的几个常见问题32022/8/1927第27页，共37页。关于标准应用系统设计：确定尺寸和槽位确定底板Profile选择插板和子板产品确定电接口和连接器质量保证：元器件选用目录-部件选用目录元器件质保-部件评估和筛选2022/8/1928第28页，共37页。关于环境适应性导冷、风冷还是液冷？导冷结构环境适应性更好，可满足一般野外、战车、飞机、导弹、卫星的试验条件；导冷结构无运动部件，维护成本低；超大功耗的设备（300W以上）可以考虑使用风冷或液冷结构。

9、如何实现导冷式高性能信号处理设备(HPEC)？先进的导冷材料高效能的处理架构2022/8/1929第29页，共37页。银箔铜板/铝板石墨烯/石墨导热膜石墨烯铝板/石墨烯镁铝板微型热管平面热管302022/8/19关于导冷材料第30页，共37页。CPU：Intel i7-980XE：108GFLOPS，130WPowerPC 8641D：21GFLOPS，25WDSP：TI TMS320C6678：160GFLOPS，10WGPU：NVIDIA GTX780M ：2369GFLOPS，122WFPGA：Xilinx XC7VX980T ：987GFLOPS，35W312022/8/19关于高性能运算方案第31页，共37页。3U还是6U？环境适应性3U力学特性更好，散热途径更短；性能6U拥有更大PCB面积、更高的布版效率；系统架构3U信号组合较少，6U信号组合更灵活。3U在可靠性、标准化方面有优势，6U在功能、性能方面有优势。322022/8/19关于板卡尺寸第32页，共37页。关于国产化原材料连接器电子元器件标准件工艺2022/8/1933第33页，共37页。开放的市场，赢者通吃定位器件/部件/设备分系统/系统集成关注系统设计和应用开发342022/8/19关于商业模式第34页，共37页。总结