Платформы системные VPX

Стандарт VITA 46 VPX пришёл на смену устаревшему стандарту VME, который использовался с конца 80-х годов. Изначально стандарт VPX разрабатывался для применения в военных и аэрокосмических системах, а значит его применение разумно в оборудовании, эксплуатируемом в условиях высоких механических и климатических нагрузок. Для устройств, работающих в наиболее критичных условиях.

VPX является одним из наиболее молодых динамично развивающихся стандартов и обеспечивает высокую производительность обмена через объединительную плату — до 10 Гбайт в секунду, а так же высокую электромагнитную защиту благодаря разработанному разъёму MultiGig RT2. Помимо задач увеличения пропускной способности разработчики смогли воплотить в стандарте идеи, позволяющие улучшить технологию теплоотвода и охлаждения с учетом требований современных и будущих высокопроизводительных вычислительных систем, а так же увеличить ремонтопригодность за счет возможности замены любого из модулей (процессорные, FPGA, интерфейс внешнего обмена) в «полевых» условиях без участия высококвалифицированного персонала. Замена любого из компонентов системы в «полевых условиях» стала возможной благодаря заложенной разработчиками стандарта механической прочности модуля и разъёма VPX.

При первоначальном внедрении стандарта возникла серьезная проблема — топологии объединительных плат и назначение контактов разъёма VPX стандартизировано не было, в результате чего оборудование разных производителей невозможно было интегрировать в одну единую систему. Для устранения этого недостатка был разработан стандарт VITA 65 OpenVPX, который четко определяет стандартный набор вариантов топологии объединительной платы, соответствующих каждой из топологий профилей разъёма коммутатора и функционального модуля (определено стандартом назначение каждого из контактов разъёма).

Стандарт закладывает широкие возможности для создания современных высокопроизводительных решений, требующих приёма/передачи и обработки больших потоков данных. Однако, подобные решения требуют от производителей аппаратных платформ высокого профессионализма при создании каждого элемента поскольку увеличивается число элементов и взаимосвязей между ними при сохранении геометрических размеров, соответственно увеличивается и плотность элементов, которые могут оказать взаимное влияние друг на друга.

ЗАО «Скан Инжиниринг Телеком», имея большой опыт создания современных модульных аппаратных систем (с 2008 года), стремится обеспечить максимально широкий ассортимент при неизменном качестве каждого функционального модуля. На основе приобретенного опыта по разработке и производству отдельных функциональных модулей было создано подразделение интеграции модулей в законченные программно-аппаратные решения. Каждый модуль и платформа системная проходят процесс многократного тестирования и отладки.

Каждая платформа системная формируется индивидуально согласно исходным данным. Основными этапами формализации исходных данных и создания системной платформы являются:

  • определение климатического исполнения: коммерческое или индустриальное;
  • расчет охлаждения: воздушное или кондуктивное;
  • определение функциональных задач: аналого-цифровая обработка, распределенные вычисления, телекоммуникации и управление;
  • определение и расчет интерфейсов взаимодействия по линиям объединительной платы: Gigabit Ethernet, PCIe, SRIO и Aurora;
  • определение набора внешних интерфейсов взаимодействия: аналоговых и цифровых;
  • определение состава модулей коммутации и функциональных модулей;
  • определение необходимости и задач удаленного мониторинга, управления электропитанием и охлаждением.
  • определение требований к общим геометрическим размерам и конструктивным особенностям корпусного решения.

При отсутствии стандартных компонентов, отвечающих требованиям, возможна разработка индивидуального решения с помощью доработки стандартных комплектующих. Стандарты VITA 46 VPX и VITA 65 OpenVPX предусмаривают два типа конструктивного исполнения — VPX3U и VPX6U. Подробно принципы формирования системных платформ каждого типа рассмотрены в следующих документах:

Для выполнения задач интеграции модулей в системные платформы специалистами ЗАО «Скан Инжиниринг Телеком» используется следующий набор стандартных компонентов:

Корпуса

Маркировка Тип Максимальное количество слотов Высота Краткое описание
SVPC-301
VPX3U 12 4U Корпус для установки до 12 модулей стандарта VPX3U, с вертикальным расположением модулей, с модулем охлаждения высотой 1U, вертикальный поток охлаждения.
SVPC-601
VPX6U 1 2U Корпус для установки до двух модулей стандарта VPX6U с горизонтальным расположением модулей, поток охлаждения горизонтальный.
SVPC-602
VPX6U 2 3U Корпус для установки до 2 модулей VPX6U, с горизонтальным расположением модулей, поток охлаждения горизонтальный.
SVPC-603
VPX6U 4 4U Корпус для установки до 4 модулей VPX6U, с горизонтальным расположением модулей, поток охлаждения горизонтальный.
SVPC-604
VPX6U 10 10U Корпус для установки до 10 модулей станлдарта VPX6U, вертикальное расположение модулей, поток охлаждения вертикальный, два модуля охлаждения (3U нижний и 1U верхний).
SVPC-605
VPX6U 16 9U Корпус для установки до 16 модулей стандарта VPX6U, вертикальное расположение модулей, поток охлаждения вертикальный, с обязательной установкой блока питания 2000 Ватт (SVPP-501-01).
SVPC-606
VPX6U 16 11U Корпус для установки до 16 модулей стандарта VPX6U, с вертикальным расположением модулей, поток охлаждения вертикальный, с обязательной установкой блока питания 3100 Ватт (SVPP-501-02).

Модули и блоки питания

МаркировкаТипНапряжение на входе, ВНапряжение и ток на выходеМощность, Вт
SVPP-301 (576.3 Кб)
VITA 62 3U28 постоянного тока +3,3 В/10 А; +5 В/10 А; +12 В/25 А; −12 В/2 А; +3,3_AUX В/4 А300
SVPP-302 (576.5 Кб)
VITA 62 3U28 постоянного тока +3,3 В/50 А; +5 В/40 А; +12 В/21 А; ±12_AUX В/4,2 А; +3,3_AUX В/7 А 715
SVPP-303 (542.6 Кб)
VITA 62 3U85–264 переменного тока +3,3 В/25 А; +5 В/25 A; +12 В/30 А; ±12_AUX В/4 А; +3,3_AUX В/5 А 600
SVPP-304
VITA 62 3U220 переменного тока +3,3 В/30 А; +5 В/40 А; +12 В/16,7 А; +3,3_AUX В/4 А 400
SVPP-601 (601.1 Кб)
VITA 62 6U28 постоянного тока +12 В/100 А; ±12_AUX В/1,2 А; +3,3_AUX В/30 А; 1300
SVPP-602 (601.5 Кб)
VITA 62 6U28 постоянного тока +5 В/70 А; +12 В/50 А; ±12_AUX В/1,2 А; +3,3_AUX В/30 А; 1300
SVPP-603 (601.2 Кб)
VITA 62 6U90–264 переменного тока +5 В/25 А; +12 В/60 А; +3,3_AUX В/20 А; 850
SVPP-401 (471.3 Кб)
ATX100–240 переменного тока +3,3 В/12 А; +5 В/14 А; +12 В/14 А; −12 В/0,3 А 180
SVPP-402 (529.8 Кб)
ATX90–264 переменного тока +3,3 В/28 А; +5 В/35 А; +12 В/22 А; −12 В/1 А 300
SVPP-501 (448.3 Кб)
Custom220 переменного тока +5 В/56 А; +12 В/183 А; +3,3_AUX В/2,36 А 3100

Объединительные платы

Маркировка ТипКоличество слотовКраткое описание
SVPB-301 (699.3 Кб)
VPX3U3Топология согласно стандарта VITA 65 BKP3-CEN03-15.2.9-3, 8 дифференциальных пар по линиям данных от первого слота к второму и третьему.
SVPB-302 (681.5 Кб)
VPX3U6Топология согласно стандарта VITA 65 BKP3-DIS06-15.2.14-3, 1 слот коммутатора, 5 слотов функциональных модулей, кольцо 8 дифференциальных пар между модулями 1-5 по линиям данных, одиночная звезда по контрольным линиям.
SVPB-303 (720.8 Кб)
VPX3U8Топология согласно стандарта VITA 65 BKP3-CEN08-15.2.15-3, 2 слота коммутатора, 6 слотов функциональных модулей.
SVPB-305 (634.1 Кб)
VPX3U12Топология согласно стандарта VITA 65 BKP3-CEN12-15.2.6-3, 2 слота коммутатора, 10 слотов функциональных модулей, одиночная звезда 8 дифференциальных пар по линиям данных от каждого коммутатора, одиночная звезда от каждого коммутатора по контрольным линиям, последовательное кольцевое соединение 8 дифференциальных пар между слотами функциональных модулей по дополнительным линиям.
SVPB-601 (756 Кб)
VPX6U5Топология согласно стандарта VITA 65 BKP6-CEN05-11.2.5-3, 1 слот коммутатора, 4 слота функциональных модулей. Две звезды 8 дифференциальных пар от коммутатора к каждому слоту функциональных модулей по линиям данных. Две звезды от коммутатора к каждому слоту функциональных модулей по контрольным линиям. Последовательное соединение 16 дифференциальных пар между слотами функциональных модулей по дополнительным линиям.
SVPB-604 (656.8 Кб)
VPX6U10Топология согласно стандарта VITA 65 BKP6-CEN10-11.2.6-3, 2 слота коммутатора, восемь слотов функциональных модулей. Две звезды от каждого коммутатора к слотам функциональных модулей 8 дифференциальных пар по линиям данных. одиночная звезда от кадого коммутатора до слотов функциональных модулей по контрольным линиям. Последовательное соединение 16 дифференциальных пар между слотами функциональных модулей.
SVPB-606 (977.2 Кб)
VPX6U16Топология согласно стандарта VITA 65 BKP6-CEN16-11.2.2-3, 2 слота коммутатора, 14 слотов функциональных модулей. Две звезды от каждого коммутатора к слотам функциональных модулей 8 дифференциальных пар по линиям данных. Две звезды от каждого коммутатора к слотам функциональных модулей по контрольным линиям. последовательное соединение 16 дифференциальных пар между слотами функциональных модулей.