ЖУРНАЛ СТА 3/2015

дением, которое позволяет одновре- менно решить как проблему устойчиво- сти системы к механическим воздей- ствиям, так и проблему теплоотвода (рис. 1). В этом случае тепло от нагре- тых электронных компонентов переда- ётся последовательно через несколько металлических теплопроводящих дета- лей на корпус шасси, с которого уже отводится воздухом, или на корпус но- сителя (например, в случае подводного аппарата). На сегодняшний день под- спецификации для систем с кондуктив- ным охлаждением есть во многих стан- дартах, основными из них являются VPX (несколько подспецификаций), CompactPCI Serial (в базовой специфи- кации) и MicroTCA (MTCA.3). Далее будут рассмотрены процессор- ные модули FASTWEL, а также вопросы конструктивной реализации бортового вычислительного комплекса с кондук- тивным охлаждением на основе вычис- лителя FASTWELCPC510, выполненно- го согласно стандарту CompactPCI Serial. C OMPACT PCI S ERIAL С КОНДУКТИВНЫМ ТЕПЛООТВОДОМ Система отвода тепла является одним из решающих факторов, характеризую- щих надёжность компьютера. По упро- щённой формуле срок эксплуатации компьютера уменьшается вдвое при уве- личении температуры на каждые 10°С. Стандарт CompactPCI Serial в настоящее время определяет два типа охлаждения модулей: конвекционный (воздушный) и кондуктивный. Система на основе кондуктивного теплоотвода предназначена для уста- новки модулей размером 122 × 162 мм (3U) с шагом 5HP. Габаритные размеры плат CompactPCI Serial с кондуктивным теплоотводом отличаются от плат с воз- душным теплоотводом (рис. 2). Кондук- тивные платы строятся на базе конвек- ционного модуля, заключённого в ме- таллический кожух. Это позволяет су- щественно сократить затраты произво- дителей на создание платы с кондуктив- ным теплоотводом и, как следствие, по- низить её себестоимость. В отличие от стандарта CompactPCI Serial, для плат в стандарте VPX про- изводитель разрабатывает две версии пе- чатных плат: одну для конвекционного исполнения, другую для кондуктивного. Делается это для соблюдения требова- ния стандарта по габаритам. Согласно стандарту VPX размеры платы в кондук- тивном исполнении должны быть таки- ми же, как и для версии с воздушным охлаждением. Данное отличие создаёт определённые трудности как для разра- ботчиков плат, так и для пользователей. Такой подход снижает гибкость VPX-си- стемы ввиду трудности, а зачастую от- сутствия возможности замены имею- щихся плат с воздушным охлаждением на платы с кондуктивным теплоотводом. Благодаря возможности переделки лю- бой платы стандарта CompactPCI Serial с воздушным охлаждением в модуль с кон- дуктивным теплоотводом пользователи могут быстро разработать систему с кон- дуктивным отводом тепла. Применение плат CompactPCI Serial позволяет по- вторно использовать уже накопленный багаж навыков, знаний, отработанных алгоритмов при модернизации суще- ствующих или разработке новых систем. П ОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ С КОНДУКТИВНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Построение системы с кондуктивным охлаждением, как правило, начинается с расчёта тепловыделения системы и выбора корпуса, обеспечивающего от- вод выделяемой тепловой энергии. Па- раллельно необходимо учитывать место установки корпуса, требования к меха- ническим и климатическим воздей- ствиям. Таким образом, это сложная ин- женерная задача и, как правило, се- рийно выпускаемых корпусов для систем с кондуктивным охлажде- нием не существует. Вычисли- тельный комплекс с кондук- тивным охлаждением строит- ся для конкретного заказчика и системы. Бортовой вычислительный ком- плекс с кондуктивным охлаждением конструктивно состоит из несколь- ких компонентов: модульного шасси с кросс-платой, блока питания и вычис- лительных модулей в специальных теп- лоотводящих кожухах с системой тепло- отвода (рис. 3). Модули в шасси прочно фиксируются при помощи специальных распорных клиновых зажимов Wedge- Lock и Card-Lock. Таким образом тепло полностью передаётся на кожух модуля, с которого благодаря большой площади контакта между ним и корпусомшасси в сочетании с высоким усилием прижатия клиновых зажимов легко отводится на корпус и далее во внешнюю среду. Модульная структура системы, бази- рующейся на платформенной концеп- ции, позволяет пользователю расши- рять и развивать её в будущем. Системы могут иметь различные геометрические размеры, электромагнитное экраниро- вание, степень защиты оболочки обору- дования, использовать различные вари- анты теплоотвода. Шасси системы собирается из фрезе- рованных алюминиевых деталей, свин- ченных друг с другом. Для изготовления деталей могут использоваться различные алюминиевые сплавы, соответствующие требованиям заказчика. Способ финиш- ной обработки поверхностей также мо- жет быть различным: чёрное анодирова- ние (наиболее выгодное, с точки зрения теплоотвода), никелирование, жёлтое хроматирование и др. Корпус шасси сна- ружи может иметь оребрение для улуч- шения теплоотдачи и систему крепёж- ных отверстий и фланцев для крепления различных аксессуаров, крепёжных кронштейнов и дополнительных кры- шек. Передняя и задняя крышки обычно симметричны, могут иметь различную глубину и дорабатываться в соответ- ствии с требованиями заказчика – иметь отверстия для размещения внешних разъёмов и переключателей. Конструкцияшасси должна обеспечи- вать максимально эффективную кон- тактную теплопередачу от нагретых ак- тивных компонентов на корпус шасси. Перед началом изготовления системы «в металле» обязательно проводится деталь- ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 7 СТА 3/2015 www.cta.ru Рис. 2. Габаритные размеры плат CompactPCI Serial с кондуктивным теплоотводом 140 20,3 87 7 7 13,8…15,3 122 Рис. 3. Бортовой вычислительный комплекс с кондуктивным охлаждением