RU2460115C2 - Method of assembling hardware and software - Google Patents
Method of assembling hardware and software Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460115C2 RU2460115C2 RU2010127649/08A RU2010127649A RU2460115C2 RU 2460115 C2 RU2460115 C2 RU 2460115C2 RU 2010127649/08 A RU2010127649/08 A RU 2010127649/08A RU 2010127649 A RU2010127649 A RU 2010127649A RU 2460115 C2 RU2460115 C2 RU 2460115C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethernet
- module
- electronic module
- ssd
- bus
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, электроники, вычислительной техники и другим областям радиоэлектроники.The invention relates to the field of radio engineering, electronics, computer engineering and other fields of radio electronics.
Как известно, для формирования радиоаппаратуры различного назначения используется магистрально-модульный принцип построения ([1] - Шубарев В. и др. Магистрально-модульное построение РЭС - стратегическое направление радиоэлектронного приборостроения. “Электроника. Наука. Технология. Бизнес. Спецвыпуск”. 2008 г.), базирующийся на использовании базовых несущих конструкций (БНК). БНК предусматривают несколько уровней формирования аппаратуры: электронный модуль (плата) с функционально завершенным решением; крейт - для установки электронных модулей; стойку - для установки нескольких крейтов, обеспечивающую формирование комплекса аппаратуры определенного назначения.As you know, for the formation of radio equipment for various purposes, the main-modular construction principle is used ([1] - V. Shubarev and others. The main-modular construction of RES is a strategic area of radio-electronic instrumentation. "Electronics. Science. Technology. Business. Special issue." 2008 .), based on the use of basic load-bearing structures (BNK). BNKs provide for several levels of equipment formation: an electronic module (board) with a functionally complete solution; rack - for installing electronic modules; rack - for the installation of several racks, providing the formation of a complex of equipment for a specific purpose.
Многие варианты решений крейтов содержат в своем составе источники питания, вентиляционные системы как с верхним, так и с нижним расположением по отношению каркаса для электронных модулей, что характеризует их как стоечное решение для отдельных видов аппаратуры.Many solutions of subracks contain power supplies, ventilation systems with both upper and lower position relative to the frame for electronic modules, which characterizes them as a rack-mount solution for certain types of equipment.
Стойки, в которые устанавливаются крейты с аппаратурой, как правило, имеют источники питания и вентиляционные системы. Стойки обычно используются для компоновки комплекса аппаратуры определенного назначения. В зависимости от вариантов построения как крейтов, так и стоек, в них могуг использоваться отдельно поставляемые источники питания и вентиляционные системы.Racks in which the racks with equipment are installed, as a rule, have power sources and ventilation systems. Racks are usually used to build a set of equipment for a specific purpose. Depending on the options for constructing both racks and racks, they may use separately supplied power supplies and ventilation systems.
В большинстве решений крейтов в качестве объединительной платы электронно-управляемых модулей используются шина PCI или VME. Так, конструктивы компании ELMA используют шину VME. Программное управление электронными модулями, которые объединены шиной VME и возможными внешними связями, осуществляется с помощью контроллера VME, соединенного с внешней персональной ЭВМ (ПЭВМ) ([2] - Шаламов Г.Н. и др. Способ автоматизированного мониторинга систем радиосвязи. Патент №2263406 от 27.10.05. Россия). Крейты позволяют использовать и платные ЭВМ как дополнение для отдельных задач, так и для непосредственного использования взамен внешней ПЭВМ. Объединение нескольких компьютеров (нескольких крейтов с компьютерами в стоечном решении) осуществляется с помощью концентраторов (коммуникаторов Switch), позволяющих организовать локально-вычислительную сеть Ethernet.Most crate solutions use either the PCI or VME bus as the backplane of the electronically controlled modules. So, ELMA constructs use the VME bus. Software control of electronic modules that are connected by the VME bus and possible external connections is carried out using the VME controller connected to an external personal computer (PC) ([2] - GN Shalamov et al. Method for automated monitoring of radio communication systems. Patent No. 2263406 from 10.27.05. Russia). Crates allow you to use paid computers as an addition to individual tasks, and for direct use instead of an external PC. The combination of several computers (several crates with computers in a rack-mount solution) is carried out using hubs (Switch communicators), which allow organizing a local-area Ethernet network.
Необходимо отметить, что в отдельных случаях с целью защиты высокочувствительной аппаратуры, а также возможного решения задачи по электромагнитной совместимости, отдельные части аппаратуры и даже целые крейты помещают в экранирующие кожухи, способствующие значительному снижению уровня непреднамеренных электромагнитных излучений, но и увеличивающие массогабаритные характеристики компонуемой аппаратуры.It should be noted that in some cases, in order to protect highly sensitive equipment, as well as a possible solution to the problem of electromagnetic compatibility, separate parts of the equipment and even entire racks are placed in shielding casings, which contribute to a significant reduction in the level of unintentional electromagnetic radiation, but also increase the mass and size characteristics of the component equipment.
Исходя из изложенного, способ компоновки аппаратуры, построенной по магистрально-модульному принципу [1], принятый за прототип, осуществляется в соответствии со следующей процедурой:Based on the foregoing, the method of layout of equipment built on the main module principle [1], adopted as a prototype, is carried out in accordance with the following procedure:
- часть функционально завершенной аппаратуры компонуют в составе электронного модуля;- part of the functionally completed equipment is arranged as part of an electronic module;
- электронные модули устанавливают в крейт по соответствующим направляющим;- electronic modules are installed in the crate along the appropriate guides;
- для создания функционально завершенной программно-управляемой аппаратуры электронные модули в составе крейта объединяют с помощью шины VME и других внешних соединений;- to create a functionally complete software-controlled equipment, the electronic modules in the crate are combined using the VME bus and other external connections;
- управление работой аппаратуры крейта осуществляют с помощью контроллера шины VME, сопряженного с ПЭВМ (или платной ЭВМ);- management of the operation of the crate equipment is carried out using the VME bus controller, coupled to a PC (or paid computer);
- управление работой комплекса аппаратуры, содержащего несколько крейтов и несколько ЭВМ (стоечное исполнение), осуществляют по сети Ethernet, объединяющей несколько ЭВМ (ПЭВМ) с помощью концентратора ([3] - Стефан Рупп и др. Модульные концентраторы для наращивания пропускной способности связных структур в решениях стандарта Advanced ТСА. “Мир компьютерной автоматизации”. 2008 г., №8.) (коммутатора Switch) локальной вычислительной сети (ЛВС).- the operation of the equipment complex containing several crates and several computers (rack-mount version) is controlled via an Ethernet network that combines several computers (PCs) using a hub ([3] - Stefan Rupp and others. Modular hubs to increase the capacity of connected structures in solutions of the Advanced TSA standard. "World of Computer Automation". 2008, No. 8.) (Switch Switch) local area network (LAN).
Бурное развитие современных телекоммуникаций, направленное на значительное увеличение пропускной способности, скоростей передачи информации, требующих использования широких и сверхшироких полос частотного диапазона, все более увеличивающаяся интеграция сетей Internet и Ethernet, магистральных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и спутниковых систем на базе технологии IP (Интернет-протокол), требуют иного подхода по формированию и построению аппаратуры связных систем. В этой связи, благодаря усилиям ассоциации VITA (VME bus International Trade Association) на сегодня разработаны новые стандарты VITA 41 (VXS), VITA 46 (VPX) и VITA 48 (VPX REDI), базирующиеся на идее использования во встроенных системах последовательных интерфейсов с коммутацией пакетов (Switched fabrics), что обеспечило возможность приближения технологиям VME к технологии передачи данных в оптической 10 Gigabit Ethernet ([4] - Дэвид Компстон. Появление стандартов VPX и VPX REDI продлевает триумфальное шествие VME bus. “Мир компьютерной автоматизации”. 2006 г., №1).The rapid development of modern telecommunications, aimed at a significant increase in bandwidth, data transfer rates requiring the use of wide and ultra-wide frequency bandwidths, the ever-increasing integration of Internet and Ethernet networks, trunk fiber-optic communication lines (FOCL) and satellite systems based on IP technology (Internet Protocol), require a different approach to the formation and construction of equipment for communication systems. In this regard, thanks to the efforts of the VITA Association (VME bus International Trade Association), new standards VITA 41 (VXS), VITA 46 (VPX) and VITA 48 (VPX REDI) have been developed today, based on the idea of using serial switching interfaces in embedded systems packages (Switched fabrics), which made it possible to bring VME technologies closer to the data transfer technology in optical 10 Gigabit Ethernet ([4] - David Compston. The advent of VPX and VPX REDI standards extends the triumphal procession of VME bus. “The world of computer automation”, 2006 , No. 1).
Новые технологии VITA значительно улучшили возможности магистрально-модульного принципа построения аппаратуры на шине VME, но применительно к новым задачам не устранили существующие проблемы, связанные сNew VITA technologies significantly improved the capabilities of the backbone-modular principle of building hardware on the VME bus, but in relation to new tasks they did not eliminate the existing problems associated with
- трудностями по обеспечению электромагнитной совместимости и снижения уровня непреднамеренных электромагнитных излучений из-за открытого шинного интерфейса;- difficulties in ensuring electromagnetic compatibility and reducing the level of unintended electromagnetic radiation due to the open bus interface;
- большими массогабаритными характеристики;- large overall dimensions;
- длительным циклом технологического процесса производства.- a long cycle of the technological process of production.
Целью изобретения является создание нового способа компоновки аппаратно-программных средств, лишенного многих из перечисленных выше недостатков и обеспечивающего возможность работы с широкополосными и сверхширокополосными сигналами.The aim of the invention is to create a new method of layout of hardware and software, devoid of many of the above disadvantages and providing the ability to work with broadband and ultra-wideband signals.
Для достижения поставленной цели предлагается способ компоновки аппаратно-программных средств по технологии, названной Ethernet-module, заключающийся в том, что компонуемые в составе одного малогабаритного корпуса элементы сопрягают с технологией высокоскоростной Ethernet волоконно-оптического интерфейса.To achieve this goal, a method for composing hardware and software using a technology called Ethernet-module is proposed, which consists in combining elements that are part of a small-sized housing with high-speed Ethernet fiber-optic interface technology.
Согласно изобретению часть функционально завершенной аппаратуры, коммуникатор Switch волоконно-оптического интерфейса и контроллер сопряжения и управления твердотельным накопителем SSD по сети Ethernet формируют в составе электронного модуля, который совместно с компьютером-на-модуле и накопителем SSD устанавливают на радиаторе малогабаритного корпуса, при этом для создания функционально завершенного программно-управляемого корпусного модуля обеспечивают соединение компьютера-на-модуле по шине PCI Express с электронным модулем, по шине Gigabit Ethernet с коммуникатором Switch электронного модуля, а по шине Serial ATA (SATA) - с твердотельным накопителем SSD, второй вход которого соединяют с выходом электронного модуля по цепи управления Ethernet, в соответствии с чем управление работой комплекса аппаратуры, содержащего несколько корпусных модулей, осуществляют по сети Ethernet при последовательном соединении волоконно-оптических входов/выходов Ethernet корпусных модулей.According to the invention, a part of the functionally completed equipment, a fiber communicator Switch and an SSD SSD interface and control controller are formed via an Ethernet network as part of an electronic module, which, together with a computer-on-module and an SSD, are installed on a radiator of a small housing, the creation of a functionally complete program-controlled housing module provides the connection of the computer-on-module via the PCI Express bus with the electronic module, via the Gigabit Etherne bus t with the Switch communicator of the electronic module, and via the Serial ATA (SATA) bus with the SSD solid-state drive, the second input of which is connected to the output of the electronic module via the Ethernet control circuit, according to which the operation of the equipment complex containing several housing modules is controlled by Ethernet networks with serial connection of fiber-optic Ethernet inputs / outputs of housing modules.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа из литературы не известно и поэтому способ компоновки аппаратно-программных средств по технологии Ethernet-module соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".The combination of distinguishing features and properties of the proposed method is not known from the literature, and therefore, the method of assembling hardware and software using Ethernet-module technology meets the criteria of "novelty" and "inventive step".
На фиг.1 приведена структурная схема компоновки корпусного модуля по предлагаемому способу.Figure 1 shows the structural diagram of the layout of the housing module according to the proposed method.
На фиг.2 показан вариант размещения на радиаторе корпусного модуля функциональных устройств.Figure 2 shows a variant of placement of functional devices on the radiator of the housing module module.
На фиг.3, 4 и 5 соответственно показаны конструктивные решения различных стоек, крейта двухуровнего исполнения и электронного модуля, вставляемого в крейт по направляющим, по технологии магистрально-модульного построения аппаратуры [1].Figure 3, 4 and 5, respectively, show the structural solutions of various racks, a two-level crate and an electronic module inserted into the crate along the guides, using the technology of the main-module construction of the equipment [1].
В состав корпусного модуля (фиг.1) по предлагаемому способу (технология Ethernet-module) входят электронный модуль 1, накопитель SSD 2, компьютер-на-модуле nano ЕТХ express-SP 3 ([5] - Первый в мире “компьютер-на-модуле” nano ЕТХ Express-SP на базе Intel Atom. “Мир компьютерной автоматизации”. 2008 г., №3). В состав электронного модуля 1 входят часть функционально завершенных программно-управляемых технических средств 4, связанных по шине PCI Express с компьютером nano ЕТХ Express-SP 3, коммуникатор Switch 5, связанный по шине Ethernet с контроллером сопряжения и управления твердотельным накопителем SSD по сети Ethernet 6.The housing module (Fig. 1) according to the proposed method (Ethernet-module technology) includes an
В соответствии с предлагаемым способом компоновку аппаратно-программных средств по технологии Ethernet-module осуществляют в следующей последовательности:In accordance with the proposed method, the layout of the hardware and software using Ethernet-module technology is carried out in the following sequence:
- компонуемые в составе одного малогабаритного корпуса элементы сопрягают с технологией высокоскоростной Ethernet волоконно-оптического интерфейса;- the components that are part of a small-sized case interface with the technology of high-speed Ethernet fiber-optic interface;
- часть функционально завершенной аппаратуры, коммуникатор Switch волоконно-оптического интерфейса и контроллер сопряжения и управления твердотельным накопителем SSD по сети Ethernet формируют в составе электронного модуля;- part of the functionally completed equipment, the communicator Switch of the fiber-optic interface and the controller for pairing and controlling the solid-state drive SSD via Ethernet are formed as part of the electronic module;
- электронный модуль, компьютер-на-модуле и накопитель SSD устанавливают на радиаторе малогабаритного корпуса;- an electronic module, a computer-on-module and an SSD drive are installed on a radiator of a small-sized case;
- для создания функционально завершенного программно-управляемого корпусного модуля обеспечивают соединение компьютера-на-модуле по шине PCI Express с электронным модулем, по шине Gigabit Ethernet - с коммуникатором Switch электронного модуля, а по шине Serial ATA (SATA) - с твердотельным накопителем SSD, второй вход которого соединяют с выходом электронного модуля по цепи управления Ethernet;- to create a functionally complete program-controlled housing module, the computer-on-module is connected via the PCI Express bus to the electronic module, through the Gigabit Ethernet bus - with the Switch communicator of the electronic module, and via the Serial ATA (SATA) bus - with the SSD, the second input of which is connected to the output of the electronic module via an Ethernet control circuit;
- управление работой комплекса аппаратуры, содержащего несколько корпусных модулей, осуществляют по сети Ethernet при последовательном соединении волоконно-оптических входов/выходов Ethernet корпусных модулей.- the operation of the equipment complex containing several housing modules is controlled via Ethernet with a serial connection of fiber-optic Ethernet inputs / outputs of housing modules.
Необходимо отметить, что шина PCI Express нанокомпьютера не единственная, по которой возможны обработка и управление функциональной частью электронного модуля. Для этой цели могут быть использованы и шины USB 2.0.It should be noted that the PCI Express bus of the nanocomputer is not the only one through which processing and control of the functional part of the electronic module is possible. USB 2.0 buses can also be used for this purpose.
Как показано на фиг.2, для обеспечения оптимального теплового режима нанокомпьютера 3 его процессор плотно соприкасается с радиатором 7 корпусного модуля. С учетом этих же целей накопитель SSD 2 располагается непосредственно на радиаторе 7 корпусного модуля. Процессорная часть электронного модуля 1 через тепловой буфер 8 плотно соприкасается с радиатором 7 корпусного модуля.As shown in figure 2, to ensure optimal thermal conditions of the
Корпусной модуль имеет крышку 9, которая в зависимости от требований по электромагнитной совместимости и допустимого уровня непреднамеренных электромагнитных излучений может быть выполнена в виде экранирующего элемента (электромагнитный экран), в виде сеточного исполнения или исполнения из пластмассы.The housing module has a
Питание корпусного модуля осуществляется по цепи постоянного тока через входной фильтр по питанию (не показан). После входного фильтра по питанию в корпусе могут быть расположены дополнительные цепи стабилизированных питаний (при необходимости) на различные напряжения.The housing module is powered by a direct current circuit through an input power filter (not shown). After the power input filter, additional stabilized power circuits (if necessary) for various voltages can be located in the housing.
Корпусной модуль может крепиться к стене, балке, кронштейну, устанавливаться на столе, на другой аппаратуре и т.д. и т.п.The housing module can be attached to a wall, beam, bracket, mounted on a table, on other equipment, etc. etc.
Возможно решение комплекса аппаратуры в виде моноблока, формируемого с помощью стяжных болтов, соединяющих два, три или более корпусных модулей, при этом межмодульные соединения сети Ethernet и других возможных оптических соединений могут быть выполнены открытой оптикой.It is possible to solve a complex of equipment in the form of a monoblock, formed with clamping bolts connecting two, three or more housing modules, while the intermodular connections of the Ethernet network and other possible optical connections can be made by open optics.
Предварительные расчеты показали, что с учетом имеющихся данных по размерам входящих в состав корпусного модуля элементов, уровня интеграции современной элементной базы, развития систем оптики, волоконной оптики и нанотехнологий, корпусной модуль по технологии Ethernet-module может представлять собой устройство высотой 6U и шириной не более двух секций по технологии крейтов БНК.Preliminary calculations showed that taking into account the available data on the sizes of the elements included in the housing module, the level of integration of the modern element base, the development of optical systems, fiber optics and nanotechnology, the housing module using Ethernet-module technology can be a device with a height of 6U and a width of no more than two sections on BNK crate technology.
Предложенное решение обладает следующим спектром достоинств:The proposed solution has the following range of advantages:
- высокой эффективностью, т.к. представляет консолидированное решение для многих применений;- high efficiency since presents a consolidated solution for many applications;
- минимально возможными (на сегодняшний день) массогабаритными характеристиками;- the smallest possible (today) weight and size characteristics;
- высокой технологичностью;- high technology;
- малой металлоемкостью;- low metal consumption;
- значительно низким циклом производственных процессов при изготовлении;- significantly low cycle production processes in the manufacture;
- весьма эффективным подходом для обеспечения электромагнитной совместимости и снижения уровня электромагнитных излучений;- a very effective approach to ensure electromagnetic compatibility and reduce the level of electromagnetic radiation;
- высоким быстродействием и высокой пропускной способностью;- high speed and high throughput;
- возможностью перераспределения вычислительных ресурсов комплекса;- the possibility of redistributing the computing resources of the complex;
- возможностью оптимального перераспределения ресурсов памяти;- the possibility of optimal reallocation of memory resources;
- высокой гибкостью формирования различных технических средств;- high flexibility in the formation of various technical means;
- минимальными затратами при обслуживании;- minimum maintenance costs;
- значительно низкой себестоимостью;- significantly low cost;
- высокой ремонтопригодностью.- high maintainability.
Настоящее решение проходит апробацию в различных уровнях производства.This solution is being tested at various levels of production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127649/08A RU2460115C2 (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Method of assembling hardware and software |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127649/08A RU2460115C2 (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Method of assembling hardware and software |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010127649A RU2010127649A (en) | 2012-01-10 |
RU2460115C2 true RU2460115C2 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=45783520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010127649/08A RU2460115C2 (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Method of assembling hardware and software |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2460115C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6948021B2 (en) * | 2000-11-16 | 2005-09-20 | Racemi Systems | Cluster component network appliance system and method for enhancing fault tolerance and hot-swapping |
EP1947921A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-23 | MEN Mikro Elektronik GmbH | Electronic module |
RU2389058C2 (en) * | 2008-06-07 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Т-Платформы" | Server platform |
-
2010
- 2010-07-05 RU RU2010127649/08A patent/RU2460115C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6948021B2 (en) * | 2000-11-16 | 2005-09-20 | Racemi Systems | Cluster component network appliance system and method for enhancing fault tolerance and hot-swapping |
EP1947921A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-23 | MEN Mikro Elektronik GmbH | Electronic module |
RU2389058C2 (en) * | 2008-06-07 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Т-Платформы" | Server platform |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010127649A (en) | 2012-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101604962B1 (en) | System and method for flexible storage and networking provisioning in large scalable processor installations | |
US10824360B2 (en) | Data connector with movable cover | |
EP1884148B1 (en) | Data transport module | |
US20110310550A1 (en) | Rack server | |
RU2635896C1 (en) | High-performance computer platform based on processors with heterogeneous architecture | |
Rose | Serenity-An ATCA prototyping platform for CMS Phase-2 | |
CN213338710U (en) | Heterogeneous computing server based on full connection of multiple FPGA board cards | |
US9753881B2 (en) | FPGA based ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture) platform | |
RU2460115C2 (en) | Method of assembling hardware and software | |
CN103970713A (en) | High-scalability 1U server | |
CN217955105U (en) | Bearing board card, computer host equipment and computer | |
CN210119773U (en) | Information processing device based on OpenVPX bus | |
EP3301855B1 (en) | Network switches configured to employ optical or electrical interfaces | |
Torok et al. | Mechanical packaging, power, and cooling design for the IBM z13 | |
CN110461111B (en) | AI server architecture system supporting Intel GPU | |
US10873544B2 (en) | Switching using a power bar pass-through card | |
US20060062226A1 (en) | Switched fabric rear transition module and method | |
CN103744479A (en) | Eight-processor system and server | |
RU2806827C1 (en) | Modular network switch (variants) | |
CN202652249U (en) | Communication manager | |
Rolston et al. | Light on board™ optical IC packaging | |
CN202798751U (en) | 24-gigabit Ethernet rear transition module realized by 79527-5002 double-layer connector | |
Yurlin | Server Microprocessors Scalable Prototypes Building Technologies | |
Cirolia | Is the power market ready for Advanced Telecommunications Computing Architecture Systems (ATCA)-board-level power considerations? | |
CN203278855U (en) | Network hardware platform capable of flexibly configuring interfaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120706 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160706 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190718 |