一種cpex總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，包括主模塊、存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊、CPCI模塊、電源模塊和抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱，所述主模塊通過CPEX總線同時(shí)與存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊連接，所述主模塊、存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊、CPCI模塊和電源模塊均設(shè)置于CPEX抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)箱內(nèi)部。本實(shí)用新型傳輸帶寬高、散熱性能好、可靠性強(qiáng)，能夠適用于強(qiáng)振動等惡劣環(huán)境。
【專利說明】 一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，對抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間、設(shè)備間、模塊間的傳輸帶寬提出更高的要求，傳統(tǒng)CPCI總線架構(gòu)計(jì)算機(jī)中的CPCI總線傳輸帶寬較低，無法有效發(fā)揮其功能性能；
[0003]現(xiàn)有的抗惡劣環(huán)境加固計(jì)算機(jī)中模塊的散熱主要采取鋁蓋板材料貼壁或空間輻射方式完成，隨著計(jì)算機(jī)模塊發(fā)熱量越來越高，對模塊的散熱性能要求也越來越高，單純鋁蓋板散熱方式已無法滿足要求；傳統(tǒng)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)中采用的CPCI總線連接器為針結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)彎針、連接器不可靠等問題，不適用于強(qiáng)振動等惡劣環(huán)境。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種傳輸帶寬高、散熱性能好、可靠性強(qiáng)的CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，包括主模塊、存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊、CPCI模塊、電源模塊和抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱，所述主模塊通過CPEX總線同時(shí)與存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊連接，電源模塊給主模塊、存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊和CPCI模塊供電，所述主模塊、存儲擴(kuò)展模塊、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊、CPEX/CPCI橋接模塊、CPCI模塊和電源模塊均設(shè)置于CPEX抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)箱內(nèi)部。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1)本實(shí)用新型通過抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，把CPEX抗惡劣環(huán)境系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)成全加固方式，使CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)能適應(yīng)惡劣環(huán)境；2)本實(shí)用新型設(shè)置有CPEX/CPCI橋接模塊，能夠完成與傳統(tǒng)CPCI總線系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡；3)本實(shí)用新型采用基于熱管的散熱方法明顯降低了主模塊的熱傳導(dǎo)熱阻，大大加強(qiáng)了主模塊對外的散熱性能；4)本實(shí)用新型采用CPEX總線高速串行總線方式，在印制板上信號的傳輸速率在2.5Gbps以上,相比于之前的CPCI規(guī)范的傳統(tǒng)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其系統(tǒng)內(nèi)信號速度有了很大的提升，大大緩解了系統(tǒng)的信號傳輸帶寬壓力。
[0007]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的原理圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本實(shí)用新型CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的熱管傳導(dǎo)散熱示意圖。
[0011]圖4為本實(shí)用新型CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的實(shí)施例的傳導(dǎo)散熱等效熱阻示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]結(jié)合圖1、圖2，本實(shí)用新型的一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，包括主模塊
1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4、CPCI模塊5、電源模塊6和抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱，所述主模塊I通過CPEX總線同時(shí)與存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4連接，電源模塊6給主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4和CPCI模塊5供電，所述主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊
2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4和電源模塊6均設(shè)置于CPEX抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)箱內(nèi)部。
[0013]結(jié)合圖3、圖4，所述主模塊I包括PCB模塊和散熱蓋板，PCB模塊與散熱蓋板通過導(dǎo)熱墊連接，散熱蓋板上設(shè)置有熱管，散熱蓋板與熱管通過導(dǎo)熱膠連接。
[0014]所述電源模塊6通過PCB電源信號線提供+12V、+5V、+3.3V、-12V電源給主模塊
1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4和傳統(tǒng)CPCI模塊5供電。
[0015]所述抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱為鋁制機(jī)箱。
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]結(jié)合圖1、圖2，一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，包括主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4、CPCI模塊5、電源模塊6和抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱，主模塊I通過CPEX總線同時(shí)與存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4連接；CPEX總線設(shè)置在機(jī)箱底板上，主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4、電源模塊6通過CPEX總線固定在機(jī)箱底板上，實(shí)現(xiàn)各功能模塊的信號互連。
[0019]電源模塊6將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流+12V、+5V、+3.3V、_12V電壓，通過PCB電源信號線給主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4和CPCI模塊5供電，主模塊1、存儲擴(kuò)展模塊2、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3、CPEX/CPCI橋接模塊4、CPCI模塊5和電源模塊6均設(shè)置于CPEX抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)箱內(nèi)部，抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱為鋁制機(jī)箱。計(jì)算機(jī)通過存儲擴(kuò)展模塊2擴(kuò)展存儲空間，通過雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3實(shí)現(xiàn)支持雙冗余切換功能的千兆網(wǎng)絡(luò)模塊，通過橋接模塊4實(shí)現(xiàn)CPCI設(shè)備的通信。
[0020]主模塊I包括PCB模塊和散熱蓋板，PCB模塊與散熱蓋板通過導(dǎo)熱墊連接，散熱蓋板上設(shè)置有熱管，散熱蓋板與熱管通過導(dǎo)熱膠連接。
[0021]其中，主模塊I型號為Intel Core i72655LE處理器，雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊3為PLX公司的PEX8114橋芯片和Intel公司的網(wǎng)絡(luò)芯片82546，CPEX/CPCI橋接模塊4為PLX公司的PEX8114橋芯片。
[0022]結(jié)合圖3，主模塊熱量通過導(dǎo)熱膠墊傳導(dǎo)給散熱蓋板，再通過導(dǎo)熱膠傳導(dǎo)給熱管，通過散熱蓋板和熱管一起將熱量傳導(dǎo)至機(jī)箱壁。主模塊的散熱蓋板為鋁蓋板，主模塊的熱量通過圖3所示路徑傳至機(jī)箱壁，將會遇到各種熱阻，其過程可用電模擬的方法進(jìn)行分析。
[0023]結(jié)合圖4，忽略空氣隙的導(dǎo)熱和輻射，PCB模塊和鋁蓋板之間的導(dǎo)熱墊大小取導(dǎo)熱墊的導(dǎo)熱系數(shù)K = 15W/(m.V );招蓋板的導(dǎo)熱系數(shù)K = 204W/(m.°C )；
[0024]熱管根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為并聯(lián)式的兩個散熱通道，通道I的等效面積為120_2，通道2的等效面積為360mm2，且各自分為加熱段和冷凝段，熱管的導(dǎo)熱系數(shù)K = 399ff/(m.°C );
[0025]熱管與鋁蓋板之間采用導(dǎo)熱膠粘結(jié)，其散熱等效面積與通道I和通道2的熱管散熱面積一致，導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)K = 4W/(m.°C )；
[0026]其中Rxg為PCB模塊和招蓋板之間導(dǎo)熱墊的熱阻；Rlg為招蓋板的熱阻；Ru為熱管的熱阻；R?_為熱管與鋁蓋板之間導(dǎo)熱膠的熱阻。
[0027]根據(jù)式Rt = δ /KAm以及熱管散熱計(jì)算機(jī)公式計(jì)算得:
[0028]PCB模塊和鋁蓋板之間導(dǎo)熱墊的熱阻為
[0029]Rxg = 0.3174°C /ff
[0030]鋁蓋板的熱阻為
[0031]Rlg = 19.9641X1(T3°C /ff
[0032]熱管通道I的熱阻Rq1和通道2的熱阻Rq2經(jīng)計(jì)算得出
[0033]Rrgl = 0.0418。。/ff, Rrg2 = 0.0139。。/W
[0034]導(dǎo)熱膠的熱阻
[0035]Rrj = 0.14°C /ff
[0036]主模塊的熱傳導(dǎo)途徑中總熱阻
[0037]

,D ^rel X Rrel、?
(Rn + --—)xi?ls

' 1J /?+/?,
Rsum = R +-^——^-=0.3371 C/W

。R , X R ^
(C)+?
iVrgl T iVrg2
[0038]該系統(tǒng)在實(shí)測過程中其熱阻不大于0.6°C /W，而傳統(tǒng)以及常用的熱阻在3?6°C /W左右，顯然，采用基于熱管的散熱方法明顯降低了主模塊的熱傳導(dǎo)熱阻，大大加強(qiáng)了主模塊對外的散熱性能，解決了密封機(jī)箱的高性能模塊的高功耗散熱問題。
[0039]本實(shí)用新型采用CPEX總線高速串行總線方式，在印制板上信號的傳輸速率在
2.5Gbps以上，相比于傳統(tǒng)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其系統(tǒng)內(nèi)信號速度有了很大的提升，大大緩解了系統(tǒng)的信號傳輸帶寬壓力；通過抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，把CPEX抗惡劣環(huán)境系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)成全加固方式，使CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)能適應(yīng)惡劣環(huán)境；在抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱中采用基于熱管的散熱方法明顯降低了主模塊芯片的熱傳導(dǎo)熱阻，大大加強(qiáng)了主模塊對外的散熱性能。
【權(quán)利要求】
1.一種CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其特征在于，包括主模塊[I]、存儲擴(kuò)展模塊[2]、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊[3]、CPEX/CPCI橋接模塊[4]、CPCI模塊[5]、電源模塊[6]和抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱，所述主模塊[I]通過CPEX總線同時(shí)與存儲擴(kuò)展模塊[2]、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊[3]、CPEX/CPCI橋接模塊[4]連接，電源模塊[6]給主模塊[I]、存儲擴(kuò)展模塊[2]、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊[3] XPEX/CPCI橋接模塊[4]和CPCI模塊[5]供電，所述主模塊[I]、存儲擴(kuò)展模塊[2]、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊[3]、CPEX/CPCI橋接模塊[4]、CPCI模塊[5]和電源模塊[6]均設(shè)置于CPEX抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)箱內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其特征在于，所述主模塊[I]包括PCB模塊和散熱蓋板，PCB模塊與散熱蓋板通過導(dǎo)熱墊連接，散熱蓋板上設(shè)置有熱管，散熱蓋板與熱管通過導(dǎo)熱膠連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其特征在于，電源模塊[6]通過PCB電源信號線提供+12V、+5V、+3.3V、_12V電源給主模塊[I]、存儲擴(kuò)展模塊[2]、雙冗余千兆網(wǎng)絡(luò)模塊[3]、CPEX/CPCI橋接模塊[4]和傳統(tǒng)CPCI模塊[5]供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CPEX總線架構(gòu)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)，其特征在于，所述抗惡劣環(huán)境CPEX機(jī)箱為鋁制機(jī)箱。
【文檔編號】G06F1/16GK204028774SQ201420514047
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】徐國強(qiáng), 王冶, 張望遠(yuǎn), 王緒利, 陳海榮, 黃江豐, 毛曉梅, 王子健, 王山偉, 陶崢嶸 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所