×
10.07.2019
219.017.b1b7

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОМПОНОВКИ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002460115
Дата охранного документа
27.08.2012
Аннотация: Изобретение относится к способу компоновки аппаратно-программных средств. Технический результат заключается в увеличении быстродействия технических средств. 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. Обеспечивают соединение компьютера-на-модуле по шине PCI Express с электронным модулем, по шине Gigabit Ethernet с коммутатором Switch электронного модуля, а по шине Serial ATA - 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. 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, электроники, вычислительной техники и другим областям радиоэлектроники.

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.

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.

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.

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.

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.

Исходя из изложенного, способ компоновки аппаратуры, построенной по магистрально-модульному принципу [1], принятый за прототип, осуществляется в соответствии со следующей процедурой:

- часть функционально завершенной аппаратуры компонуют в составе электронного модуля;

- электронные модули устанавливают в крейт по соответствующим направляющим;

- для создания функционально завершенной программно-управляемой аппаратуры электронные модули в составе крейта объединяют с помощью шины VME и других внешних соединений;

- управление работой аппаратуры крейта осуществляют с помощью контроллера шины VME, сопряженного с ПЭВМ (или платной ЭВМ);

- 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).

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).

Новые технологии VITA значительно улучшили возможности магистрально-модульного принципа построения аппаратуры на шине VME, но применительно к новым задачам не устранили существующие проблемы, связанные с

- трудностями по обеспечению электромагнитной совместимости и снижения уровня непреднамеренных электромагнитных излучений из-за открытого шинного интерфейса;

- большими массогабаритными характеристики;

- длительным циклом технологического процесса производства.

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.

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.

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.

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".

На фиг.1 приведена структурная схема компоновки корпусного модуля по предлагаемому способу.

На фиг.2 показан вариант размещения на радиаторе корпусного модуля функциональных устройств.

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].

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.

В соответствии с предлагаемым способом компоновку аппаратно-программных средств по технологии Ethernet-module осуществляют в следующей последовательности:

- компонуемые в составе одного малогабаритного корпуса элементы сопрягают с технологией высокоскоростной Ethernet волоконно-оптического интерфейса;

- 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;

- электронный модуль, компьютер-на-модуле и накопитель SSD устанавливают на радиаторе малогабаритного корпуса;

- 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;

- управление работой комплекса аппаратуры, содержащего несколько корпусных модулей, осуществляют по сети Ethernet при последовательном соединении волоконно-оптических входов/выходов Ethernet корпусных модулей.

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.

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.

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.

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.

Корпусной модуль может крепиться к стене, балке, кронштейну, устанавливаться на столе, на другой аппаратуре и т.д. и т.п.

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.

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.

Предложенное решение обладает следующим спектром достоинств:

- высокой эффективностью, т.к. представляет консолидированное решение для многих применений;

- минимально возможными (на сегодняшний день) массогабаритными характеристиками;

- высокой технологичностью;

- малой металлоемкостью;

- значительно низким циклом производственных процессов при изготовлении;

- весьма эффективным подходом для обеспечения электромагнитной совместимости и снижения уровня электромагнитных излучений;

- высоким быстродействием и высокой пропускной способностью;

- возможностью перераспределения вычислительных ресурсов комплекса;

- возможностью оптимального перераспределения ресурсов памяти;

- высокой гибкостью формирования различных технических средств;

- минимальными затратами при обслуживании;

- значительно низкой себестоимостью;

- высокой ремонтопригодностью.

Настоящее решение проходит апробацию в различных уровнях производства.

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, отличающийся тем, что 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 АТА - 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.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 624.
20.11.2014
№216.013.088f

Система подачи топлива двигательной установки космического аппарата

Изобретение относится к области ракетно-космической техники. Система подачи топлива двигательной установки космического аппарата, содержащая блок управления, топливные баки с деформируемыми металлическими перегородками, разделяющими их на жидкостные и газовые полости, пневмомагистраль с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533592
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.12.2014
№216.013.1320

Способ и устройство генерации импульсного гамма-излучения короткоживущих изомеров атомных ядер

Изобретение относится к лазерной технике и технике формирования пучков заряженных частиц и генерации потоков электромагнитного излучения. Изобретение может использоваться, в частности, для разработки и получения источников импульсного (когерентного) электромагнитного ионизирующего излучения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536319
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1d38

Способ стабилизации параметров лампы бегущей волны (лбв) при настройке передатчика свч

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в радиотехнической и авиационной промышленности. Технический результат - повышение надежности работы СВЧ передатчика восьми миллиметрового диапазона длин волн с импульсной лампой бегущей волны (ЛБВ). Для этого способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538908
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.2147

Устройство детектирования каналов видеоконференцсвязи в системах передачи с временным уплотнением

Изобретение относится к технике цифровой связи и может быть использовано для поиска каналов видеоконференцсвязи в цифровых системах передачи информации с временным уплотнением. Технический результат состоит в обеспечении поиска сигналов видеоконференции в мультиплексном цифровом потоке в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539967
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.02.2015
№216.013.24a3

Система поиска разнородной информации в локальной компьютерной сети

Изобретение относится к средствам поиска и идентификации документов по их описаниям. Технический результат заключается в сокращении времени, затрачиваемого на проведение поиска нужной информации. Блок формирования индексных образов документов содержит первый блок удаления служебных символов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540832
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.24a4

Мультиплексирующий цифровой коррелятор

Изобретение относится к технике цифровой связи и может быть использовано для синхронизации канала управления динамического мультиплексора с временным или кодовым разделением каналов. Техническим результатом является сокращение интервала времени входа в синхронизм канала управления динамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540833
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.2566

Способ эвакуации экипажа из аварийной подводной лодки

Изобретение относится к способам спасания личного состава из аварийной подводной лодки. Способ эвакуации экипажа аварийной подводной лодки включает операции по эвакуации экипажа за пределы прочного корпуса подводной лодки, которые осуществляют шлюзованием через средства обеспечения выхода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541027
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2be4

Устройство обеспечения чистоты полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения

Изобретение относится к управлению параметрами среды в изделиях ракетно-космической технике при их подготовке на стартовом сооружении и в полете. Устройство включает в себя установленный на переходном отсеке (4) головной обтекатель (ГО) (3) полезной нагрузки (ПН) (1), выводимой ракетой (2)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542693
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c93

Ключевой усилитель мощности

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к ключевым усилителям высокой частоты, и может быть использовано в радиопередатчиках. Технический результат изобретения заключается в улучшении линейности усиления ключевых усилителей мощности за счет существенного снижения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542879
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d88

Устройство закрывания и фиксации крышки люкового устройства

Изобретение относится к устройствам закрывания и фиксации крышек люковых устройств и касается устройств закрывания и герметизации люков на сборочно-защитных блоках и блоках ракет-носителей. Устройство содержит узлы вращения, уплотнитель, седло, защелку закрытия крышки. Узлы вращения содержат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543124
Дата охранного документа: 27.02.2015
Показаны записи 1-1 из 1.
04.04.2018
№218.016.2eda

Способ определения координат неизвестного источника сигналов на земной поверхности в системе спутниковой связи

Изобретение относится к радиотехнике и связи и предназначено для определения координат неизвестного источника сигналов на земной поверхности в системах спутниковой связи, работающих через спутники на геостационарной орбите с прямой ретрансляцией сигналов. Технический результат - упрощение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644404
Дата охранного документа: 12.02.2018
+ добавить свой РИД