一种cpex总线架构抗恶劣环境计算的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，包括主模块、存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块、CPCI模块、电源模块和抗恶劣环境CPEX机箱，所述主模块通过CPEX总线同时与存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块连接，所述主模块、存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块、CPCI模块和电源模块均设置于CPEX抗恶劣环境计算机箱内部。本实用新型传输带宽高、散热性能好、可靠性强，能够适用于强振动等恶劣环境。
【专利说明】 一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于抗恶劣环境计算机【技术领域】，特别是一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机。
【背景技术】
[0002]随着抗恶劣环境计算机系统的发展，对抗恶劣环境计算机系统间、设备间、模块间的传输带宽提出更高的要求，传统CPCI总线架构计算机中的CPCI总线传输带宽较低，无法有效发挥其功能性能；
[0003]现有的抗恶劣环境加固计算机中模块的散热主要采取铝盖板材料贴壁或空间辐射方式完成，随着计算机模块发热量越来越高，对模块的散热性能要求也越来越高，单纯铝盖板散热方式已无法满足要求；传统抗恶劣环境计算机中采用的CPCI总线连接器为针结构，容易出现弯针、连接器不可靠等问题，不适用于强振动等恶劣环境。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种传输带宽高、散热性能好、可靠性强的CPEX总线架构抗恶劣环境计算机。
[0005]实现本实用新型目的的技术解决方案为:一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，包括主模块、存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块、CPCI模块、电源模块和抗恶劣环境CPEX机箱，所述主模块通过CPEX总线同时与存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块连接，电源模块给主模块、存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块和CPCI模块供电，所述主模块、存储扩展模块、双冗余千兆网络模块、CPEX/CPCI桥接模块、CPCI模块和电源模块均设置于CPEX抗恶劣环境计算机箱内部。
[0006]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:1)本实用新型通过抗恶劣环境设计，把CPEX抗恶劣环境系统的模块设计成全加固方式，使CPEX总线架构抗恶劣环境计算机能适应恶劣环境；2)本实用新型设置有CPEX/CPCI桥接模块，能够完成与传统CPCI总线系统的平稳过渡；3)本实用新型采用基于热管的散热方法明显降低了主模块的热传导热阻，大大加强了主模块对外的散热性能；4)本实用新型采用CPEX总线高速串行总线方式，在印制板上信号的传输速率在2.5Gbps以上,相比于之前的CPCI规范的传统抗恶劣环境计算机，其系统内信号速度有了很大的提升，大大缓解了系统的信号传输带宽压力。
[0007]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型CPEX总线架构抗恶劣环境计算机的原理图。
[0009]图2为本实用新型CPEX总线架构抗恶劣环境计算机结构示意图。
[0010]图3为本实用新型CPEX总线架构抗恶劣环境计算机的热管传导散热示意图。
[0011]图4为本实用新型CPEX总线架构抗恶劣环境计算机的实施例的传导散热等效热阻示意图。
【具体实施方式】
[0012]结合图1、图2，本实用新型的一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，包括主模块
1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4、CPCI模块5、电源模块6和抗恶劣环境CPEX机箱，所述主模块I通过CPEX总线同时与存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4连接，电源模块6给主模块1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4和CPCI模块5供电，所述主模块1、存储扩展模块
2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4和电源模块6均设置于CPEX抗恶劣环境计算机箱内部。
[0013]结合图3、图4，所述主模块I包括PCB模块和散热盖板，PCB模块与散热盖板通过导热垫连接，散热盖板上设置有热管，散热盖板与热管通过导热胶连接。
[0014]所述电源模块6通过PCB电源信号线提供+12V、+5V、+3.3V、-12V电源给主模块
1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4和传统CPCI模块5供电。
[0015]所述抗恶劣环境CPEX机箱为铝制机箱。
[0016]下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]结合图1、图2，一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，包括主模块1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4、CPCI模块5、电源模块6和抗恶劣环境CPEX机箱，主模块I通过CPEX总线同时与存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4连接；CPEX总线设置在机箱底板上，主模块1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4、电源模块6通过CPEX总线固定在机箱底板上，实现各功能模块的信号互连。
[0019]电源模块6将220V交流电转换为直流+12V、+5V、+3.3V、_12V电压，通过PCB电源信号线给主模块1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4和CPCI模块5供电，主模块1、存储扩展模块2、双冗余千兆网络模块3、CPEX/CPCI桥接模块4、CPCI模块5和电源模块6均设置于CPEX抗恶劣环境计算机箱内部，抗恶劣环境CPEX机箱为铝制机箱。计算机通过存储扩展模块2扩展存储空间，通过双冗余千兆网络模块3实现支持双冗余切换功能的千兆网络模块，通过桥接模块4实现CPCI设备的通信。
[0020]主模块I包括PCB模块和散热盖板，PCB模块与散热盖板通过导热垫连接，散热盖板上设置有热管，散热盖板与热管通过导热胶连接。
[0021]其中，主模块I型号为Intel Core i72655LE处理器，双冗余千兆网络模块3为PLX公司的PEX8114桥芯片和Intel公司的网络芯片82546，CPEX/CPCI桥接模块4为PLX公司的PEX8114桥芯片。
[0022]结合图3，主模块热量通过导热胶垫传导给散热盖板，再通过导热胶传导给热管，通过散热盖板和热管一起将热量传导至机箱壁。主模块的散热盖板为铝盖板，主模块的热量通过图3所示路径传至机箱壁，将会遇到各种热阻，其过程可用电模拟的方法进行分析。
[0023]结合图4，忽略空气隙的导热和辐射，PCB模块和铝盖板之间的导热垫大小取导热垫的导热系数K = 15W/(m.V );招盖板的导热系数K = 204W/(m.°C )；
[0024]热管根据结构设计分为并联式的两个散热通道，通道I的等效面积为120_2，通道2的等效面积为360mm2，且各自分为加热段和冷凝段，热管的导热系数K = 399ff/(m.°C );
[0025]热管与铝盖板之间采用导热胶粘结，其散热等效面积与通道I和通道2的热管散热面积一致，导热胶的导热系数K = 4W/(m.°C )；
[0026]其中Rxg为PCB模块和招盖板之间导热垫的热阻；Rlg为招盖板的热阻；Ru为热管的热阻；R?_为热管与铝盖板之间导热胶的热阻。
[0027]根据式Rt = δ /KAm以及热管散热计算机公式计算得:
[0028]PCB模块和铝盖板之间导热垫的热阻为
[0029]Rxg = 0.3174°C /ff
[0030]铝盖板的热阻为
[0031]Rlg = 19.9641X1(T3°C /ff
[0032]热管通道I的热阻Rq1和通道2的热阻Rq2经计算得出
[0033]Rrgl = 0.0418。。/ff, Rrg2 = 0.0139。。/W
[0034]导热胶的热阻
[0035]Rrj = 0.14°C /ff
[0036]主模块的热传导途径中总热阻
[0037]
,D ^rel X Rrel、?
(Rn + --—)xi?ls
' 1J /?+/?,
Rsum = R +-^——^-=0.3371 C/W
。R , X R ^
(C)+?
iVrgl T iVrg2
[0038]该系统在实测过程中其热阻不大于0.6°C /W，而传统以及常用的热阻在3?6°C /W左右，显然，采用基于热管的散热方法明显降低了主模块的热传导热阻，大大加强了主模块对外的散热性能，解决了密封机箱的高性能模块的高功耗散热问题。
[0039]本实用新型采用CPEX总线高速串行总线方式，在印制板上信号的传输速率在
2.5Gbps以上，相比于传统抗恶劣环境计算机，其系统内信号速度有了很大的提升，大大缓解了系统的信号传输带宽压力；通过抗恶劣环境设计，把CPEX抗恶劣环境系统的模块设计成全加固方式，使CPEX总线架构抗恶劣环境计算机能适应恶劣环境；在抗恶劣环境CPEX机箱中采用基于热管的散热方法明显降低了主模块芯片的热传导热阻，大大加强了主模块对外的散热性能。
【权利要求】
1.一种CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，其特征在于，包括主模块[I]、存储扩展模块[2]、双冗余千兆网络模块[3]、CPEX/CPCI桥接模块[4]、CPCI模块[5]、电源模块[6]和抗恶劣环境CPEX机箱，所述主模块[I]通过CPEX总线同时与存储扩展模块[2]、双冗余千兆网络模块[3]、CPEX/CPCI桥接模块[4]连接，电源模块[6]给主模块[I]、存储扩展模块[2]、双冗余千兆网络模块[3] XPEX/CPCI桥接模块[4]和CPCI模块[5]供电，所述主模块[I]、存储扩展模块[2]、双冗余千兆网络模块[3]、CPEX/CPCI桥接模块[4]、CPCI模块[5]和电源模块[6]均设置于CPEX抗恶劣环境计算机箱内部。
2.根据权利要求1所述的CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，其特征在于，所述主模块[I]包括PCB模块和散热盖板，PCB模块与散热盖板通过导热垫连接，散热盖板上设置有热管，散热盖板与热管通过导热胶连接。
3.根据权利要求1所述的CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，其特征在于，电源模块[6]通过PCB电源信号线提供+12V、+5V、+3.3V、_12V电源给主模块[I]、存储扩展模块[2]、双冗余千兆网络模块[3]、CPEX/CPCI桥接模块[4]和传统CPCI模块[5]供电。
4.根据权利要求1所述的CPEX总线架构抗恶劣环境计算机，其特征在于，所述抗恶劣环境CPEX机箱为铝制机箱。
【文档编号】G06F1/16GK204028774SQ201420514047
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】徐国强, 王冶, 张望远, 王绪利, 陈海荣, 黄江丰, 毛晓梅, 王子健, 王山伟, 陶峥嵘 申请人:中国船舶重工集团公司第七一六研究所