OpenVPX标准技术交流UCAS

OpenVPX标准技术交流李杰2014/1/10型号研制面临的挑战高可靠快速低成本标准化型谱化货架化OpenVPX2023/1/152提纲4OpenVPX发展概述123标准内容简介国内外产品及应用情况标准应用的几个常见问题2023/1/1531.1计算机标准组织1.2OpenVPX发展历史OpenVPX发展概述12023/1/1541.1计算机标准组织PCIPCIeCPCICPCIe工业计算机制造协会：为商业、工业计算机制定通用技术标准。VMEVXSVPX

OpenVPXVME国际贸易协会组织：为军用、航空航天、国防等领域提供高可靠性计算机标准。2023/1/1551.2OpenVPX标准发展历史2023/1/156美国国防部授权VITA组织，28家大公司联合制定2009年形成草案，2010年2月正式发布解决不同厂商兼容互操作问题形成开放竞争的规模化市场降低研制成本，缩短研制周期政府、用户、总包商和产品提供商各方受益总线标准发展历程2023/1/157OpenVPX标准计算机产品实物82023/1/152023/1/158标准内容简介22.1VITA46标准2.2VITA48标准2.3VITA65标准2023/1/159VITA46VPXVITA46.0VITA46.3VITA46.4VITA46.6VITA46.7VITA46.9VITA46.10VITA46.11VITA46.20VITA48REDIVITA48.0VITA48.1VITA48.2VITA48.3VITA48.5VITA65OpenVPXVITA65OpenVPX相关标准组成2023/1/15102.1VITA46（VPX）标准组成VITA46.0VPX基本标准VITA46.3VITA46基于SerialRapidIO互联VITA46.4 VITA46基于PCIExpress互联VITA46.6

VITA46基于GbitEthernet互联VITA46.7VITA46基于10GbitEthernet互联VITA46.9

PMC/XMC/GbE到3U/6UVITA46管脚镜像VITA46.10VITA46后传输板模块VITA46.11VITA46系统管理VITA46.20

VPX交换槽定义2023/1/1511VITA46.0供电主电源

副电源插板连接器及引脚定义定位螺栓尺寸

3U6U背板连接器及引脚定义定位螺栓2023/1/1512VITA46.0—供电主电源3U模块VS1：+12VVS2：+3.3VVS3：+5V6U模块VS1：+48V或+12VVS2：+48V(GND)或+12VVS3：+5V副电源3.3V为子模块供电例如XMC、PMC子板±12V为子模块供电例如PMC、FMC子板2023/1/1513VITA46.0—连接器及定位螺栓

定位螺栓

防止插拔板卡对接插件造成损伤防止板卡插错槽位2023/1/1514VITA46.0—3U插板结构尺寸2023/1/1515VITA46.0—6U插板结构尺寸2023/1/15162.2VITA48（REDI）标准组成48.0REDI基本标准

48.1风冷标准48.2导冷标准48.3液冷标准

48.5风冷补充标准2023/1/1517VITA48主要内容电路板结构要求电路板外部保护壳结构要求

结构和防静电的二级维护要求散热要求插板和背部的连接器位置要求应用环境要求（详见VITA47）2023/1/1518插板整体结构爆炸图2023/1/1519四级可靠性保障2023/1/15202.3VITA65标准（OpenVPX）供电分配系统控制参考时钟槽间距标准开发底板3U系统拓扑结构6U系统拓扑结构2023/1/15213U与6U结构主要支持交换型、全网型、主从型等拓扑结构并且支持多种槽位数量，如5槽、8槽、10槽、14槽，最大支持20槽3U8槽交换结构6U16槽交换结构

2023/1/1522典型系统结构6U9槽全网型结构

3U9槽主从结构

2023/1/1523典型系统结构国内外产品及应用情况32023/1/1524主要国外厂商2023/1/1525序号产品类别数量主要厂商1整机平台20余种GEBoeingMercuryLockheedMartin4DSPKontron......2主机板120余种GEKontronPCI-SystemMercuryCurtissWrightControlConcurrentTechnologiesExtremeEngineeringSolution......国外主要产品2023/1/1526序号产品类别数量主要厂商3FPGA/DSP处理板90余种GEKontronBittWareAlphaDATACurtissWrightControlMercurySystemsInc......4GPU板50余种5存储板40余种GEKontronPCI-SystemBehlmanElectionicsConcurrentTechnologiesCriticalI/ODAWNVME......6电源板30余种7交换板30余种8I/O板70余种国外主要产品2023/1/1527序号产品类别数量主要厂商9载板60余种Kontron4DSPCurtissWrightControlPCI-SystemAlphaDATAExtremeEngineeringSolutionConcurrentTechnologiesCriticalI/O......10子板100余种11机箱30余种ELMDAWNVMEExtremeEngineeringSolution......国外主要产品2023/1/1528国内市场约有几十种自研产品，初具产业规模国内主要产品2023/1/1529302023/1/15公司现有产品312023/1/15322023/1/15OV9370系统架构在国外市场，OpenVPX标准产品丰富、产业链完整，广泛应用于舰船、战车、导弹、飞机和卫星等领域。美军装备早期大量采用VME标准，正逐步升级过渡到OpenVPX标准。美国国防部通过制定政策鼓励使用COTS技术以降低成本，大大促进了OpenVPX产品市场的快速发展。国内市场正处于起步阶段，产品主要应用于新研的飞机、导弹、舰船等，大部分产品现处于预研论证阶段，一些雷达相关的型号进入了大规模应用阶段。我国空间站工程目前正计划采用OpenVPX标准产品，最早可能于2015年底进行在轨验证；其它部分航天型号在预研阶段采用了OpenVPX标准。产品应用情况2023/1/1533标准应用的几个常见问题42023/1/1534关于环境适应性导冷、风冷还是液冷？导冷结构环境适应性更好，可满足一般野外、战车、飞机、导弹、卫星的试验条件；导冷结构无运动部件，维护成本低；超大功耗的设备（300W以上）可以考虑使用风冷或液冷结构。如何实现导冷式高性能信号处理设备(HPEC)？先进的导冷材料高效能的处理架构2023/1/1535银箔铜板/铝板石墨烯石墨烯铝板/石墨烯镁铝板微型热管平面热管362023/1/15关于导冷材料CPU：Inteli7-980XE：108GFLOPS，130WPowerPC8641D：21GFLOPS，25WGPU：NVIDIAGTX280：720GFLOPS，290WDSP：TI

TMS320C6678：160GFLOPS，10WFPGA：XilinxXC7VX980T：987GFLOPS，20W372023/1/15关于高性能运算方案FPGA的主要优点：性能和功耗、体积、价格的最优化解决方案SystemOnChip

&TimeToMarketFPGA的高层次综合工具：VivadoXtremeDSPSynfora/AutoESL382023/1/15关于高性能FPGA的应用关于国产化原材料连接器电子元器件工艺2023/1/1539关于标准应用