加固計(jì)算機(jī)規(guī)范簡(jiǎn)介

概況

1.什么是計(jì)算機(jī)加固

所謂加固，就是為適應(yīng)某種惡劣環(huán)境，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)影響機(jī)器性能的各

種因素，諸如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)等所采取的相應(yīng)保證措施。也就是

說，計(jì)算機(jī)要在各種惡劣環(huán)境下使用，都應(yīng)采取相應(yīng)措施，否則，機(jī)器難于正常

運(yùn)轉(zhuǎn)，所采取的措施就是對(duì)機(jī)器進(jìn)行加固。

本文中所說的計(jì)算機(jī)主要包括小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)，也包括相應(yīng)的外圍

設(shè)備。其中，計(jì)算機(jī)包括服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)。

2.我國(guó)的特點(diǎn)

世界情況各不相同，就地理、政治情況來(lái)講，我國(guó)有以下特點(diǎn)：

①地域、領(lǐng)空遼闊；

②有眾多的江河、湖泊；

③有大片的沙漠：

④有數(shù)萬(wàn)公里長(zhǎng)的海岸線；

⑤有遼闊的海域；

⑥有其他特殊的使用環(huán)境；

⑦我國(guó)的軍事行動(dòng)重點(diǎn)是保衛(wèi)本國(guó)，而不是針對(duì)全球。

由于使用環(huán)境各不相同，因此，對(duì)機(jī)器的加固要求就各不一樣。

—.機(jī)器的加固標(biāo)準(zhǔn)

目前尚未發(fā)現(xiàn)國(guó)外有國(guó)家一級(jí)的計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)。如上面所說，由于國(guó)外的

地理位置、環(huán)境狀況、軍事目的與我國(guó)大不一樣，即使別國(guó)有加固標(biāo)準(zhǔn)，也難適

合于我國(guó)的要求。

我國(guó)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（民標(biāo)）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（民標(biāo)）、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)軍標(biāo)）、

行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)軍標(biāo)）。計(jì)算機(jī)沒有地方標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止，我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

雖有計(jì)算機(jī)規(guī)范，但它只是針對(duì)室內(nèi)使用的普通計(jì)算機(jī)制定的標(biāo)準(zhǔn)；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和

行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)都沒有制定專門的加固機(jī)標(biāo)準(zhǔn)：惟獨(dú)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)加固需求制

定了標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)中，不僅有計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，而且還有配套的外圍設(shè)備標(biāo)

準(zhǔn)。這些國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)都含有加固的要求。

具有加固要求的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)如下：

GJB322A-1998《軍用計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》；

GJB925-1990《串行擊打式軍用打印機(jī)通用規(guī)范》；

GJB926A-1999《軍用計(jì)算機(jī)用陰極射線管顯視設(shè)備通用規(guī)范》；

GJB928-1990《軍用軟磁盤機(jī)通用規(guī)范》；

GJB1316-1991《軍用溫式磁盤機(jī)通用規(guī)范》；

GJB1901A-2003《軍用巨型計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》；

GJB1945-1994《軍用計(jì)算機(jī)鍵盤通用規(guī)范》；

GJB2023-94《飛控計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》；

GJB3221-98《機(jī)載大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》。

與計(jì)算機(jī)有關(guān)的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)還有一些，但不是專門針對(duì)“加固”制定的，

所以沒有在此列出。

三.加固機(jī)的分類

加固機(jī)可以用各種方法進(jìn)行分類。在標(biāo)準(zhǔn)（主要是GJB322A軍用計(jì)算機(jī)通

用規(guī)范）中有兩種分類方法，即按使用環(huán)境和加固方式進(jìn)行分類。兩種情況的分

類如下：

1.按使用環(huán)境分類

按使用環(huán)境分為以下六類：

①地面環(huán)境

a）有空調(diào)機(jī)房環(huán)境；

b）無(wú)空調(diào)機(jī)房環(huán)境；

s）野外環(huán)境。

②車載環(huán)境

a）有空調(diào)，載體靜止環(huán)境；

b）無(wú)空調(diào)，載體靜止環(huán)境；

c）無(wú)空調(diào)，載體挪移環(huán)境。

③艦載環(huán)境

a）有空調(diào)，艙室環(huán)境；

b）無(wú)空調(diào)，艙室環(huán)境；

c）有掩蔽的艙外環(huán)境；

d）無(wú)掩蔽的艙外環(huán)境；

e）潛艇（水下）環(huán)境。

④機(jī)載環(huán)境

a）可控環(huán)境；

b）不可控環(huán)境。

⑤發(fā)射式環(huán)境

a）陸基發(fā)射式環(huán)境；

b）水下發(fā)射式環(huán)境；

c）空中（飛機(jī)、衛(wèi)星、飛船等飛行器）發(fā)射式環(huán)境。

⑥其他使用環(huán)境。

2.按加固形式分類

按加固形式分為以下I四類：

①普通型（共2類）；

②初級(jí)加固型（共2類）；

③加固型（共5類）；

④全加固型（共7類）。

各種加固型的類別名稱詳見下面第四大條的第2小條“各類加固的環(huán)境要求

及部份參數(shù)”。

四.加固機(jī)的技術(shù)要求

對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說，某種機(jī)器是不是加固機(jī)，是屬于哪一類加固機(jī)，都要反

映在標(biāo)準(zhǔn)中，要在標(biāo)準(zhǔn)中的“技術(shù)要求”條款中用一些必要的數(shù)據(jù)表示出來(lái)。在

現(xiàn)有國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)每種加固類別，都給出了相應(yīng)環(huán)境要求的各種必要參

數(shù)。

另一方面，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)都是產(chǎn)品的通用標(biāo)準(zhǔn)，而不是專門針對(duì)環(huán)境要求制定

的標(biāo)準(zhǔn)。為了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的完整性，因此，在標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求中，不僅有與環(huán)境相

關(guān)的技術(shù)內(nèi)容，而且有與環(huán)境關(guān)系不大的內(nèi)容，例如機(jī)器的功能、軟硬件要求、

安全等。為便于對(duì)加固性能集中敘述，故在本文中將機(jī)器的性能分為兩類，一類

是與加固類型關(guān)系不大的技術(shù)要求歸為“通用要求”，另一類是與加固類型密切

相關(guān)的技術(shù)要求。以下簡(jiǎn)單介紹這兩種要求，這些要求以GJB322A為例。

1.產(chǎn)品的通用要求

主要的要求如下：

①外觀結(jié)構(gòu)：各類的要求一致。

②硬件、軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：各類的要求一致。

③機(jī)器性能：由于產(chǎn)晶更新?lián)Q代非常快，而且各用戶對(duì)產(chǎn)品的性能要求不

一樣，因此只給出了參考值。

④安全性：各類的要求一致。

⑤電磁兼容：各類的要求一致。

⑥可靠性：可靠性雖然與環(huán)境條件有關(guān)，但主要是根據(jù)用要求提出來(lái)的。

在標(biāo)準(zhǔn)中給出了MTBF的系列值，這個(gè)系列中的任何一個(gè)值都不是針對(duì)某個(gè)具體

環(huán)境。

⑦維修性：各類的要求一致。

2.各類加固的環(huán)境要求及部份參數(shù)

加固機(jī)與環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容包括工作溫度、濕然、振動(dòng)、沖擊、自由跌落、加

速度、壓力（氣壓）、噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、霉菌、

鹽霧、運(yùn)輸、抗核加固。

上述加固要求并非各種類型的加固機(jī)都要采用，而是根據(jù)各類加固要求適

當(dāng)選用，例如，地面固定有空調(diào)機(jī)房環(huán)境的機(jī)器就沒有必要對(duì)日光輻射、防水、

吵塵、霉菌、鹽霧等提出要求。

下面給出計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中各類加固的具體環(huán)境要求，凡沒有提到的環(huán)境即是沒

有要求，某些要求也給出了具體參數(shù)。計(jì)算機(jī)和各種外設(shè)的加固類型和相應(yīng)指標(biāo)

詳見相應(yīng)的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。

①普通型

a）適合于地面固定有空調(diào)機(jī)房環(huán)境：

規(guī)定了，作溫度（15℃飛5℃）和濕熱要求，振動(dòng)（20Hz~60Hz）和沖擊是

可選項(xiàng)。

b）適合于地面固定無(wú)空調(diào)機(jī)房環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（0C~40℃）和濕熱要求。振動(dòng)（20Hz?60Hz）和沖擊是

可選項(xiàng)。

②初級(jí)加固型

a）適合于車載有空調(diào)載體靜止環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（5℃~40℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~200Hz）、沖擊、自由

跌落和運(yùn)輸要求。壓力、霉菌和鹽霧是可選項(xiàng)。

b）適合于艦載有空調(diào)艙室環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（5℃~40℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~80Hz）、沖擊、自由跌

落和運(yùn)輸要求。外殼防水、霉菌和鹽霧是可選項(xiàng)。

③加固型

a）適合于車載無(wú)空調(diào)載體靜止環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-15℃~50℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~500Hz）、沖擊、自

由跌落和運(yùn)輸要求。壓力、吵塵、霉菌和鹽霧是可選項(xiàng)。

b）適合于艦載無(wú)空調(diào)艙室環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-15℃~50℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~80Hz）、沖擊、自由

跌落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

c）適合于艦載有掩蔽的艙外環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-15℃~55℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz、80Hz）、沖擊、自由

跌落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

d）適合于潛艇環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（0℃~40℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~80Hz）、沖擊、自由跌

落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

e）適合于機(jī)載可控環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度1-20℃~40℃）、濕熱、振動(dòng)（10Hz~2000Hz）、沖擊、

自由跌落、加速度、壓力和噪聲要求。外殼防水、易爆性大氣和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

④全加固型

a）適合于野外環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-40℃~50℃）、濕熱、振動(dòng)（5Hz~200Hz）、沖擊、

自由跌落、日光輻射和外殼防水要求。壓力、易爆性大氣、吵塵、霉菌、鹽霧和

運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

b）適合于車載無(wú)空調(diào)的載體挪移環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度40℃~50℃）、濕熱、振動(dòng)（50Hz“500Hz）、沖擊、自

由跌落和運(yùn)輸要求。壓力、日光輻射、外殼防水、霉菌和鹽霧是可選項(xiàng)。

c）適合于艦載無(wú)掩蔽的艙外環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-40℃~65℃）、濕熱、振動(dòng)（15Hz~80Hz）、沖擊、自

由跌落、日光輻射，外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

d）適合于機(jī)載不可控環(huán)境

規(guī)定了工作溫度-50℃~70℃）、濕熱、振動(dòng)（10Hz~2000Hz）、沖擊、

自由跌落、加速度和壓力要求。噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、

霉菌、鹽霧和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

e）適合于陸基發(fā)射式環(huán)境

規(guī)定了工作溫度「50℃飛5℃）、濕熱、振動(dòng)（10Hz“50Hz）、沖擊、自

由跌落、加速度和壓力要求。噪聲、口光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、

霉菌、鹽霧和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

f）適合于水下發(fā)射式環(huán)境：

規(guī)定了工作溫度（-30℃飛0℃）、濕熱、振動(dòng)（50Hz~300Hz）、沖擊、自

由跌落、加速度、壓力、霉菌和鹽霧要求。噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性

大氣和運(yùn)輸是可選項(xiàng)。

g）適合于空中（飛機(jī)、衛(wèi)星、飛船等飛行器）發(fā)射式環(huán)境。

規(guī)定了工作溫度（-50℃~60℃）、濕熱、振動(dòng)（300Hz~2000Hz）、沖擊、

自由跌落、加速度、壓力、霉菌、鹽霧和運(yùn)輸要求。噪聲、日光輻射、外殼防水

和易爆性大氣是可選項(xiàng)。

在上述要求中，貯存運(yùn)輸溫度、恒定濕熱、沖擊、加速度、噪聲是按普通型、

初級(jí)加固型、加固型、全加固型分別給出參數(shù)，而不是環(huán)境類別給出參數(shù)。也就

是說，同一加固型的這幾項(xiàng)要求是一樣的。

此外，對(duì)于某些應(yīng)用情況，還應(yīng)有其他特殊要求，如在核和空間環(huán)境下工作

的計(jì)算機(jī)還應(yīng)具有抗輻射的能力。這些都要具體產(chǎn)品具體規(guī)定。

在標(biāo)準(zhǔn)中，還對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要求給出了試驗(yàn)方法，以及判定產(chǎn)品是否合格的質(zhì)

量保證規(guī)定等。

五.計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)情況和建議

1.從計(jì)算機(jī)的應(yīng)用環(huán)境來(lái)看，其他新的應(yīng)用環(huán)境條件可能有一些，但大多

數(shù)可以參照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中的類似環(huán)境選擇加固等級(jí)，所以，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軍用通用

規(guī)范GJB322AT的8暫時(shí)還沒育修訂的必要，而且尚無(wú)修訂的打算。所以，現(xiàn)后

的GJB322A-1998目前是合用的。

2.我國(guó)的計(jì)算機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9813-2000《微型計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》正在修

訂。據(jù)現(xiàn)在修訂的情況來(lái)看，它的環(huán)境要求的指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了惡劣環(huán)境條件下

的使用要求，例如，標(biāo)準(zhǔn)修改稿（草案）中的溫度只適合于地面固定的室內(nèi)較舒

適的環(huán)境。因此，該項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即使完成定稿，但也不適合于民用或者軍用加固

計(jì)算機(jī)使用。

3.我國(guó)的海、陸、空幅員泛博，環(huán)境復(fù)雜。在這些復(fù)雜環(huán)境條件下，不僅

在軍事設(shè)施中運(yùn)行著大量的計(jì)算機(jī)，而且在民用設(shè)施中也運(yùn)行著大量的計(jì)算機(jī)，

某些民用環(huán)境的惡劣程度不一定比軍用環(huán)境好。為了使計(jì)算機(jī)能在惡劣環(huán)境條件

下使用，在我國(guó)尚未制定民用加固計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，建議民用加固計(jì)算機(jī)及

其外圍設(shè)備使用軍用計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備規(guī)范的相應(yīng)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。

說明：若要“摘要、主題辭”，就用下面的內(nèi)容，并將其移到前面去，若不要就

將其刪去。

摘要：本文介紹了什么是計(jì)算機(jī)加固，我國(guó)的計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備加固方面的標(biāo)準(zhǔn)，

標(biāo)準(zhǔn)中加固的分類情況，計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)的各種技術(shù)要求，計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)

的可能情況，并提出了使用計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)的建議。

主題辭：計(jì)算機(jī)加固標(biāo)準(zhǔn)

車載加固機(jī)技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2022TT8來(lái)源：

1綜述

電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，不僅使計(jì)算機(jī)內(nèi)在的數(shù)據(jù)處理能力日新月異，同時(shí)

也使計(jì)算機(jī)的外部形式與應(yīng)用形態(tài)產(chǎn)生了極大改變。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用需求,根據(jù)不同的應(yīng)

用環(huán)境，逐漸從靜態(tài)的家庭與辦公領(lǐng)域，拓展到動(dòng)態(tài)的有多種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)動(dòng)環(huán)境中，

從而產(chǎn)生了能夠抵御惡劣環(huán)境的新的計(jì)算機(jī)門類。加固型計(jì)算機(jī)一一從應(yīng)用形態(tài)匕

有一體式、嵌入式、便攜式、手持式等；從使用功能上，可以是臺(tái)式、機(jī)架、平板、

挪移等；從加固的深度上，有初級(jí)加固型、加固型、全加固型等結(jié)構(gòu)形式；從應(yīng)用功

能上，可以是個(gè)人機(jī)動(dòng)背負(fù)、車載、機(jī)載、艦載等。其中尤以車載加固機(jī)的應(yīng)用，無(wú)

論在品種、數(shù)量與使用的技術(shù)上更為普及。

1.1應(yīng)用

車載加固機(jī)目前廣泛應(yīng)用于國(guó)防、交通、新聞、地質(zhì)、醫(yī)療、采礦、消防、救援等領(lǐng)

域。車載加固機(jī)應(yīng)該是諸多特殊用途的特種計(jì)算機(jī)的一個(gè)獨(dú)立門類，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求

的不斷普及，車載加固機(jī)勢(shì)必會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。在醫(yī)療與救援中，急救處理車、

緊急救援車，消防指揮車；在傳媒與新聞行業(yè)，采訪車、轉(zhuǎn)播車、信號(hào)發(fā)射車；在地勘與

采礦領(lǐng)域，勘測(cè)車、采集車等等；在國(guó)防與軍事領(lǐng)域中車載加固機(jī)應(yīng)用更為普及，無(wú)論是

指揮、通信、監(jiān)控、導(dǎo)航、火控、勤務(wù)等等，無(wú)論何種車載系統(tǒng)都要以車載加固機(jī)為核心。

車載加固機(jī)不同于在一部挪移車輛中通過一部便攜計(jì)算機(jī)外加一部手機(jī)所實(shí)現(xiàn)的

簡(jiǎn)單的通信連接，車載加固機(jī)的功能是作為一套完整的車載系統(tǒng)的核心，是車內(nèi)的一

切電子設(shè)備的中樞平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)監(jiān)控、導(dǎo)航定位、

過程控制、故障診斷等復(fù)雜操作。

作為信息鏈中居于中樞地位的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在迸入二十世紀(jì)九十年代后，伴有著

電子和信息技術(shù)的進(jìn)步得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和運(yùn)用。歐美技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的一些廠商無(wú)論

在加固計(jì)算機(jī)的技術(shù)理念還是在產(chǎn)品的架構(gòu)體系、質(zhì)量保證體系都有了比較清晰的技

術(shù)規(guī)范和專業(yè)化的研發(fā)規(guī)模，并源源不斷的運(yùn)用到機(jī)動(dòng)裝備中去。在車載、艦載、機(jī)

載領(lǐng)域，諸如美國(guó)的SBS公司、ZMicrosystems公司、SECS公司，德國(guó)的Kontron

公司；在挪移加固領(lǐng)域，如Fieldworks公司、ACME、GETAC等。這些公司針對(duì)不同的

應(yīng)用場(chǎng)合，大都形成為了獨(dú)具特色的產(chǎn)品體系和質(zhì)量體系，諸如常態(tài)加固級(jí)、歐標(biāo)加

固級(jí)、美軍標(biāo)加固級(jí)等，用來(lái)滿足不同場(chǎng)合和環(huán)境條件的軍事應(yīng)用需求。

我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，以研華、艾訊、凌華、威達(dá)等廠商為代表，在工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，

特殊是工業(yè)級(jí)CPCI總線技術(shù)、ETX總線技術(shù)和STX總線技術(shù)方面的研發(fā)能力和產(chǎn)品規(guī)

模都達(dá)到了相當(dāng)?shù)某潭龋⑦M(jìn)入高速發(fā)展的階段。這些高新技術(shù)性能與傳統(tǒng)工控機(jī)產(chǎn)

品和技術(shù)的結(jié)合，也為車載加固計(jì)算機(jī)提供了良好的產(chǎn)品和技術(shù)基礎(chǔ)。

國(guó)內(nèi)車載加固機(jī)技術(shù)應(yīng)用較之于國(guó)外水平相對(duì)滯后，無(wú)論是技術(shù)和工藝水平以及

產(chǎn)品化程度，還是規(guī)范化和研發(fā)的能力和規(guī)模，都還存在較大的差距。隨著國(guó)家對(duì)國(guó)

防工業(yè)重視程度的提高和資金投入支持的加大，新的技術(shù)成就的日新月異，以及企業(yè)

對(duì)新技術(shù)和新工藝積極的跟蹤、吸收、消化，這種差距正在呈現(xiàn)逐步縮小的趨勢(shì)。一

些軍工企業(yè)和民營(yíng)高科技企業(yè)加大投入，運(yùn)用最新的電子和信息技術(shù)成就，基于各自

的目標(biāo)市場(chǎng)，研發(fā)和生產(chǎn)不同層次和不同目標(biāo)需求的加固型計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、周邊設(shè)名和

系統(tǒng)。軍工企業(yè)由于其先天的資源優(yōu)勢(shì)，在車載加固計(jì)算機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)上捷足先登，

已形成一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，諸如中國(guó)電子科技集團(tuán)公司15所，中船舶重工集團(tuán)707、70

9、719所，中國(guó)航天科工集團(tuán)8357所,湘計(jì)海盾，浪潮超越、以及其它軍工院所等，

都針對(duì)各自的對(duì)口市場(chǎng)和應(yīng)用目標(biāo)形成為了相關(guān)的加固計(jì)算機(jī)部件、產(chǎn)品和系統(tǒng)。民

營(yíng)高科技企業(yè)也涌現(xiàn)出艾雷斯科技、盛博科技、新松佳和、同普中視等，借鑒和吸

收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)成就，投入有效資源從事車載加固計(jì)算機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)。在可■以

預(yù)見的將來(lái)，國(guó)內(nèi)車載加固計(jì)算機(jī)定會(huì)形成產(chǎn)業(yè)化的垂直市場(chǎng)并進(jìn)一步縮短與歐美

發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

1.2概念

對(duì)于車載加固機(jī)而言，雖然看上去只是應(yīng)用場(chǎng)所的改變，但對(duì)于計(jì)算機(jī)的要求卻

有了本質(zhì)的變化，在家庭與辦公中，使用環(huán)境應(yīng)滿足計(jì)算機(jī)的要求，而在野外機(jī)動(dòng)使

用中，計(jì)算機(jī)要滿足使用環(huán)境的要求。

為實(shí)現(xiàn)這種變化，車載加固機(jī)采取了各種相應(yīng)的技術(shù)處理措施，提出了更高的技術(shù)要

求。一方面是車載加固機(jī)的外部，體現(xiàn)出比普通計(jì)算機(jī)要高得多的結(jié)構(gòu)的密封性和堅(jiān)固性，

使其具有防塵、防潮、防鹽霧和抗振動(dòng)、抗沖擊、抗電磁干擾等特性，另一方面是對(duì)內(nèi)在

部件魯棒性提出的更高要求，如部件的耐熱、抗疲勞，抗電磁浪涌沖擊以及電源波動(dòng)適應(yīng)

性等。

1.3規(guī)范

軍事電子和信息技術(shù)應(yīng)用的快速變革，極大的提高了武器平臺(tái)、戰(zhàn)地指揮平臺(tái)和

中央指揮平臺(tái)的效能，特殊是基于數(shù)據(jù)鏈交互的信息指揮平臺(tái)，更加體現(xiàn)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)

的高技術(shù)特色。從某種意義上講，數(shù)字化信息技術(shù)的運(yùn)用已把傳統(tǒng)意義上的戰(zhàn)爭(zhēng)疆域

概念限定在極度狹窄的時(shí)域空間，導(dǎo)致了現(xiàn)代軍事學(xué)說的劃時(shí)代變革一一從基于武器

平臺(tái)的兵種機(jī)動(dòng)合成作戰(zhàn)到基于信息平臺(tái)的快速、精確打擊，使機(jī)動(dòng)化戰(zhàn)術(shù)失去了戰(zhàn)

術(shù)存在的基礎(chǔ)。通過伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍陸軍悖于常規(guī)的大縱深快速挺進(jìn)更加左證了數(shù)

字化信息指揮平臺(tái)的特殊重要性。信息化數(shù)據(jù)平臺(tái)的無(wú)縫鏈接，已把現(xiàn)代軍事學(xué)說提

高到一個(gè)跨時(shí)代的斬新階段。

車載加固機(jī)在軍事與國(guó)防中應(yīng)用最為廣泛，軍事電子和信息技術(shù)由于其特殊的應(yīng)用屬

性，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的武器控制平臺(tái)、戰(zhàn)地指揮平臺(tái)和中央指揮信息鏈交互平臺(tái)中處于愈發(fā)重

耍的地位。軍事用途的i-算機(jī)系統(tǒng)由于其中樞神經(jīng)地位，必須保障其更可靠、更安全的運(yùn)

行機(jī)制，才干保證計(jì)算機(jī)的各種敏感部件在惡劣環(huán)境下正常工作而不受影響。因此，軍事

用途的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須按照徹底能夠經(jīng)受苛刻環(huán)境考驗(yàn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)造，或者基于

最優(yōu)化的計(jì)算平臺(tái)選擇實(shí)施可靠性、安全性為目的的加固技術(shù)措施。由于前種方式的時(shí)

效性和成本性等要素的先天缺陷，采用優(yōu)選計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行加固的計(jì)算機(jī)是當(dāng)前世界軍

事用途計(jì)算機(jī)的主流形式。

正是因?yàn)檐娪糜?jì)算機(jī)的重要性，國(guó)家為此制定了國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB322A-98《軍用計(jì)算

機(jī)通用規(guī)范》。從而擺脫了早期生產(chǎn)的車載加固機(jī)并沒有統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)的無(wú)序狀態(tài)。《軍

用計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》頒布之后，車載加固機(jī)有了明確隹分類、具體的要求和可評(píng)價(jià)體系。

在CJB322A-98中，軍用計(jì)算機(jī)從性能上分為：服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、嵌

入式計(jì)算機(jī)和其他。而從類型上分為：普通型、初級(jí)加固型、加固型、全加固型.車

載加固機(jī)在應(yīng)用時(shí)即可單機(jī)獨(dú)立，亦可以多級(jí)級(jí)聯(lián)或者并行使用。

GJB322A-98對(duì)車載環(huán)境規(guī)定：

1.3.1.2：車載環(huán)境

a.有空調(diào)，載體靜止環(huán)境；

b.無(wú)空調(diào)，載體靜止環(huán)境；

c.無(wú)空調(diào)，載體挪移環(huán)境。

GJB322A-98對(duì)軍用計(jì)算機(jī)類型規(guī)定：

1.3.2.2a.a類：初級(jí)加固型適合于車載有空調(diào)。

1.3.2.3a.a類：加固型適合于車載無(wú)空調(diào)。

1.3.2.4b.b類:全加固型適合于車載無(wú)空調(diào)挪移環(huán)境。

GJB322A-98中，軍用計(jì)算機(jī)從性能特性上分為

a.服務(wù)器：包括中心級(jí)服務(wù)器、部門級(jí)服務(wù)器、工作組級(jí)服務(wù)器；

b.工作站；

c.個(gè)人計(jì)算機(jī)；

d.嵌入式計(jì)算機(jī)；

e.其他。

在GJB322A-98中，通過一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的引用對(duì)車載加固機(jī)在技術(shù)特點(diǎn)、環(huán)境要

求、質(zhì)量保證、檢驗(yàn)方法、交裝貯運(yùn)等方面做出了詳盡的規(guī)定。

GJB322A-98《軍用計(jì)算機(jī)通用規(guī)范》不僅作為軍用計(jì)算機(jī)的通用規(guī)范，同時(shí)亦應(yīng)

成為車載加固機(jī)業(yè)界的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2技術(shù)特征

2.1性能特性

乍載加固機(jī)通常是由處理系統(tǒng)、顯示器、電源、機(jī)箱等部件組成，與通用計(jì)算機(jī)

大體相同，但是部件的具體形態(tài)與結(jié)構(gòu)有較大差異。。

車載加固機(jī)的實(shí)現(xiàn)目前主要有如下幾種方式：

1、把優(yōu)選的計(jì)算組合平臺(tái)封裝到特制的加固機(jī)箱內(nèi)；

2、基于優(yōu)化平臺(tái)內(nèi)核的自定義擴(kuò)展功能重設(shè)計(jì)的單板計(jì)算機(jī)加固；

3、基于板級(jí)和部件級(jí)加固的系統(tǒng)級(jí)加固。

2.1.1需求特點(diǎn)

車載加固型計(jì)算機(jī)普通工作在沙塵飛揚(yáng)、顛簸振動(dòng)、高溫寒冷、強(qiáng)電磁干擾等惡劣的

野外環(huán)境，而且使用頻繁，甚至全天運(yùn)行，通過油機(jī)或者電池供電。因此較之于通用計(jì)算

機(jī)有下述區(qū)別。

2.1.2內(nèi)部配置

車載加固計(jì)算機(jī)在配置上的第一要?jiǎng)?wù)是核心處理系統(tǒng)的選擇。區(qū)別于通用計(jì)算機(jī)，其

最大的特點(diǎn)是首先要在保證可靠性和安全性的前提下對(duì)計(jì)算性能進(jìn)行選擇。因此，不同于

通用計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)工控機(jī)對(duì)CPU速度性能的刻意追求，而是在著意于滿足計(jì)算性能的基礎(chǔ)

上對(duì)計(jì)算平臺(tái)的電氣和物理性能的穩(wěn)固性的要求，同時(shí)兼顧對(duì)其它系統(tǒng)部件（諸如載板、

存儲(chǔ)、顯示及其它I/O部件等）的性能時(shí)常性特殊的要求。

2.1.3結(jié)構(gòu)形式

車載加固機(jī)機(jī)型分類：臺(tái)式、機(jī)柜式、獨(dú)立一體式、便攜式。

機(jī)型圖片見附錄。

結(jié)構(gòu)形式的重要性在于根據(jù)使用環(huán)境決定裝載空間、安裝方式和電纜連接要求。現(xiàn)在

越來(lái)越多的車載加固機(jī)采用開放的體系結(jié)構(gòu)，使之能夠在配件的性能和加固特性上具有更

多的選擇，順應(yīng)主流的通用的計(jì)算平臺(tái)。

2.1.4外部連接

車載加固機(jī)需要通過連接器接駁外部裝置，越來(lái)越多樣化的外部裝置需要通過接口適

配器連接，而每增加一個(gè)接口連接器就是對(duì)車載加固機(jī)在可靠性與電磁兼容能力的一項(xiàng)考

驗(yàn)。有些專用車輛或者平臺(tái)可為車載加固機(jī)提供獨(dú)特接口，但普通平臺(tái)沒有這種能力，因

此要求車載加固機(jī)增強(qiáng)和擴(kuò)充配接連接器的能力，從而通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口交換數(shù)據(jù)。

2.2技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1核心技術(shù)

以往車載加固機(jī)，通常選用傳統(tǒng)商用或者傳統(tǒng)工控機(jī)CPU板卡和其它組件封裝在

加固機(jī)箱中，構(gòu)成車載加固機(jī)系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)商用或者傳統(tǒng)工控機(jī)CPU卡無(wú)論在電

氣性能和機(jī)械性能的穩(wěn)固性方面，都存在先天性的不足，使得基于此類平臺(tái)的車載

加固計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性難盡人意。進(jìn)入2000年后，一些基于標(biāo)準(zhǔn)的高性能工

業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)總線技術(shù)開始應(yīng)用于車載加固計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，使其可靠性和可用性大幅度

提高。這些新的高性能的核心技術(shù)包括：CPCI總線技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)ETX總線技

術(shù)和STX總線技術(shù)等，為車載加固機(jī)提供了更加穩(wěn)固的計(jì)算平臺(tái)選擇。

目前最普遍使用的車載加固計(jì)算機(jī)技術(shù)平臺(tái)為：CPCI、VME、ETX、STX.PC104等。

以下?lián)褚榻B三種應(yīng)用較為普及且具有良好技術(shù)前景的技術(shù)平臺(tái)。

2.2.2CPCI計(jì)算技術(shù)平臺(tái)

CPCI是CompactPCI的簡(jiǎn)稱，是一種基于標(biāo)準(zhǔn)PCI總

線的小巧緊湊而又堅(jiān)固可靠的高性能總線技術(shù)。它將VME

密集堅(jiān)固的封裝和極佳的冷卻效能與通用便宜、技術(shù)發(fā)展

迅速的PC資源高度融合，定義了更加堅(jiān)固耐用的PCI版

本。在電氣、邏輯和軟件方面，它與PCI標(biāo)準(zhǔn)徹底兼容。

使用標(biāo)準(zhǔn)的Eurocard外型插卡，安裝于固定支架上。

2.2.2.1CPCI規(guī)格

?業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)PCI芯片組，以低價(jià)格提供高性能

?單總線8個(gè)槽，可通過PCI橋擴(kuò)展

?歐式插卡結(jié)構(gòu)

?高密度氣密2mm針孔接頭

?前面板安裝和拆卸

?板卡垂直安裝利于冷卻

.強(qiáng)抗沖擊和振動(dòng)特性

2.2.2.2CPCI的結(jié)構(gòu)

CPCI板遵從Eurocard工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),定義了3U(100mmX160mm)6U(233.35mmX160

mm)兩種板尺寸，其具體形狀如圖所示。3U高度是滿足64位CPCI總線要求的最小尺寸；

61的尺寸是為了滿足信號(hào)線外擴(kuò)的需要以及板上器件空間外擴(kuò)的需要。CPCI背板連接器

共有5個(gè)插座，JCJ5O規(guī)范只定義了J1和J2的信號(hào)線管腳，3U的CPCI板包括了J1

和J2的插座，J3~J5插座包含在6U的CompactPCI板上，J3~J5的信號(hào)定義保留。

CPCI系統(tǒng)由一個(gè)或者一個(gè)以上的CPCI段組成，每一個(gè)

段包括1塊系統(tǒng)板(SystemSlot)和7塊外圍板(Peri

pheralSlot),板與板中心的間距為20.32mm。系統(tǒng)收

為所有在段內(nèi)的板提供仲裁、時(shí)鐘分配和復(fù)位功能。系

統(tǒng)板負(fù)責(zé)執(zhí)行系統(tǒng)的初始化，管理每一個(gè)本地板的IDSE

L信號(hào)。在物理上，系統(tǒng)板可以插在背板上的任何位置

為了簡(jiǎn)化問題，規(guī)范規(guī)定最左邊的槽位為系統(tǒng)板的插槽

(從背板前面看)。

2.2.2.3CPCI的三大關(guān)鍵技術(shù)

PCT局部總線

標(biāo)準(zhǔn)的Eurocard尺寸(根據(jù)IEEE1101.1機(jī)械標(biāo)準(zhǔn))

HD(高密度)2mm引腳與插座連接器(IEC認(rèn)可，Bellcore)

PCI是一種獨(dú)立于處理器的數(shù)據(jù)總線，非但性能良好而且價(jià)格便宜。PCI局部總線定

義兩種數(shù)據(jù)寬度：32位和64位，總線速度可達(dá)66MHZ,理論數(shù)據(jù)處理能力：32位為264M

B/S,64位為528MB/S。大多數(shù)計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)都支持PCI。因?yàn)橛写罅恐С諴CI的產(chǎn)品，

使得PCI產(chǎn)品既便宜又容易買到。擁有這些優(yōu)勢(shì)，PCI總線非常適合在高速計(jì)算和高速數(shù)

據(jù)通訊領(lǐng)域中應(yīng)用。

?歐式插卡機(jī)械結(jié)構(gòu)

歐式插卡機(jī)械結(jié)構(gòu)是一種由VMEbus推廣的工業(yè)級(jí)封裝標(biāo)準(zhǔn)。有兩種歐式插卡規(guī)格：3

U和6Uo3UCPCI卡尺寸為160mmxlOOmm,6U卡為16cmmx233.35mm.。CPCI卡的前面板符

合IEEE1101.1和IEEE1101.10標(biāo)準(zhǔn)，并且可以包含可選的EMC密封圈以降低電磁干擾。

典型情況下前面板包含I/O接口，LED指示燈和開關(guān)。CPCI也支持IEEE1101.11的后面

板I/O。由于其易于維護(hù)的特性，后面板"0在電信設(shè)備上用的非常普遍。由于所有的連

線都連接在后部轉(zhuǎn)接板上，前面的CPCI插卡沒有任何連線，因此可以在更換板卡時(shí)無(wú)需

重新連線。

?針孔連接器

CPC1使用符合1EC-1076國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)高密度氣密式針孔連接器，其2mm的金屬針腳具有

低感抗和阻抗，從而減少了高速PCI總線引起的信號(hào)反射，使CPCI系統(tǒng)在單總線段即可

達(dá)到8個(gè)槽，CPCI定義了5種接口：J1到J5。3UCPCI板卡惟獨(dú)J1和J2兩個(gè)接口，6U

板J1到J5都包括。J1和J2在3U和6UCPCI板卡上的定義是一樣的，因此3U和61CPC

I板卡在電氣上是可以互換的。

2.2.2.4CPCI與傳統(tǒng)商用/工業(yè)PC的比較優(yōu)勢(shì)

采用CPCI架構(gòu)的計(jì)算平臺(tái)，相對(duì)于商業(yè)PC和傳統(tǒng)的工業(yè)PC架構(gòu)來(lái)講，更能適應(yīng)

相對(duì)作業(yè)環(huán)境較為惡劣的環(huán)境（諸如溫度、沖擊、振動(dòng)、灰塵、電磁干擾、射頻干擾

等），從而保證系統(tǒng)在惡劣條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。

CPCI基于PICMG2.0規(guī)范。CPCI的電氣特性與PCI總線相同，因此用戶的軟件和

普通PC兼容，現(xiàn)有的PCI外圍卡也可以很容易移植到CPCI平臺(tái)。PCI使用2nm高密

度針孔總線連接器，和使用金手指連接器的PCI卡相比，具有連接可靠、徹底氣密的

特點(diǎn)，板卡的抗振性和抗腐蝕性大大提高。此外，CPCI板卡采用經(jīng)過20余年現(xiàn)場(chǎng)使

用考驗(yàn)的歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)。歐規(guī)卡采用垂直安裝、前抽取結(jié)構(gòu)，提高了板卡的散熱性、抗

振性和易維護(hù)性。

CPCI雖然與標(biāo)準(zhǔn)FCI屬同一標(biāo)準(zhǔn)，二者還是有很大的不同。與傳統(tǒng)商用PC和工

控機(jī)相比，CPCI具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、系統(tǒng)抗振性強(qiáng)

□

CPCT板卡上下有導(dǎo)軌固定，板卡的前端通過氣密性的針孔連接器和背板相連，每

個(gè)接頭具有10kg的結(jié)合力。板卡可以通過面板螺絲固定在機(jī)箱上。CPCI板卡的先后

上下都被固定，因此系統(tǒng)抗振性大大提高

2、支持帶電拔插

a

CPCT的背板使用長(zhǎng)中短插針結(jié)構(gòu)，其中Power和Ground針腳最長(zhǎng)，可以保證板

卡安全的帶電插入拔出。此外板選信號(hào)IDSEL,BDSEL#針腳最短，系統(tǒng)借由此信號(hào)可

以得知板卡是在插入過程或者是拔出過程。此外，CPCI制定了熱插拔的硬件過程和軟

件

管理接口，保證了板卡熱插拔過程的有效性。

3、支持后走線，便于方便配線

a

CPCT的板卡的信號(hào)線不用從板卡前面板引出，可以通過背板將信號(hào)線用轉(zhuǎn)接或從

后端引出。當(dāng)更換板卡時(shí)，不需要更換信號(hào)線，這樣減少了更換板卡的工作量并減少

因更換信號(hào)線而引起的出錯(cuò)概率。此外信號(hào)線從后端引出，設(shè)備前端也會(huì)比較美觀。

4、板卡垂直安裝，有利于散熱

a

CPCT板卡采用歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)，板卡垂直安裝，系統(tǒng)的散熱氣流從下而上吹，符合空

氣對(duì)■流原理,散熱效果好。

5、CPCI板卡具有更好的電氣特性

臼CTO苜板插針和接頭全部鍍金，并嚴(yán)格定義了信號(hào)蘆的最長(zhǎng)長(zhǎng)度,PCB板的住抗、

以禺電容、PCI上拉電阻阻值等電氣參數(shù)，因此CPCI的

電氣特性要優(yōu)于普通ICI工控

機(jī)。

6、防腐和電磁屏蔽性好

CPCI使用2mm氣密性針孔總線連接器，鹽霧、酸諄和帶電粉塵不能腐蝕總線。同

時(shí)，CPCI的全鋁合金機(jī)箱外殼和板卡的U型彈簧片能給系統(tǒng)提供良好的電磁屏蔽保護(hù)。

7、抗靜電好

CPCI板卡下端具有3段靜也導(dǎo)出條，可以靜電導(dǎo)出到大地。此外CPCI規(guī)定系統(tǒng)

的邏輯地和機(jī)箱地隔離，保持系統(tǒng)不受外界干擾。基于P1CMG1.0的工控機(jī)無(wú)法做到機(jī)

箱地和邏輯地隔離。

8、機(jī)箱深度淺，便于機(jī)柜安裝

CPC1的機(jī)箱深度惟獨(dú)258mm,大大短于普通工控機(jī)的機(jī)箱深度400~450nini,給機(jī)

柜安裝留下了更大空間，便于用戶安裝其它配線設(shè)備。

2.2.2.5CPCI面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)技術(shù)選擇的遷移

目前，CPCI產(chǎn)品設(shè)計(jì)者總能在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義的規(guī)范下所提供的功率與空間范疇內(nèi)，實(shí)

現(xiàn)產(chǎn)品使用者對(duì)效能表現(xiàn)的期望以及滿足周邊裝置的需求。隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)界開始準(zhǔn)備下一

代的X86處理器與技術(shù)，這些挑戰(zhàn)也變得更加難以克服。這些挑戰(zhàn)包括卡板的大小、可供

應(yīng)的功率，以及散熱問題等。目前的單槽CPCI處理器卡板采用1.7GHz的MobilePentiu

m4微處理器，最典型的是產(chǎn)生30Watts的功率消耗，這些卡板在大部份的CPCI系統(tǒng)中所

能提供的每槽50Watss功率的條件下是沒有問題的，當(dāng)設(shè)計(jì)者開始將目標(biāo)放在3GHzPent

ium4微處理器，消耗SOWatts的功率時(shí)，在散熱的處理上和空間限制上的挑戰(zhàn)就變得比

較嚴(yán)重了。要解決這些挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)者所要了解的不僅是在PICMG2.0中所定義的CPCI詳細(xì)

規(guī)范，還包括了內(nèi)存空間限制、板卡尺寸大小限制、散熱技術(shù)設(shè)計(jì)等的種種假設(shè).XfCPC

I卡板的產(chǎn)品使用者而言，也必須對(duì)下一代x86處理器會(huì)對(duì)平臺(tái)的使用帶來(lái)何種關(guān)連性的

影響要有一個(gè)系統(tǒng)性的概念。基于此，在當(dāng)前x86處理器技術(shù)不斷高速發(fā)展的情況下，用

戶對(duì)抗惡劣工作環(huán)境的高性能計(jì)算平臺(tái)的選擇，特殊是期望產(chǎn)品有相對(duì)穩(wěn)定的生命周期的

情況下，傾向從嵌入式及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品一一諸如ETX(STX)或者有長(zhǎng)周期支持的產(chǎn)品線

進(jìn)行選擇。這些產(chǎn)品并不像桌上型計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器的處理器那樣前端，生命周期是用

年而不是用月來(lái)計(jì)算。此外，該類產(chǎn)業(yè)也藉由mobileprocessor的使用而取得一些優(yōu)

勢(shì)，其處理器在電源供應(yīng)的需求上和嵌入式以及電信領(lǐng)域的應(yīng)用非常類似，同時(shí)，產(chǎn)品

功能的定義

和集成度具有更高的靈便性。

2.2.3ETX計(jì)算技術(shù)平臺(tái)

ETX(EmbededTechnologyextended),是嵌入式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)。基于ETX技術(shù)

的核心模塊，涵蓋了高性能x86系列的CPU、芯片組、南北橋、顯示芯片、網(wǎng)絡(luò)芯片、音

頻控制器、SuperI/O控制器等,是高度集成化的All-in-onePC基核。背面的4X100p

in總線引腳定義了PC的標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)以及PCI和ISA信號(hào)等。應(yīng)用時(shí)在基板上設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)

的4XlOOpin插座，擴(kuò)展的I/O功能可通過總線上的PCI或者ISA實(shí)現(xiàn)。ETX產(chǎn)品具有較

長(zhǎng)的生命周期。

不同檔次的CPU提供不同的性能。只需使用4個(gè)100-Pin的高密度的連接器就可以把

集成在ETX模塊上的所有PC功能引到定制的包含用戶額外功能的Baseboard(背板)上，

ETX模塊與Baseboard合二為一，共同構(gòu)成所需功能的板卡。基于ETX模塊的產(chǎn)品很容易

升級(jí)，在Baseboard不變的前提下，只需插上新一代ETX模塊即可。

ETX可安裝在以下規(guī)范的板子上：

ATX、PICMG、CPCI、ISA、PCI、PC-104.PISA、VME與其它。

2.2.3.1ETX目標(biāo)應(yīng)用

當(dāng)通用CPU板卡的功能、I/O接口、尺寸大小、連接器位置等不能滿足應(yīng)用需求時(shí)，

或者期望產(chǎn)品自身保持相當(dāng)?shù)纳芷冢_放式標(biāo)準(zhǔn)的ETX是最佳選擇。ETX是針對(duì)各類

專業(yè)應(yīng)用的嵌入式PC主板，主要面向?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和使用者。基于ETX設(shè)計(jì)，

可根據(jù)實(shí)際需要自定義板卡的形狀、功能、尺寸、接插件位置和類型等，并能直接集成擴(kuò)

展的"0功能。從而增加了主板的集成度，同時(shí)也縮短了開辟周期并簡(jiǎn)化了整個(gè)生產(chǎn)過程。

ETX應(yīng)用系統(tǒng)都需要用戶自己設(shè)計(jì)底板，在底板上設(shè)計(jì)四個(gè)ETX插座(X1-X4),以ETX

為核心，在周邊設(shè)計(jì)I/O和PCI/ISA相關(guān)接口電路，PCB設(shè)計(jì)4層或者4層以上，電源最

好設(shè)計(jì)為單獨(dú)的內(nèi)電層。

2.2.3.2ETX總線接口

ETX接口由PCI、ISA總線及許多I/O口組成,它是通過四個(gè)lOOpin的連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)

的

ETX連接器XI：PCI總線、USB、聲卡

ETX連接器X2：ISA總線

ETX連接器X3：VGA、LCD(LVDS)、COM1/2、IrDA,鍵盤/鼠標(biāo)

ETX連接器X4：EIDE(X2)、以太網(wǎng)、特性信號(hào)

2.2.3.3ETX模塊包含的芯片和信號(hào)

表貼CPU

系統(tǒng)邏輯/套片

系統(tǒng)存儲(chǔ)器

PCI&ISABUS

圖形適配器

?VGA圖形接口

LCD接口

USBmasters

2個(gè)E-IDE通道1個(gè)用于板內(nèi)FlashDisk,另1個(gè)由ETX接口引出

?SUPERI/O控制器：串行接口(TTL電平)，IR通訊口，雙向并行口，鍵盤/PS-2鼠標(biāo)

口，軟盤控制器

?1O/1OOMBLAN通過ETX接口引到Baseboard上的隔離變壓器上

?IDEFlashDisk

其他附加信號(hào)

2.2.3.4ETXBaseboard

Baseboard也稱為載板或者背板，是ETX模塊的I/O出口（通過ETX接口）。

Baseboard可以提供標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換并輸出PCI/O信號(hào)，如COM口TTL電平至RS-

232/422/485轉(zhuǎn)換，AC-link至AC'97語(yǔ)音轉(zhuǎn)換（經(jīng)過AC'97CODEC）,Ethernet信號(hào)數(shù)

字至摹擬轉(zhuǎn)換，輸出并I」信號(hào)，IrDA、Floppy.ISB、IDE、LCD、CRT信號(hào)等等，ETX還

提供數(shù)個(gè)PCImaster和完整的ISA信號(hào)，這使得未來(lái)的設(shè)計(jì)者能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的PC總

線接口配備特殊的功能。另外，還可輸出第二個(gè)IDE,以及其它的TTLLCD信號(hào)，可以向

Baseboard引出2組FPC接口，以更好地滿足應(yīng)用需要。

Baseboard的設(shè)計(jì)成本相對(duì)不高，Baseboard上可提供額外的功能并可把連接器準(zhǔn)確

地安放在所需的位置。

2.2.3.5ETX插頭高度配置

為了將ETX模塊恰當(dāng)?shù)匕惭b在Baseboard上，要給兩塊板子之間的元器件留有足夠的

空間，ETX模塊有兩種不同的配置：TypeI/TypeII：

TypeI.

ETX模塊使用4.6mm高的插頭，為兩板之間的元器件留出4.5m空間。

?TypeII.

ETX模塊使用6.6mm高的插頭，這種配置為Baseboard板上的元器件到ETX板之間留

有2mm以上的空間。

ETX接口由2對(duì)200-Pin連接器組成：ETX模塊一側(cè)有2個(gè)插頭，分別命名為P1和P

2,Baseboard一側(cè)有2個(gè)插座，分別命名為J1和J2。

2.2.3.6ETX基本開辟步驟

I、確認(rèn)系統(tǒng)的主要功能和達(dá)到的性能，初步選擇配置一種ETX

2、選擇外圍設(shè)備和接口芯片；

3、在臺(tái)式機(jī)上開辟應(yīng)用；

4、評(píng)估系統(tǒng)的能力和達(dá)到的指標(biāo)；

5、反復(fù)修改配置和程序；

6、確認(rèn)ETX配置和外圍電路：

7、進(jìn)行步驟3、4、5、6的同時(shí)進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)、加工；

8、安裝ETX,程序下載到ETX系統(tǒng)；

9、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，修改程序。

2.2.4STX計(jì)算技術(shù)平臺(tái)

STX（SmcirtTechnologyextended）在電氣性能方面與ETX處于同一檔次,但有

較之于更好的機(jī)械特性，更小的結(jié)構(gòu)尺寸，更多的附加信號(hào)，支持PC104+,是快速開

發(fā)高集成度、高性能All-in-one單板專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理想選擇。

STX允許獨(dú)立于頻繁更換部件的PC機(jī)的特殊應(yīng)用并保證用戶解決方案的長(zhǎng)期性。

在持久的解決方案中由于使用最合適的SoM's模塊，STX通常承諾最好的CPU和圖形

性能而不改變用戶的基板設(shè)計(jì)。

a

a

SoM6丫51?111-0口-2-\10€111105）是一個(gè)高度集成為了PC系統(tǒng)的Al1-in-One模塊，

以STX為基礎(chǔ)的STX模塊，其集成為了所有通用PC的功能。是用戶快速、高性價(jià)比

的單板機(jī)設(shè)計(jì)的高階基礎(chǔ)。所有System-on-a-Modules包含：

皿貼PIII級(jí)以上處理器

薪統(tǒng)邏輯/芯片組□

［系統(tǒng)內(nèi)存

*C1&ISA總線

Zftll形適配器

3GA圖形接口

邦字平臺(tái)圖形接口

鄧個(gè)USB控制器

四個(gè)E-IDE通道□

一個(gè)用于板內(nèi)Flash盤

另一個(gè)引到STX接口

“uperI/O控制器帶有

2個(gè)串行UARTs作為TTL信號(hào)

引到STX接口

1個(gè)紅外端口

1個(gè)雙向并行端口

鍵盤&PS/2鼠標(biāo)控制器

軟驅(qū)控制器

*成AC'97聲音系統(tǒng)的數(shù)字接口

衛(wèi)0/100Mbit快速以態(tài)網(wǎng)控制器，引到STX接口

衛(wèi)DEFlash盤

STX接口將內(nèi)嵌式PC的傳統(tǒng)PCB技術(shù)從保守的應(yīng)用（如工業(yè)控制或者多媒體系統(tǒng)）

中分離出來(lái)。

以下是基于低功耗PI11400-850STX模塊的相關(guān)特性描述

特性：

Intel低功耗PentiumIII850/700,6□

50/500,400處理器

4roSavageTwister和SuperSout

h芯片組

聊有4M共享顯存的AGP4XSavage4

圖形加速器

Z^O-DIMM插槽的PC133內(nèi)存最高可達(dá)

1.5GB

皿成為了8-128MFlash盤

［柒成為了SoundBlasterPro硬件

物子尺寸：96X90mn

引到STX接口的SoM接口:

鼻FT顯示和CRT監(jiān)控器

袤頻輸入，音頻輸出

鄧個(gè)USB

小個(gè)串口

心個(gè)并口

和E和FDC

甲盤利鼠標(biāo)

^10/100MbitLAN

MCI&ISA

2.2.5.1電路設(shè)計(jì)步驟

1、基于應(yīng)用確認(rèn)系統(tǒng)主要功能和要達(dá)到的性能，并選擇相應(yīng)的STX模塊；

2、基于系統(tǒng)要求確認(rèn)開辟電路的主要功能、電氣性能、接口數(shù)量和形式、結(jié)構(gòu)形式、

機(jī)械尺寸等參數(shù)；

3、提出和論證解決方案；

4、硬件設(shè)計(jì)和開辟，同時(shí)在臺(tái)式機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)程序開辟和測(cè)試；

5、評(píng)估系統(tǒng)的能力和達(dá)到的指標(biāo)；

6、PCB設(shè)計(jì)、審核、加工；

7、樣板生產(chǎn)。安裝STX模塊，并將程序下載到STX系統(tǒng)；

8、EMI,溫度實(shí)驗(yàn),，振動(dòng)測(cè)試;

9、樣板處理及穩(wěn)定度測(cè)試；

10、印刷電路修正及正式樣板生產(chǎn)。

2.2.5.2電路功能、接口及機(jī)械結(jié)構(gòu)說明

1、電路功能；

2、接口數(shù)量和形式；

3、電氣性能；

4、機(jī)械結(jié)構(gòu)。

2.3關(guān)鍵技術(shù)

為適應(yīng)在惡劣環(huán)境中工作，車載加固機(jī)必須在設(shè)計(jì)與創(chuàng)造過程中采用許多特殊的

技術(shù)措施，以此保證使用要求。最為常用的技術(shù)措施有以下三項(xiàng)：

1、抗強(qiáng)電磁干擾設(shè)計(jì)；

2、抗惡劣環(huán)境能力設(shè)計(jì)；

3、可靠性設(shè)計(jì)。

2.3.1電磁兼容性

在GJB322A-98中規(guī)定了車載加固機(jī)的電磁兼容性要求，普通應(yīng)符合GJB151A-97

《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》相應(yīng)類別的有關(guān)規(guī)定。這表明車載加固

機(jī)應(yīng)在以下方面達(dá)到GJBlblA-97的相關(guān)要求，并且按照GJB152A-97《軍用設(shè)備和分

系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測(cè)量》所規(guī)定的測(cè)量方法通過測(cè)試。

1、RE102電場(chǎng)輻射發(fā)射試驗(yàn)；

2、CE102電源線傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)；

3、RS103電場(chǎng)輻射敏感度試驗(yàn)；

4.CS101電源線傳導(dǎo)發(fā)射敏感度試驗(yàn)；

5、CSU4電纜束注入傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)；

6、CS115電纜束注入脈沖激勵(lì)傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)；

7、CS116電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)；

8、ESD靜電放電試驗(yàn)。

為達(dá)到GJB151A-97的相關(guān)要求，通常車載加固機(jī)必須采取多種技術(shù)措施。

2.3.1.1屏蔽措施

不同類型的車載加固機(jī)所采用的屏蔽措施各不相同，當(dāng)采用全封閉整體焊接.熱

傳導(dǎo)設(shè)計(jì)的機(jī)箱時(shí)，屏蔽措施僅僅限于機(jī)箱結(jié)合部位，而對(duì)于采用風(fēng)冷的非封閉機(jī)箱，

電磁屏蔽的處理就將復(fù)雜不少。

通常電磁屏蔽的基本措施為：

1、機(jī)箱結(jié)合縫隙：選用鍍銅合金簧片或者導(dǎo)電泡棉；

2、風(fēng)冷通道：選用蜂巢式屏蔽通風(fēng)波導(dǎo)網(wǎng)；

3、顯示屏正面：選用高目防數(shù)信息泄漏電磁屏蔽玻璃（兩層干法玻璃夾層中鑲嵌250

目金屬電磁屏蔽網(wǎng)）;

4、連接端口：選用軍用航空插座，帶屏蔽層導(dǎo)線并在導(dǎo)線兩端增加磁環(huán)；

5、電源：引線輸入端增加低通濾波器，盡可能縮短入線長(zhǎng)度并接地；

6、對(duì)非金屬外殼應(yīng)在內(nèi)壁涂覆性能良好的導(dǎo)電涂層,

2.3.1.2屏蔽方法

1、電磁屏蔽的方法較為復(fù)雜，往往會(huì)因?yàn)椴考兓⒔Y(jié)構(gòu)外形與材料變化或者電磁材

料的變化使整機(jī)的電磁兼容性能產(chǎn)生波動(dòng)，因此穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量檢驗(yàn)決定

了整機(jī)的電磁兼容指標(biāo)。

2、對(duì)測(cè)試的頻段進(jìn)行具有針對(duì)性的有效屏蔽是提高整機(jī)電磁兼容指標(biāo)的良好方法°對(duì)

于頻段的高低兩端的屏蔽可以適當(dāng)放松，而針對(duì)含有有效信息的頻段采用卓有功效

的屏蔽。

2.3.2環(huán)境適應(yīng)性

2.3.2.1部件處理

直接選擇電磁兼容性符合要求的顯示器、硬盤、光驅(qū)、鍵盤、鼠標(biāo)等產(chǎn)品是最理

想的方法，但是由于此類產(chǎn)品價(jià)格甚高，普通價(jià)格是同類商用產(chǎn)品的十?dāng)?shù)倍或者數(shù)十倍,

不少時(shí)候出于產(chǎn)品成本的考慮，往往需要?jiǎng)?chuàng)造者自己完成部件的抗惡劣環(huán)境加工，使

部件達(dá)到預(yù)期要求。

通常的抗惡劣環(huán)境加工包括：提高環(huán)境適應(yīng)能力，提高抗沖擊振動(dòng)能力，提高電

磁屏蔽能力。

抗惡劣環(huán)境加工的方法普通為：

1、選擇經(jīng)過質(zhì)量認(rèn)證的部件產(chǎn)品；

2、進(jìn)行測(cè)試、篩選與老化；

3、進(jìn)行多方面抗惡劣環(huán)境處理。

2.3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.2.2.1機(jī)箱

車載加固機(jī)要承受載體行進(jìn)帶來(lái)的振動(dòng)和顛簸所造成的扭力與沖擊，而保證整機(jī)

的正常完好，同時(shí)應(yīng)能畛滿足GJB322A-98規(guī)定的相應(yīng)要求。通常全加固型車載加固機(jī)

采用導(dǎo)冷技術(shù)與全封閉機(jī)箱，而初級(jí)加固型車載加值機(jī)多采用風(fēng)冷機(jī)箱。

整體焊接或者鑄造的封閉機(jī)箱堅(jiān)固、密封性好；普通無(wú)風(fēng)道設(shè)計(jì)，通過箱體放熱,

箱體材料多為鋁或者其它質(zhì)量較輕合金材料，使用時(shí)可安裝于19〃標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜或者直接

固定于車壁，合用于履帶式或者重型車輛。

非封閉型機(jī)箱通過風(fēng)機(jī)冷卻，由此帶來(lái)了電磁屏蔽與三防處理問題，且因風(fēng)機(jī)為

機(jī)械部件，需要維護(hù)保養(yǎng)。但由于造價(jià)較低，應(yīng)用廣泛，普通普通車輛裝載的車載加

固機(jī)多為此類機(jī)箱。

在非封閉型機(jī)箱類型中的雙層機(jī)箱是一種有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)，該機(jī)箱分為內(nèi)外兩層，

外機(jī)箱箱壁上安裝航空連接器、電源與顯示器等外部設(shè)備并通過減振器支撐內(nèi)機(jī)箱，

而內(nèi)機(jī)箱中安裝CPU、便盤等核心部件。內(nèi)外機(jī)箱的結(jié)合，既提高了電磁屏蔽的性能，

又起到了與外界隔離的作用；既降低了外部環(huán)境對(duì)加固機(jī)的影響，又保持較低的機(jī)箱

造價(jià)。

2.3.2.2.2減振

車載加固機(jī)為滿足GJB322A-98中3.9.4?3.9.8規(guī)定的要求必須采取減振措施緩

沖。常用的減振的方式為：

材質(zhì)減震器作用部位

拉簧

金屬簧三維減振彈簧機(jī)箱

無(wú)諧振峰避振器

膠圈

機(jī)箱

橡膠膠柱

部件

膠球

襯墊

工程塑料部件

墊圈

一些車載加固機(jī)使用多重減振技術(shù)，如控制臺(tái)式車載加固機(jī)構(gòu)架底部與腰部使用

減振器減振，內(nèi)層機(jī)箱與控制臺(tái)結(jié)構(gòu)使用橡膠圈減振，而對(duì)硬盤使用空心橡膠柱減振。

2.3.3穩(wěn)定性

為使車載加固機(jī)能夠穩(wěn)定工作，除J'在可靠性與安全性應(yīng)滿足GJB3