מארז מודולרי מוקשח ליישומים צבאיים

“חברת Digilogic Systems תכננה ופתחה מארז מודולרי מוקשח המבוסס על מוצרי PXI Express על מנת לאפשר הטמעת מערכות המבוססות על מוצרי מדף (COTS) ביישומי שדה”
– M. Sundar Ganesh, Digilogic Systems Pvt.

האתגר
פיתוח מערכת המבוססת על מוצרי PXI Express מן המדף אשר ניתן יהיה להטמיעה בסביבה קשה, עבור יישומים צבאיים.

הפתרון
תכנון מארז מוקשח מאלומיניום HE30 עבור מודולים בארכיטקטורת PXI Express על מנת שיתאים ליישומים צבאיים.

יתרונות מארז מודולרי מוקשח
מערכות מבוססות PXI Express המשלבות מוצרי מדף – (COTS) – פועלות בהצלחה במערכות בדיקה במעבדות. התפתחות תחום מוצרי RF מבוססי FPGA בתצורת PXI Express הביאה לכך שארגונים רבים כבר החלו לבנות מערכות RF שונות המתבססות על PXI Express. מערכות אלו היו מוגבלות לפעולה בסביבות מעבדתיות, וזאת לאור מפרטי סביבות העבודה של מוצרי PXI Express. מפרטי מוצרי המדף לא ענו על דרישות תנאי הסביבה ולא אפשרו להשתמש בהן בתנאי שדה. התוצאה היתה שהמשתמשים העדיפו פתרונות אחרים על פני ה-PXI Express במקרים אלה. חברת Digilogic Systems תכננה ופתחה מארז מודולרי מוקשח המבוסס על מוצרי PXI Express במטרה לאפשר הטמעת מערכות המבוססות על מוצרי מדף ביישומי שדה.
תכנון המערכת
המערכת כוללת את המרכיבים הבאים:
לוח אחורי בן 18 חריצים מסוג NI PXIe-1075
ספק כח ללוח האחורי
בקר PXI Express ומודולי I/O בהתאם לסוג היישום
רכיבים נוספים כגון חיישני טמפרטורה, מאווררי הכנסת אויר, מאווררי הוצאת אויר, מסנני ז”ח וגופי חימום לעבודה בטמפרטורות סביבה נמוכות
המערכת משתמשת בקירור מאולץ לניהול טרמי של המארז המודולרי המוקשח. זרימת האויר היא מן החזית אל הצד האחורי. הדקי ה-I/O של מודולי PXI Express שונים המשולבים במערכת מסתיימים במחברים עגולים סטנדרטיים מסדרה III העונה על התקן הצבאי, המורכבים על לוחות מחברים הן מלפנים והן מאחור, בהתאם לתצורות מודולי ה- PXI Express.

שיקולים לבחירת המוצרים
ככל שמערכות מודולריות מוגדרות תוכנה הופכות להיות נפוצות יותר ויותר, שילוב מערכות צריך להתבסס על שמוש בתכנון מודולרי. PXI Express הנה ארכיטקטורה פתוחה רחבת סרט, בעלת השהיות נמוכות ותפוקות מערכת טובות. תוכנת LabVIEW היא תוכנה בעלת יכולות מעולות המאפשרות למהנדסים להתמודד עם אלגוריתמי תוכנה מסובכים.

מאפייני המארז ההמודולרי מוקשח
המארז המודולרי המוקשח שפיתחה חברת Digilogic Systems Pvt משלב את יתרונות פלטפורמת PXI Express עם תכנון מוקשח, וכך הוסרו המגבלות שאפשרו את השימוש בה בסביבה מעבדתית בלבד. המארז המודולרי המוקשח בנוי ממתכת והוא עונה על דרישות מפרטים צבאיים, מגן על מודולי מדידה רגישים ומסוגל להתמודד עם תנאי סביבה קשים ועם ישומים תובעניים. בתכנון המארז נלקחו מראש שיקולי תחזוקתיות והקטנת זמני תיקון והחלפה ממוצעים. המארז המודולרי כולל ספק כח ניתן להחלפה, מערך מאוררים ומגש מסננים. גישת התכנון הזו מפשטת תהליכי איתור תקלות והחלפת מערכים תקולים בשדה.
הסוג הראשון של מארז מודולרי מוקשח שייצרה חברת Digilogic Systems Pvt כולל בתוכו בקר מסוג NI PXIe-8135, מודול RF SA מסוג NI PXIe-5667 , מודול FPGA מסוג FlexRIO-7966R ומערך כוננים עם SSD מסוג NI 8260. במארז שולבה מערכת לניטור ספקטרום המבוססת על LabVIEW ועל מודול LabVIEW FPGA מתוצרת Digilogic Systems Pvt. המארז המודולרי המוקשח הועמד בניסוי סביבה קשה שכללו עבודה בטמפרטורה של מינוס 20 מעלות צלסיוס למשך 16 שעות, בטמפרטורה של פלוס 55 מעלות צלסיוס למשך 16 שעות, וגם בבדיקות הלמים ורעידות. המארז עבר בהצלחה את כל הבדיקות שהועמד בהן. בהתבסס על הצלחת התכנון, זכו המארזים המודולרים המוקשחים מתוצרת חברת Digilogic Systems Pvt להתעניינות מרובה. שתי מערכות נמסרו כבר ללקוחות העושים בהן שימוש בשדה.
יתרונות המארז המודולרי המוקשח.
מתאים ליישומים ניידים על הקרקע על פי JSS-55555
מהווה פלטפורמת PXI Express מוקשחת ליישומי שדה
כולל חימום פנימי לעבודה בטמפרטורה נמוכה
קיים טווח רחב של מוצרי PXI Express המסוגלים להתמודד עם כל סוג של מדידה או הרכשת נתונים
קיימת אופציה לשלב בו מסך מגע מוקשח על מנת לאפשר למערכת לתפקד כמערכת עצמאית.
כניסות ז”ח אוניברסליות
תאימות EMI/EMC על פי תקן MIL-STD-461E
עונה על דרישות תקן MIL-STD-810F לתנאי סביבה קשים

הכתבה נמסרה באדיבות
נשיונל אינסטרומנטס