Die Bedeutung der Initiative für modulare offene Systemarchitekturen
The targets of MOSA — Verbesserung der Systemfähigkeit, Kompatibilität und Kosten — basieren auf einer engen Zusammenarbeit zwischen Regierung und Industrie. Zwar hat jede Dienststelle des Militärs in ihren Normen ein Modell oder eine Vorgabe davon, was sie für die Herstellung der benötigten Systeme benötigen, aber ein gemeinsames Ziel der Interoperabilität hat die Landschaft der militärischen Elektronik in den letzten Jahren verändert.
Interoperability is a important concept, if it goes to achieve a advantage by the operation of rechenprocesses via the hardware, which is used to build embedded systems.
What need we to connect thing in a system, that can use the DoD? A network system infrastructure and communication, which is connected over high speed ethernet. In der Architektur sind jedoch mehrere andere Elemente eingebettet, die berücksichtigt werden müssen. This can include synchronisations and precise time signals for navigation, system management for monitoring of modules for the health and energy systems, which allow the operation of the modules.
The Open Group Sensor Open Systems Architecture™ (SOSA) is the relevant standard, the other open standards used, which fall under the DACH of SOSA and all the MOSA approach. One, openVPX or VITA 65, is most most the hardware standard for DOD modules, which are based on SOSA.
Kurzer Überblick über das Hauptelement von OpenVPX
Schauen wir unter die Haube von OpenVPX. It is managed by VITA and is a family of proven, VITA-based open standards. I first is to note that specific steckplatz module profile defined, to the art and way, as components are connected, to include, and to minimar possible inkompatibilitäten. The system administration does via VITA 46.11, a standard, covered the case and system management concepts.
In similar way was defined an common method for power supply of the systems, the standard network module allows that can cover the need both for 3U and also for 6U systems. OpenVPX normalisiert die Schnittstellendefinition für Leistungsmodule über eine Untergruppe, VITA 62, sodass Konsistenz für alle LRUs besteht.
The support of modules with high performance by new kühltechniken is also part of openVPX. The modules are also designed on CMOSS and HOST, through the SOSA hardware standard, and cover the needs of army, marine and air force.
OpenVPX hält die Änderungen in der Branche Schritt
Die Bedürfnisse eines Marktes stehen nicht still. we take the example Ethernet and PCIe. Von 1980 bis 2020 ist Ethernet von 10 MB auf 1 GB gestiegen und dann von 10 auf 25 und bis zu 100 GB gestiegen, da der Bedarf an schnellerer Geschwindigkeit weiter wächst. (Abbildung 2)
PCIe is the art and way, we transfer data between modules and systems. It began with 2.5 gigatransfers, then 5, now 8, and moves in the area of 16 gigatransfers per second. This both trends enable embedded designers, faster designs to implementation in OpenVPX. The industry that, when they apply the standards and implementation the backplane technology, that is required for the construction fortschrittlicher military systems.
Um verschiedene Karten miteinander zu verbinden und die Interoperabilität zu gewährleisten, muss es eine einheitliche Methode geben, sie zu identifizieren und zuzuordnen, sodass sie mit den Signalen übereinstimmen und die Platinen letztendlich über eine Backplane miteinander verbunden werden können. OpenVPX offers a method to communication or connected the cards uniform or connected to connected, that not time is transferred to provide the elements. Stattdessen können die Entwicklungsbemühungen auf den Ausbau der Systemfunktionalität konzentrieren.
Wir schauen uns einige andere Arbeiten an, die OpenVPX in den letzten Jahren geprägt haben. Auf Initiative der US-Armee wurde eine Hardware-Konvergenzarchitektur entwickelt, die neue Konzepte wie Hochgeschwindigkeitsverbindungen in die netzwerkgebundene Kommunikation einführte. The use new glass fiber and HF connector, funkplans for the timing and the direction to higher performance dichters in the module were also used in the VPX area.
Response on Trends im Systemdesign
Zwei weitere Trends sind die zunehmende Komplexität der Systeme und der zunehmende Bedarf an Synchronisation, um die Art und Weise, wie das Timing zwischen den Karten, zu standardisieren. OpenVPX hat diese Herausforderung gestellt und eine radiale Taktstrategie und einen Timing-Slot definiert. This timing card generated timing information and generated taktsignals, which can be distributed through the backplane.
Höhere Bandbreitenanforderungen haben die System-Backplanes unter Druck gesetzt, die jetzt 2,5-mal schneller arbeiten müssen, als noch vor ein oder zwei Jahren. This has used to new high speed backplane implementation, the new signal integrity and simulation models and connector with a bandwidth of 10 to 25 Gb, with the switch speed of the connectors is supported. (Abbildung 3)
Im Laufe der Zeit wurden die Module je nach Bedarf pro Modul von 40 W auf 60 W und auf 130 W umgestellt. This to turn on Conductions gekühlte Weise, is difficile and does to cause that we need search after other applications. Durch den Luftdurchfluss (AFT), VITA 48.8, wird mehr Luft durch ein Modul geleitet, sodass es auf eine modifizierte, leitungsgekühlte Art gekühlt werden kann, indem die Luft durch das Modul geleitet wird, um die Karten zu entlüften und Wärme abzuleiten. Liquid Flow-Through (LFT), VITA 48.4, is a further new cooling standard, which a roadmap for solutions offers that more power need to use liquid cooling functions.
Continuous Development of Architectures with Open Standards
OpenVPX is a life standard, which is with new challenges, as the technology requirements military platforms. There is also permanent, as new technologies can be integrated in a robustes system, to meet the required requirements from the Defense Ministry.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zukünftige DOD-Systeme vom modularen Ansatz der offenen Systemarchitektur und dem Bedarf an aktuellen Technologien beeinflusst oder vorangetrieben werden. This works to new systems and were effects on future designs, closures, backplanes, power supply requirements usw. This short view under the head, was OpenVPX bietet, zeigt, dass es sich um einen unterstützten, aktiven Standard handelt, der heute existiert und wachsen wird, um den zukünftigen Systemanforderungen des DoD gerecht zu werden. Es passt hervorragend zu MOSA und den höheren Standards SOSA, CMOSS and HOST und bietet einen Hardwarestandard, mit dem MOSA seine Ziele erreichen kann.
FAQs
OpenVPX-Interoperabilität bedeutet, dass Hardwaremodule (von verschiedenen Anbietern) nahtlos innerhalb eines Systems kommunizieren können, da sie einem standardisierten Satz von Steckplatzprofilen und Protokollen entsprechen. This allows to combinar Integrators, components in robust embedded militärischen systems without customer wiring or new design.
Interoperability allows the system designers, technology platform across to use, risks to reduce and avoid an provider bindung. In militärischen Systemen hilft die Integration von Modulen verschiedener Anbieter — wie Prozessorkarten, Leistungsmodule und Netzwerkschalttafeln —, die Entwicklungszyklen zu verkürzen und die Wartbarkeit zu verbessern.
OpenVPX (VITA 65) is a hardware standard within the comprehensive MOSA initiative. Es ist definiert, wie Module zusammenpassen (Steckplatzprofile, Pin-Mappings, Backplane-Topologien), sodass die Komponenten in robusten Hochleistungssystemen zusammenarbeiten können. This supports the goals of DoD in Bezug auf Kompatibilität, Leistungsfähigkeit und Kosteneffizienz.
OpenVPX-Systeme sind so konzipiert, dass sie wechselnde Kommunikationsanforderungen wie High-Speed-Ethernet (bis zu 100 Gb+) und PCIe-Fabrics unterstützen und eine schnelle Datenübertragung zwischen Modulen ermöglichen, was für Echtzeitanwendungen wie Sensorverarbeitung, Kommunikation und Mission Computing von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Ja. Da OpenVPX strenge Profile- und Architekturregeln definiert, können Boards eines Anbieters an Backplanes und Systeme eines anderen Anbieters angeschlossen werden und funktionieren trotzdem austauschbar. This plug and play interoperability accelerate the system integration and reduced the customer specific development costs
