OpenVPX 系统中发热量增加的因素

更高的性能意味着更高的热管理要求，这已经不是什么秘密了。密度更高的电子设备通常会给设计师带来挑战，即寻找更具创造性的方法来消散传导型冷却方法中增加的热量。OpenVPX 在总系统带宽和处理速度方面实现了非凡的飞跃，这要求采用新的方法来应对由此产生的散热挑战。

OpenVPX 已将光学和射频信号引入背板，将这些原本分立的连接器从卡的正面移除。尽管新的背板连接消除了原本会杂乱的电缆，但现在穿过背板的总高速信号会迅速加热系统，从而加剧了本已难以控制的温度升高。

一些最复杂的卡片被用于通信信号情报和在战场上记录信号（包括敌方通信）等应用程序，接收音频输入和三角测定敌人的火源。

许多高性能应用需要处理器和 FPGA（现场可编程门阵列）系统带宽，从而推高机箱内部的热负荷，因此需要新的热管理策略。一个例子是最近的航空航天应用，它需要许多射频输入——36个有效载荷槽，每个插槽有16个射频信号，还有许多需要大量射频I/O信号的大型雷达阵列。

狭窄的空间意味着更多的热量

有时必须对嵌入式子系统进行封装以适应飞机、地面车辆、潜艇、航天器和其他坚固、紧凑的环境中现有的狭小空间，因此需要优化 Swap-C（尺寸、重量和功率冷却*）。尽管 OpenVPX 在现场部署的系统信号完整性、速度和能力方面提供了显著改进，但它为这些空间受限的设施带来了新的挑战。

随着更高性能系统的实施，3U VPX 和 6U VPX 之间的选择就变成了在较小的卡上与较大的卡上可以封装哪些功能的问题。随着处理器和 FPGA 实现更多功能，3U VPX 外形因其尺寸和重量减小而备受青睐。这将标准定义的现有对流和传导冷却技术推向了极限。

功率集中在较小的主板上严重影响了机箱和背板设计以及使用 3U 卡的系统的复杂散热管理，使散热成为一个更大的问题。但是，VITA 48保护伞下的新冷却选项正在努力适应这些高性能系统中增加的热量。

超越传统的对流和传导

大多数当前应用都发现 VITA 48.2 定义的传导冷却及其备受推崇的队列对流冷却已经足够了。但是，新电路板和连接器的复杂性增加和发热量迅速将当前的系统冷却方法推向了这些定义的极限。

随着 VPX 越来越受欢迎，VITA 标准委员会已在 VITA 48 下定义了额外的冷却方法，以确保充分满足未来的散热需求。当前的迭代是：

• 48.4，液体流通，可能是效率最高的，每张卡最高可达 450 瓦特
• 48.5，空气流通，其优点是能够测量特定卡片的空气
• 48.7，空气流过
• 48.8，小型 3U 和 6U VPX 模块的无密封气流冷却（2017 年 10 月获得 ANSI 批准）

开发和测试主板的环境通常与最终部署的单元不同，因此，例如，实验室机箱通常仅依赖风扇冷却，而部署的单元可能需要传导冷却。部署系统的正确冷却方法应基于最实用的设计，并考虑外壳、卡散热器和机箱本身。

请参阅有关 VITA 48.4 和替代冷却方法的博客文章

OpenVPX 走向未来

OpenVPX 允许对 VPX 背板和系统进行新的定义，为系统架构师和最终用户在关键的高速应用中提供了更广泛的选择，为未来更加开放的架构和多供应商的互操作性铺平了道路。随着时间的推移，它可以促进技术增长，而无需更改系统架构。它使用标准本身的调整来启用新功能并构建 HPEC 硬件。

系统密度只会增加，最终用户仍在寻找将较小的盒子安装到更紧凑的空间中的方法，这样他们就可以将更多的电子设备放入他们的应用中。当然，这意味着更多的热量。

* 出于本讨论的目的，Swap-c中的 “C” 指的是 “冷却”，而一些定义将 “C” 确定为 “成本”。