Płytki wbudowane to kompaktowe platformy obliczeniowe, które zapewniają funkcje przetwarzania, sterowania, łączności sieciowej oraz obsługi danych w systemach elektronicznych stosowanych w przemyśle obronnym i lotniczo-kosmicznym. Architektury te obejmują komputery jednopłytkowe, moduły VPX i OpenVPX, płytki VME i CompactPCI, konstrukcje typu „computer-on-module”, moduły FPGA oraz platformy przetwarzania oparte na procesorach graficznych (GPU).
Na tej stronie przedstawiono producentów płyt wbudowanych obsługujących systemy obliczeniowe dla misji specjalnych, systemy ISR, radary, systemy wojny elektronicznej, awionikę oraz systemy morskie.
Przeczytaj Przegląd technologii
Wytrzymałe moduły obliczeniowe o wysokiej wydajności oraz moduły wejścia/wyjścia wideo: 6U i 3U VPX, XMC oraz VNX+ do zastosowań w sektorze obronnym
Wytrzymałe układy przetwarzania obrazu i elektronika o znaczeniu krytycznym dla systemów obronnych
Zaawansowana elektronika wojskowa i obronna, elektrooptyka, termowizja, układy FPGA, systemy wbudowane, przemysłowy Internet rzeczy (IoT) oraz inteligentne rozwiązania energetyczne
Wydajne przetwarzanie wideo na urządzeniach brzegowych oraz rozwiązania obronne oparte na sztucznej inteligencji
Wytrzymałe wyświetlacze o znaczeniu krytycznym, systemy komputerowe wbudowane i elektronika dla systemów obronnych
Najnowocześniejsze komponenty sprzętu elektronicznego zgodne z ustawą NDAA, przeznaczone do platform dronowych i robotycznych o znaczeniu krytycznym. Wyprodukowane w USA.
Wysokowydajne rozwiązania w zakresie grafiki wideo, GPGPU, przetwarzania AI/ML oraz wyświetlaczy dla środowisk o znaczeniu krytycznym
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Płytki wbudowane, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Płytki wbudowane zapewniają funkcje przetwarzania, sterowania, łączności sieciowej oraz obsługi danych, stanowiące rdzeń wielu systemów elektronicznych stosowanych w sektorze obronnym. W zależności od architektury wbudowana płytka komputerowa może łączyć procesory, pamięć, nośniki danych, szybkie interfejsy oraz wyspecjalizowane akceleratory w ramach kompaktowego modułu zaprojektowanego z myślą o integracji z większą platformą.
Zastosowania wojskowe często wymagają wydajności obliczeniowej przewyższającej możliwości rozwiązań komercyjnych. Wytrzymała płytka komputerowa wbudowana może musieć działać w warunkach wibracji, ekstremalnych temperatur, zakłóceń elektromagnetycznych, ograniczonych możliwości chłodzenia oraz długiego cyklu życia programu. Na wybór płytek komputerowych wbudowanych wpływają zatem: forma konstrukcyjna, architektura przetwarzania, interfejsy wejścia/wyjścia, konstrukcja dostosowana do warunków środowiskowych, cyberbezpieczeństwo, wsparcie w całym cyklu życia oraz interoperacyjność.
Płytka do przetwarzania obrazu z procesorem graficznym (GPU) i układem FPGA firmy Futuris Electronic
Komputer jednopłytkowy integruje na jednej płytce drukowanej główne funkcje obliczeniowe niezbędne do działania systemu wbudowanego. Wbudowana płyta SBC może zawierać procesor, pamięć systemową, interfejsy pamięci masowej, moduły sieciowe, układ graficzny oraz wejścia i wyjścia urządzeń peryferyjnych, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w komputerach misji, elektronice samochodowej, systemach sterowania oraz węzłach przetwarzania rozproszonego.
Płytki VPX wykorzystują wytrzymałe formaty modułów wtykowych 3U lub 6U z szybkimi strukturami szeregowymi oraz łącznością z płytą główna. Standard OpenVPX stosuje zdefiniowane profile gniazd, modułów, płyt głównych oraz połączeń, które poprawiają interoperacyjność w ramach modułowych architektur systemowych. Wbudowana płytka VPX nadaje się do modułowych, wysokowydajnych architektur przetwarzania, w których istotne znaczenie mają przepustowość, chłodzenie, skalowalność oraz możliwość wdrażania nowych technologii.
Płyty VME wykorzystują architekturę magistrali równoległej, która powstała przed pojawieniem się nowszych standardów przełączanych struktur sieciowych. Nadal odgrywają one istotną rolę tam, gdzie istniejące platformy wojskowe opierają się na zainstalowanej infrastrukturze VME, oprogramowaniu oraz interfejsach wejścia/wyjścia. Nowsze wbudowane płyty procesorowe mogą również wspierać programy modernizacji starszych systemów w sytuacjach, gdy wymiana całej architektury obliczeniowej byłaby niepraktyczna lub powodowałaby niepotrzebne zakłócenia.
CompactPCI wykorzystuje modułową konstrukcję typu Eurocard oraz łączność opartą na standardzie PCI w komputerach wbudowanych, natomiast CompactPCI Serial wykorzystuje szybkie interfejsy szeregowe, takie jak PCI Express i Ethernet, za pośrednictwem płyty montażowej. Te wbudowane płyty komputerowe mogą wspierać systemy obronne, które czerpią korzyści z modułowej rozbudowy, zdefiniowanych interfejsów płyty montażowej oraz ustrukturyzowanego podejścia do integracji kart procesorowych, sieciowych, pamięci masowej i peryferyjnych.
Architektury typu „Computer-on-Module” umieszczają rdzeń obliczeniowy, pamięć oraz standardowe interfejsy na wymiennym module, który łączy się z płytą nośną dostosowaną do konkretnego zastosowania. Takie podejście oddziela technologię procesora od wejść/wyjść platformy, umożliwiając projektantom dostosowanie płyty nośnej przy jednoczesnym zachowaniu łatwiejszej do zarządzania ścieżki modernizacji procesorów, aktualizacji technologicznych oraz zmian w cyklu życia produktu.
Condor NVB500xX, wytrzymała karta graficzna i GPGPU w standardzie XMC, firmy EIZO Rugged Solution
Moduły typu mezzanine XMC zapewniają specjalistyczne funkcje przetwarzania lub wejścia/wyjścia dla płyty głównej za pośrednictwem kompaktowych, szybkich interfejsów, natomiast karty nośne zapewniają połączenia z płytą główną oraz fizyczne wsparcie niezbędne do zintegrowania tych modułów z większym systemem. Moduły XMC mogą realizować funkcje związane z układami FPGA, sieciami, pamięcią masową, grafiką lub akwizycją danych bez konieczności stosowania pełnowymiarowej płytki dla każdej z tych funkcji, co pozwala zwiększyć gęstość funkcjonalną w systemach wbudowanych o ograniczonej przestrzeni.
Wbudowana płytka FPGA wykorzystuje logikę programowalną do wysoce równoległego i deterministycznego przetwarzania danych. Układy FPGA są szczególnie przydatne tam, gdzie strumienie danych z czujników muszą być filtrowane, przekształcane, pakietowane lub analizowane z przewidywalnym opóźnieniem, w tym w systemach radarowych, wojnie elektronicznej, systemach łączności oraz systemach obrazowania. Mogą one również realizować niestandardowe interfejsy i funkcje wstępnego przetwarzania w pobliżu źródła danych.
Wbudowana płytka GPU zapewnia zasoby przetwarzania równoległego dla obciążeń graficznych i obliczeniowych ogólnego przeznaczenia, przy czym termin GPGPU odnosi się do wykorzystania zasobów GPU do obliczeń niezwiązanych z grafiką. W zastosowaniach obronnych procesory graficzne mogą być wykorzystywane do przetwarzania obrazów, fuzji danych z czujników, widzenia komputerowego, wnioskowania opartego na sztucznej inteligencji oraz wizualizacji. Integracja wymaga znalezienia równowagi między przepustowością obliczeniową a poborem mocy, rozpraszaniem ciepła, rozmiarem fizycznym, przepustowością pamięci oraz wymaganiami dotyczącymi przepływu danych.
Płytki procesorów wbudowanych oparte na architekturze x86 obsługują obciążenia wymagające rozbudowanego oprogramowania, które czerpią korzyści z dojrzałych systemów operacyjnych, narzędzi programistycznych, opcji wirtualizacji oraz szerokiej kompatybilności aplikacji. Są one powszechnie rozważane do zastosowań w obliczeniach misji, funkcjach dowodzenia i kontroli, przetwarzaniu danych oraz interfejsach człowiek-maszyna, gdzie priorytetem jest ogólna wydajność i przenośność oprogramowania.
Płytki wbudowane oparte na architekturze Arm mogą zapewnić wysoką wydajność obliczeniową przy ograniczonym poborze mocy. Znajdują one zastosowanie w aplikacjach związanych ze sterowaniem, komunikacją, autonomią oraz przetwarzaniem brzegowym. Ich przydatność zależy od wsparcia oprogramowania, wymaganych interfejsów, zachowania w czasie rzeczywistym, integracji akceleratorów, możliwości w zakresie bezpieczeństwa oraz ograniczeń elektrycznych i termicznych platformy hosta.
Komputery misyjne łączą dane pochodzące z czujników, sprzętu komunikacyjnego, systemów nawigacyjnych oraz interfejsów operatorskich. Płytki wbudowane w architekturach ISR mogą realizować funkcje pozyskiwania danych z czujników, fuzji danych, przetwarzania obrazów, rejestracji oraz dystrybucji sieciowej, działając w ramach ścisłych ograniczeń platformy dotyczących przestrzeni, zasilania, chłodzenia, przepustowości oraz opóźnień.
Systemy radarowe i systemy walki elektronicznej generują duże, ciągłe strumienie danych, które wymagają szybkiego przesyłania i przetwarzania. Płytki z układami FPGA, procesorami graficznymi (GPU) oraz procesorami wielordzeniowymi mogą rozdzielać obciążenia, takie jak cyfrowe przetwarzanie sygnałów, formowanie wiązki, wykrywanie, klasyfikacja i redukcja danych, pomiędzy wyspecjalizowane zasoby obliczeniowe zgodnie z wymaganiami dotyczącymi opóźnień, przepustowości i determinizmu.
Samoloty i bezzałogowe statki powietrzne wykorzystują płytki wbudowane do przetwarzania danych misji, sterowania ładunkiem, nawigacji, łączności oraz autonomii. W projektach lotniczych kładzie się szczególny nacisk na niską masę, efektywne zarządzanie temperaturą, deterministyczne interfejsy, odporność na warunki środowiskowe oraz staranne planowanie zużycia energii, zwłaszcza w przypadku mniejszych platform o ograniczonej wydajności chłodzenia.
Platformy naziemne wykorzystują wbudowane płyty komputerowe do percepcji, nawigacji, łączności, orientacji sytuacyjnej oraz zarządzania ładunkiem. Wzmocnienie konstrukcji musi uwzględniać wstrząsy, drgania, zapylenie, temperaturę oraz warunki elektryczne panujące w pojeździe, przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającej mocy obliczeniowej do fuzji danych z czujników w czasie rzeczywistym oraz do pracy autonomicznej lub wspomaganej.
Statki powierzchniowe i platformy podwodne wykorzystują systemy obliczeniowe wbudowane do obsługi sonarów, nawigacji, monitorowania maszyn, łączności, sterowania ładunkiem oraz zapewnienia autonomii. Wybór płyt musi uwzględniać konstrukcję obudowy, chłodzenie, drgania, ochronę przed wilgocią, ryzyko korozji, długotrwałą eksploatację oraz wysokie szybkości transmisji danych związane z czujnikami akustycznymi i innymi czujnikami morskimi.
Obowiązujące wymagania kwalifikacyjne zależą od płytki wbudowanej, obudowy, platformy hosta, przewidywanego środowiska eksploatacji oraz specyfikacji zamówienia. Kwalifikacja jest często przeprowadzana na poziomie sprzętu lub systemu, a nie poprzez traktowanie wewnętrznej płytki jako niezależnie kwalifikowanego komponentu. Do powszechnie stosowanych norm i architektur należą:
Normy te nie zastępują inżynierii specyficznej dla danej platformy. Kwalifikacja powinna odzwierciedlać rzeczywiste warunki mechaniczne, elektryczne, termiczne, elektromagnetyczne oraz środowisko misji całego systemu, wraz z obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi niezawodności i cyklu życia.
Na rozwój kolejnej generacji wytrzymałych systemów obliczeniowych wbudowanych wpływa kilka kierunków technologicznych:
Dla producentów płyt wbudowanych i integratorów systemów zmiany te podkreślają konieczność oceny wydajności w połączeniu z wytrzymałością konstrukcyjną, interoperacyjnością, chłodzeniem, cyberbezpieczeństwem, zapewnieniem ciągłości łańcucha dostaw, wsparciem w całym cyklu życia oraz strategią modernizacji.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.
