商用现货|利用COTS优势解决军用电子设备升级过程中的热处理问题

目前，世界主要军事国家面临国防预算紧缩和新型武器装备平台缺乏的挑战，其将越来越多的资金投入到对现有机载、舰载和其他军事应用平台的电子设备进行升级，解决诸如处理器尺寸、重量、功率（SWaP）带来的热处理和电子设备全寿命周期成本等问题。在嵌入式计算设备升级的热处理问题、如何通过利用商用现货产品（COTS）的开放体系架构和构件管理跨平台的热处理，并降低开发成本等方面，德国Kontron公司航空电子、交通运输和防务分部技术平台事业部负责人安迪·梅森发表了以下观点。

图为安迪·梅森COTS对国防电子领域的影响商用现货产品早在20世纪90年代初期在国防电子领域开始应用推广。受预算压力影响，美国防部在1994年发布内部公告，要求国防部要使用商用现货产品（COTS）。此举推动了VME总线和CompactPCI技术在实时数据采集、模拟和命令/控制系统领域的应用发展，使这种开放式体系架构得到推广，诸如VITA和PICMG这样的标准组对COTS在国防市场领域的全面推广不可或缺。嵌入式计算领域的军事应用安迪·梅森认为，过去几年，受预算削减和政治因素影响，美国防预算面临严峻形势。这就使美国防主要承包商试图通过COTS解决方案降低武器装备开发成本和风险。在当前国防预算环境下，美启动新型飞机、舰船、地面车辆和无人机平台的研发可能性不大，其最佳的方案是将技术嵌入到现有平台中，使用基于最新嵌入式技术的COTS构件和COTS系统可增加系统功能，并延长这些传统平台的使用寿命。COTS应用过程中的热处理和老旧过时管理目前，随着COTS技术的不断发展和用户对系统成本要求的不断提高，COTS和开放式架构在国防领域的应用面临着热管理和老旧过时管理两项挑战。安迪·梅森指出，在热处理方面，他们首先考虑提出热处理解决方案时的平台安装限制，如军用地面车辆在液体冷却系统的管理和重量预算方面可能有要求，但小型无人机可能就没有相关要求。不同的热处理解决方案也有不同的成本要求，前面讨论的COTS方法适用于热处理以及主板和系统，但最佳方案是要有可适应不同平台需求的有效冷却解决方案。在老旧过时管理方面，对国防用户而言，供应商需要在项目早期让用户了解COTS的优势，以及产品出现意外老旧过时的劣势。其建议是要选择在产品老旧过时管理方面有经验的供应商，最大限度地提高产品寿命。军用嵌入式计算系统热处理的影响因素安迪·梅森表示，电子设备不断朝小型化、集成化方向发展，对国防电子领域设备在热处理和坚固耐用方面提出更高要求。控创公司拥有强大的处理器产品组合，以及交换构件，且能够使用嵌入式计算机模块（COM Express）和SMARC模块为防务市场提供系统级产品。除尺寸、重量和功率，以及成本方面的考虑外，控创公司也在不断推动高性能嵌入式计算的发展，保持对新一代PCI Express解决方案的关注。在新型冷却/热控制技术方面，控创公司致力于优化成熟的热/制冷解决方案的新应用。这可能涉及到寻找新材料或散热的设计方法，评估市场上最新的高速风扇解决方案，或开发系统级液体冷却成本效益的方法。未来军用嵌入式计算领域展望未来，安迪·梅森认为，在军用嵌入式计算应用领域，无人自主驾驶车辆市场规模持续增长，以及计算机视觉、机器学习、时间敏感网络和平台连接等应用领域的发展都或将成为军用嵌入式计算应用领域的游戏改变规则者。