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VPX

Módulo de salida de vídeo VPX 6U de la empresa Wolf en DSEI-2019 Módulo VPX 3U VPX , también conocido como VITA 46 , es un conjunto de estándares para la conexión de componentes...

Módulo de salida de vídeo VPX 6U de la empresa Wolf en DSEI-2019
Módulo VPX 3U

VPX , también conocido como VITA 46 , es un conjunto de estándares para la conexión de componentes de una computadora (conocido como bus de computadora ), comúnmente utilizado por contratistas de defensa . Algunos son estándares ANSI , como ANSI/VITA 46.0–2019. VPX proporciona a los sistemas basados ​​en VMEbus soporte para redes conmutadas a través de un nuevo conector de alta velocidad. Definido por el grupo de trabajo de la Asociación Internacional de Comercio de VMEbus (VITA) a partir de 2003, se demostró por primera vez en 2004 y se convirtió en un estándar ANSI en 2007. [ 1 ]

Historia

VPX se diseñó para solucionar las deficiencias de escalabilidad y rendimiento en ambos extremos de la tecnología de interconexión bus a bus. El objetivo era incluir estándares VMEbus más nuevos y rápidos, así como nuevas generaciones de estándares de bus PCI.

El grupo de trabajo de la Asociación Internacional de Comercio de VMEbus (VITA), formado en marzo de 2003, estaba compuesto por empresas como ADLINK , Boeing , Curtiss-Wright , Elma Electronic , GE Intelligent Platforms , Kontron , Mercury Computer Systems y Northrop Grumman . Fue diseñado pensando en aplicaciones de defensa, con un estándar de módulo mejorado que permite aplicaciones y plataformas con un rendimiento superior. VPX conservó los formatos Eurocard de VME, que se basan en múltiplos de tres unidades de rack : 3U significa tres unidades de rack y 6U seis unidades de rack. Admitía tarjetas mezzanine PCI (PMC) y mezzanines XMC (PMC con interconexión de tejido serie de alta velocidad), y mantenía la máxima compatibilidad posible con VMEbus.

Las nuevas generaciones de sistemas embebidos reflejan la creciente importancia de las interconexiones de tejido conmutado en serie de alta velocidad , como PCI Express , RapidIO , Infiniband y Ethernet de 10 Gigabit . Estas tecnologías están reemplazando las arquitecturas de bus de comunicaciones paralelas tradicionales para comunicaciones locales, ya que ofrecen una capacidad significativamente mayor. La tecnología de tejidos conmutados admite la implementación de sistemas de multiprocesamiento que requieren la comunicación más rápida posible entre múltiples procesadores, como las aplicaciones de procesamiento de señales digitales . VPX brinda a la base existente de usuarios de VMEbus acceso a estos tejidos conmutados.

La tecnología VPX fue presentada en una feria comercial de la Asociación Internacional de Comercio de VMEbus (VITA) en 2004 por una empresa llamada American Logic Machines USA. [ 2 ] Los productos se anunciaron ya en 2006. [ 3 ] [ 4 ]

Especificación

Las tecnologías incluidas en VPX son:

  • Formatos 3U y 6U
  • Nuevo conector de alta velocidad de 7 filas con capacidad de hasta 6,25  Gbit/s.
  • Selección de tejidos seriales de alta velocidad
  • Entrepisos PMC, FMC (VITA 57) y XMC (VITA 42)
  • Placas base híbridas para alojar las tarjetas VME64, VME320 VXS y VPX.
  • VPX - puentes de autobús a autobús

El estándar VPX se actualizó en 2013 y 2019. [ 5 ]

Al igual que otros estándares similares, VPX comprende una especificación de "línea base", que define los elementos mecánicos y eléctricos básicos de VPX, junto con una serie de especificaciones de "nivel de componentes", una o más de las cuales deben implementarse para crear un módulo funcional. Las especificaciones y su estado son:

Conector

La principal diferencia entre las placas VMEbus originales y las placas VPX es un nuevo conector, desarrollado por Tyco Electronics y conocido como MultiGig RT2, que se utilizó en VXS. [ 6 ] Desde entonces, Amphenol Aerospace ha desarrollado su línea de conectores RVPX, capaces de alcanzar velocidades de hasta 32 Gbit/s. [ 7 ] Las placas VPX no se pueden utilizar en un chasis VMEbus estándar, aunque el estándar VPX prevé el uso de chasis híbridos. Una placa VPX de 6U cuenta con seis conectores RT2/RVPX de 16 columnas y 7 filas, y un conector RT2/RVPX de 8 columnas y 7 filas, mientras que una placa de 3U cuenta con dos conectores RT2/RVPX de 16 columnas y 7 filas, y un conector RT2/RVPX de 8 columnas y 7 filas.

Otra novedad para las placas VPX son los bloques de alineación/codificación, diseñados para ser lo suficientemente robustos como para evitar el cortocircuito de los pines. Estos bloques también proporcionan codificación por tarjeta y conexión a tierra de seguridad. Una placa de 6U cuenta con tres de estos bloques de codificación, mientras que una de 3U tiene dos.

El conector MultiGig RT2 está diseñado específicamente para ofrecer un alto rendimiento. Esto se logra mediante una estructura de 7 filas y 16 obleas (que pueden ser de alimentación, señalización diferencial o de terminación simple) que proporciona una impedancia altamente controlada, una pérdida de inserción mínima y una diafonía inferior al 3 % a velocidades de transferencia de hasta 6,25  Gbit/s. El nuevo conector permite que una placa VPX de 6U cuente con un total de 707 contactos eléctricos sin alimentación y un total de 464 contactos de señal. Estos últimos se pueden utilizar como:

  • 64 señales implementadas como 32 pares diferenciales de alta velocidad para el núcleo de la estructura
  • 104 señales VME64
  • 268 para E/S de usuario, incluyendo 128 pares diferenciales de alta velocidad (lo que da un total de 160 pares diferenciales de alta velocidad).
  • 28 para utilidades del sistema o repuestos

El conector está diseñado para permitir el uso de una barra de refuerzo típica y un PMC de longitud estándar.

Potencia y robustez

La sección VITA 62 del estándar VPX permite una mayor flexibilidad para maximizar la capacidad de potencia del sistema, en comparación con los antiguos estándares VMEbus . "Cuando se utilizan los pines compartidos con múltiples fuentes de alimentación, no existen limitaciones reales en los niveles de potencia alcanzables", afirma Patrick Shaw, presidente de VITA 62. [ 8 ]

La disipación del calor residual es siempre uno de los objetivos principales relacionados con la alimentación de un sistema. La especificación 6U VPX exige refrigeración del ordenador mediante una carcasa con refrigeración por conducción que cumple con la norma IEEE -1101.2, compatible con las carcasas existentes. También se contempla la refrigeración por aire mediante una versión con factor de forma IEEE 1101.1/10. Para requisitos de refrigeración más estrictos, la norma REDI (Ruggedized Enhanced Design Implementation, anteriormente conocida como VITA 48) describe cómo implementar técnicas de diseño para optimizar las metodologías de refrigeración en factores de forma específicos. Esta norma especifica no solo las cubiertas metálicas ESD en ambos lados de las placas VPX, sino también las implementaciones de refrigeración por aire forzado, conducción y líquido. REDI también contempla la refrigeración por pulverización. Para permitir una mayor potencia y disipación de calor, REDI incluye la posibilidad de aumentar el espaciado entre placas y el grosor de las mismas.

Productos y OpenVPX

Los fabricantes anunciaron productos basados ​​en el estándar VPX, tanto en formatos 3U como 6U. Estos incluyen computadoras de placa única (basadas en arquitecturas Intel y PowerPC ), multiprocesadores, procesadores gráficos, módulos de procesamiento basados ​​en FPGA, almacenamiento masivo, conmutadores y subsistemas integrados completos, que comenzaron a aparecer alrededor de 2007. [ 9 ] [ 10 ]

El grupo de trabajo OpenVPX se formó en enero de 2009 para desarrollar una especificación a nivel de sistema que abordara las mejoras de interoperabilidad para VPX. Tres años después de ser considerado un "estándar", la mayoría de los productos VPX aún debían tener todos los componentes suministrados por una sola fuente. [ 11 ] El Departamento de Defensa de los Estados Unidos , en particular, exigió una mejor interoperabilidad de las partes de diferentes proveedores. [ 12 ] En octubre de 2009, la especificación se presentó como VITA 65 y los productos se demostraron en la conferencia Milcom 2009. [ 13 ] En diciembre de 2009, las 28 empresas miembro formaron una alianza para comercializar sus productos. [ 14 ]

La especificación del sistema OpenVPX describe los detalles de implementación técnica para los módulos de conmutación y carga útil VPX de 3U y 6U, las topologías de plano posterior y los productos de chasis, lo que proporciona orientación sobre cómo construir sistemas informáticos y de comunicación interoperables. OpenVPX fue un desarrollo de VPX y complementario a este. La especificación del sistema OpenVPX fue ratificada por ANSI en junio de 2010. Para 2011, se consideraba que reemplazaba a las formas anteriores de VMEbus. [ 15 ] SOSA tiene como objetivo garantizar la interoperabilidad entre equipos que se adhieren al estándar VPX de diferentes proveedores. [ 16 ] [ 17 ]

Véase también

Referencias

  1. "El estándar de computación para sistemas embebidos VPX de VITA obtiene la ratificación de ANSI" . Comunicado de prensa . 5 de noviembre de 2007. Archivado del original el 4 de mayo de 2012. Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  2. Gaz Salihue (20 de enero de 2004). "American Logic Machines presenta: Genesis VPX" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 24 de marzo de 2006. Consultado el 6 de noviembre de 2021 .
  3. Chris A. Cuifo (23 de enero de 2006). "Sorpresas de la conferencia de expertos en tecnología de autobuses y tableros; los tejidos y la normativa RoHS son la norma" . Military Embedded Systems . Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  4. William G. Wong (25 de enero de 2007). "Curtiss-Wright listo con VPX" . Electronic Design . Consultado el 6 de noviembre de 2021 .
  5. "ANSI y VITA ratifican la norma base ANSI/VITA 46.0-2019 VPX" . Comunicado de prensa . 2 de octubre de 2018. Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  6. Justin Moll (5 de abril de 2016). "¿Cuál es la diferencia entre VME y VPX?" . Electronic Design . Consultado el 6 de noviembre de 2021 .
  7. "R-VPX Evolution 2.0 | Productos | Amphenol Aerospace" . www.amphenol-aerospace.com . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
  8. Shaw, Patrick. "VITA 62 lleva fuentes de alimentación COTS a VPX" . VITA Technologies . Consultado el 7 de febrero de 2022 .
  9. "Empresas de defensa muestran los últimos sistemas basados ​​en VPX" . Electronics Weekly . Consultado el 30 de octubre de 2023 .
  10. William G. Wong (18 de enero de 2007). "EiED Online: ¡Todos a bordo del Bus And Board Show 2007!" . Electronic Design . Consultado el 6 de noviembre de 2021 .
  11. Chris A. Ciufo (20 de octubre de 2009). "¡Extra! OpenVPX pasa del conflicto a la colaboración" . Blog de VITA Technologies . Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  12. "Grupo de trabajo de la industria OpenVPX: Descripción general" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 9 de junio de 2011. Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  13. Kathleen Hickey (20 de octubre de 2009). "Sistema OpenVPX en vivo presentado en Milcom" . Defense Systems . Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  14. "Miembros de VITA forman la Alianza de Marketing VPX" . Comunicado de prensa . 10 de diciembre de 2009. Archivado del original el 7 de septiembre de 2010. Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  15. Brian Roberts (marzo de 2011). "Superando a VME: OpenVPX impulsa las tecnologías hacia la vanguardia" . VME y sistemas críticos . Archivado del original el 13 de abril de 2011. Consultado el 3 de noviembre de 2021 .
  16. "Los estándares de sistemas abiertos como SOSA podrían promover una interoperabilidad genuina en la informática integrada" . 22 de enero de 2019.
  17. "Ya está disponible el estándar oficial de la Arquitectura de Sistemas Abiertos para Sensores (SOSA); ¿y ahora qué?" 5 de noviembre de 2021.
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