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加固计算机概述
发布者: 发布时间:2020-07-15 15:48:44 访问次数:
       加固计算机(ruggedized computer),是为适应各种恶劣环境,在计算机设计时,对影响计算机性能的各种因素,如系统结构、电气特性和机械物理结构等,采取相应保证措施的计算机,又称抗恶劣环境计算机。其特点是:具有较强的环境适应性、高可靠性和高可维性。  加固计算机,又称为定制计算机。其定制性,是相对市面上的标准计算机而言,在计算机配置规格,在计算机物理结构等参数上,要根据实际应用来设计生产。譬如,一个狭窄的环境要放置计算机,但对物理尺寸有严格要求;譬如,轨道交通行业,要求计算机有自己领域的总线来管控各个功能模块。其加固性,主要针对的环境指标,譬如,要求计算机在高低温、温度冲击、强烈振动状态下、在严苛的电磁干扰环境下、在需要防水、防尘、防盐雾腐蚀等环境下,保持正常工作。
       加固机分类I:加固机按应用环境的不同,分为普通型、初级加固型、加固型和全加固型。
       普通型:它对计算机高低温、温度冲击及湿热有较低的要求,大多品牌商用计算机都能达到。主要适应两类环境:地面固定有空调机房环境及地面固定无空调机房环境。
       初级加固型:又称通用加固计算机,它对计算机高低温、温度冲击、湿热、振动冲击、跌落及运输都有要求,市场上有部份工控机可以达到要求,或是对工控机结构稍做加固处理即可。主要适应两类环境:车载有空调环境及舰载有空调舱室环境。
       加固型:因此类计算机多用于室外环境,所以除了初级加固型的要求外,还增加了外壳防护、霉菌及盐霉要求,甚到有的还有压力、噪音等要求。其应用环境相当严酷,计算机从元器件开始就要选用工业级甚至军工级。此类计算机造价昂贵,多为专用型加固计算机。主要适应五类环境:车载无空调、舰载无空调舱室、舰载有掩蔽舱外、潜艇及机载可控环境。
       全加固型:它是从计算机的体系结构和满足各种抗恶劣环境要求出发 ,严格按照一系列军用标准要求设计制造的,并且要得到指定机构的检验与认可。造价比军用普通型计算机高很多。可适用于各种最恶劣的军事野战环境,可以在野外、车载、舰载 、机载、水下和空中发射等环境中使用。设计的基本目标是全面满足军用规范与标准。
       加固机分类II:加固机按物理实现方式可分为上架式、便携式、嵌入式等
       加固机原理:
       在不同环境条件下采用下列不同加固技术与原理
       恶劣气候环境,如风、雨、雪、冰、霜、雾、高温 、低温、潮湿、干热、砂尘、高低气压、盐雾、工业大气和烟尘等,主要采用各种热设计技术、金属防护技术和隔离密封技术等。为了在恶劣的气侯环境下使用计算机,有时还应考虑到在较低温度或较高温度运行的需要,此时,加固计算机必须采用宽温的主板,必要时在主板和每一个附加卡(如网卡、显卡、视频采集卡等)上加装散热铝板以在高温时散热,或加装加热膜及温控开关,在应用环境低于一定温度时温控开关启动,通过加热膜加热的方式提高加固计算机内的温度至可工作的温度。
       恶劣力学环境,如冲击、振动、跌落、摇摆、颠振 、应力和噪声等,主要采用抗振动和抗冲击设计技术
       恶劣电磁环境,如强磁场、强电磁脉冲、雷电、静电和火花,主要采用电磁兼容设计和接地技术等。
       恶劣的生物环境。如霉菌和昆虫等,主要采用有效的涂覆和防护技术等。
       防信息泄漏计算机。通常采用两种方法,即包容法和抑源法。包容法是将计算机整体屏蔽起来,并在电源线和信号线上使用滤波器,抑制计算机通过空间和有关通道向外辐射发射和传导发射信息。抑源法是在设计电路和印制电路板时,就充分考虑对泄密信息的控制,防止其辐射。两种方法各有特点,应用于不同情况,有时两者结合使用。包容法设计简单,造价低,但效果不及后者,特别是屏蔽材料随时间增长会老化失效,从而降低屏蔽效果。抑源法成本较高,但效果好。
       辐射环境。主要采用抗辐射加固技术。首先了解辐射环境和辐射效应损伤机理;其次,根据抗辐射指标和电子系统所要求完成的性能要求制定失效判据;最后,按照合理的安全系数进行加固设计。从器件生产、电路设计到组装成计算机系统,每个环节都可加固,但元器件加固是整个加固工作的基础。
       加固机发展前景
       从上个世纪90年代至今,加固计算机从军工、国防走向了更多的应用领域,譬如轨道交通、电力、勘探等。近年来,随着市场需求的不断变化,我国加固计算机逐步走向专业化道路,并向小型、便携、轻型化方向发展,体积更小、性能更稳定、使用更便携的加固计算机越来越符合市场的发展需求
 
 
 


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