Выбор плат для пилотажно-навигационной системы.
Выбор типа плат строго ограничивается несколькими условиями:
Использования ИМА при проектировании;
Использования ПНС в составе комплексов для малой гражданской авиации.
Для ИМА подходит достаточно немного плат из всех них по своими качественно-ценовым характеристикам выделяются несколько плат это PC-104, РС-104+ и MicroPC. Рассматривать установку РС-104 не будем, так как PC-104+ является более современным аналогом данной платы. Следующим ограничением является то, что система будет установлена на суда малой гражданской авиации, что накладывает существенные ограничения на размеры и цены при выборе плат. Обоим данным ограничениям удовлетворяют платы на основе PC-104+ и MicroPC. В последующих пунктах мы рассмотрим данные платы, сравним их достоинства и недостатки и обоснуем свой выбор.
ПНС с использованием плат на форм-факторе PC/104+.
Отличительной особенностью плат на форм-факторе PC/104+ является расположение контактов не на ребре платы, а перпендикулярно ей, что позволяет устанавливать платы друг на друга, собирая тем самым “сэндвич” (Рисунок 5).
Такая конструкция позволяет собрать до 3-8 плат в один большой “сэндвич” и разместить его в компактном герметичном корпусе, который будет иметь большую ударопрочность.
Разъёмы для плат PC/104 и PC/104+ довольно часто устанавливают на боковую поверхность плат MicroPC и других плат, предназначенных для промышленных компьютеров, встроенных систем, телекоммуникации, цифровых приборов и мезонинной платы. Это позволяет при отсутствии на стандартной процессорной плате какого-либо нужного элемента (модулей аналогового или дискретного ввода-вывода, модема, датчика GPS, ГЛОНАСС, сетевого интерфейса промышленной сети, например CANbus) , просто добавить на неё 1-2 платы PC/104+ [6]. При этом решение получается очень компактным и отпадает необходимость в разработке новой платы.
Так же платы на форм-факторе PC-104+ очень заманчивы в связи со своими габаритными (Рисунок 6) и ценовыми характеристиками.
Рисунок 5 «PC-104+ в собранном виде».
Рисунок 6 «Габаритные характеристики PC-104+».
Недостатки:
В связи с тем что, платы собираются по типу «сэндвича» иногда бывает тяжело их разъединять.
Достоинства:
Большая скорость по сравнению с PC/104;
Полная совместимость с ПК;
Шина PCI хорошо изучена, много специалистов;
Большая ударопрочность;
Легко охлаждаются;
Высокая стойкость к вибрациям за счёт соединения на манер «сэндвича».
Пнс с использованием плат MicroPc.
MicroPC форм-фактор IBM PC-совместимых (х86) промышленных компьютеров для жёстких условий эксплуатации.
Размер плат MicroPC 124х112 мм, американским производителем – Octagon System была разработана система 4-х точечного крепления плат MicroPC с шиной.
MicroPC может комбинироваться с платами на форм-факторе PC/104 и PC/104+.
Подтвержденное время безотказной работы в жёстких условиях эксплуатации для плат форм-фактора MicroPC производства Octagon System и Fastwell составляет от 10 до 20 лет [6].
Особенности конструкции:
Пассивная материнская плата (объединенная панель или шлейф) (Рисунок 7).
4-х точечное крепление плат расширения.
Возможно наличие дополнительных дискретных и аналоговых портов ввода-вывода или наличие расширения PC/104 и PC/104+ у процессорных модулей.
Сторожевой таймер
Расширенный температурный диапазон -40 до +85.
Низкое энергопотребление и выделение тепла.
Достоинства:
Крупные размеры по сравнению с PC/104 и PC/104+ позволяют разместить больше элементов, либо использовать радиоэлементы, большие по размеру, поэтому в MicroPC сделаны полноценные платы с процессором Pentium (Рисунок 8).
Большая механическая прочность.
Большая вибростойкость.
Большая помехозащищенность.
Недостатки:
Плохое охлаждение за счёт конструкции;
Высокая цена по сравнению с другими платами;
Меньше изучена по сравнению с PC-104+.
Рисунок 7 «Габаритные характеристики MicroPC».
Рисунок 8 «Платы MicroPC в собранном виде».
Сравнение плат MicroPC и PC-104+. Выбор платы.
MicroPC обладают большими размерами (114х124мм) по сравнению с PC/104+, что обеспечивает хорошее охлаждение и позволяет монтировать платы в герметичные корпуса для работы в жёстких условиях, так же размер плат предоставляет повысить мощность самой платы за счет монтирования большего количества радиоэлементов. Большим плюсом данных плат является возможность использования их в технологии ИМА, что повышает возможность модернизации, ремонтопригодности в «горячем режиме» (При создании соответствующего ПО). Большим минусом является стоимость MicroPC, что делает целесообразным использование данных плат в боевой авиации или для частных самолётов, а не широкое использование в малой гражданской авиации, где при высоких точностых и надежностых качествах требуется сравнительно не высокая цена на систему. PC/104+ обладает многими плюсами, перечисленными выше, а так же отлично по своим качествам подходит для использования на судах малой гражданской авиации. Но на фоне небольших минусов, такие как более высокий возвраст по сравнению с Micro PC, PC/104+ обладает большими преимуществами, такими как не высокая цена при высоких точностных и надежностых характеристиках, небольшие размеры 90х96мм, что позволяет уменьшить размеры системы. Так же данные платы давно используются, и поэтому создание системы на основе этих плат не составит труда. Эти платы лучше всего подходят для использования в системах для малой гражданской авиации.
Сравнительная характеристика показателей PC/104+ и MicroPC приведена в Таблице №1.
Таблица №1.
|
ИМА |
Размеры |
Энергопотребление |
Конвекционное охлаждение |
Вибро стойкость |
ударопрочность |
ремонтопригодность |
модернизация |
Цена |
MicroPC |
+ |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
PC/104+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
-/+ |
+ |
+ |