隨著國(guó)防部利用SWaP的減少，較小的外殼（如3U VPX）正在獲得好處。然而，今天的3U VPX背板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將需要進(jìn)行改造，以充分利用現(xiàn)代處理能力。

由于最新一代 CPU、通用圖形處理單元 （GPGPU） 和 FPGA 在性能和尺寸、重量和功耗 （SWaP） 效率方面取得了重大進(jìn)步，軍方正越來越多地轉(zhuǎn)向更小、成本更低的無人駕駛車輛 （UV） 作為計(jì)算密集型 ISR 應(yīng)用的平臺(tái)。

因此，在較小的UV中使用3U VPX模塊也越來越受歡迎。直到最近，3U模塊還不適合性能要求苛刻的ISR應(yīng)用。然而，當(dāng)今最新一代的 CPU，如英特爾的第三代酷睿 i7、英偉達(dá)的 240 核費(fèi)米架構(gòu) GPGPU 和 Xilinx 的 Kintex-7 FPGA，顯著提高了每瓦的處理性能，以創(chuàng)建小型、高能效的 ISR 平臺(tái)。添加用于記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，3U系統(tǒng)構(gòu)成了強(qiáng)大的UV ISR解決方案。

最新一代技術(shù)支持 ISR 應(yīng)用

隨著熱量管理技術(shù)的進(jìn)步，開放式架構(gòu)系統(tǒng)現(xiàn)在能夠更好地充分利用Core i7等最新多核低功耗處理器的全部潛力，而不必因散熱而降低性能。使用加固型 MXM 模塊，可以在小型嵌入式系統(tǒng)中部署最新、最高性能的 NVIDIA GPGPU。Xilinx 的全新 Kintex-7 系列 FPGA 特別適合 ISR 應(yīng)用，使 XMC FPGA 模塊的設(shè)計(jì)性能達(dá)到上一代模塊的 3 倍，同時(shí)保持幾乎相同的功耗。

隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)從較重、可靠性較低的旋轉(zhuǎn)磁盤介質(zhì)轉(zhuǎn)向大密度固態(tài)設(shè)計(jì)，小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)將帶來諸多好處。借助 OpenVPX，有一種架構(gòu)使集成商能夠?qū)⑦@些先進(jìn)技術(shù)利用到系統(tǒng)中并進(jìn)行擴(kuò)展?？碌偎?賴特控制防御解決方案的 VPX3-491 在 3U VPX 板上集成了 NVIDIA 費(fèi)米架構(gòu) GPU 器件，是小型無人駕駛車輛 ISR 應(yīng)用的理想選擇。

將 3U 處理提升到新的水平

要使這些緊湊的小型系統(tǒng)更適合UV，將需要新的3U VPX背板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正在為該標(biāo)準(zhǔn)的下一次修訂版提出。當(dāng)今的 3U 拓?fù)錈o法充分利用最先進(jìn)的 CPU、GPGPU 和 FPGA 支持的高性能帶寬。

在成立之初，OpenVPX的設(shè)計(jì)人員設(shè)想3U將主要作為中等性能的3U緊湊型PCI或高級(jí)MC卡的替代品。在五插槽 3U 機(jī)箱中部署 500 千兆次浮點(diǎn)運(yùn)算或更多容量的能力是沒有設(shè)想的。但現(xiàn)在越來越清楚的是，結(jié)合存儲(chǔ)、GPGPU、SBC和I/O功能的五插槽3U VPX系統(tǒng)有可能成為較小的UV市場(chǎng)的顛覆性力量。在郵箱大小的平臺(tái)中，這些單元的范圍為 10 到 20 磅，50 到 250 W。從本質(zhì)上講，預(yù)計(jì)全球鷹級(jí)能力將縮小到桌面大小的無人機(jī)。

嵌入式COTS供應(yīng)商今天擁有大部分產(chǎn)品，使這一愿景成為現(xiàn)實(shí)。但真正加速這種技術(shù)轉(zhuǎn)變的是傳感器工程社區(qū)和嵌入式處理系統(tǒng)社區(qū)之間的對(duì)話。雖然該領(lǐng)域存在大量遺留I/O，但目前還沒有有組織的舉措來標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)先的ISR傳感器供應(yīng)商使用的接口和互連。如今，ISR傳感器中使用的接口因系統(tǒng)集成商而異。一家供應(yīng)商使用 10 GbE，而另一家供應(yīng)商使用 1 GbE，而另一家供應(yīng)商使用 1553 和各種視頻接口，這種情況并不少見。

ISR傳感器市場(chǎng)中使用的接口過多，阻礙了 COTS 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在單個(gè)機(jī)箱上支持所有 I/O 類型的能力，特別是考慮到該技術(shù)受 SWaP 約束的性質(zhì)?？赡苡兄诠膭?lì)傳感器I / O領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的是在OpenVPX社區(qū)中創(chuàng)建一個(gè)聯(lián)盟，該聯(lián)盟與傳感器提供商聯(lián)系，探索機(jī)身通信，上行鏈路/下行鏈路通信和傳感器接口的三到五種常見I / O類型的定義。通過定義一套通用接口，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將獲得領(lǐng)先的 COTS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，以及 COTS 可升級(jí)性的成本和上市時(shí)間優(yōu)勢(shì)。

審核編輯：郭婷