Проблемы компоновки вычислительного комплекса Эльбрус3М1 в конструктиве Compact-PCI Научный руководитель: Каре Юлий Анатольевич Московский Физико-Технический Институт Шмаев Виктор Борисович 112 группа ЗАО МЦСТ

Исходные требования Формат: Compact PCI Формат: Compact PCI (6U + возможный минимум по высоте) Полная (максимальная) совместимость Полная (максимальная) совместимость по прошивкам ПЛИС с комплексом Эльбрус3М1 Большое количество интерфейсных разъёмов различных типов (Com x2, LPT, Mouse, Keyboard, USB x2, 2 PCI-mezzanine Cards, поддержка Compact PCI модулей, ATA x2, Floppy, LVDS) Большое количество интерфейсных разъёмов различных типов (Com x2, LPT, Mouse, Keyboard, USB x2, 2 PCI-mezzanine Cards, поддержка Compact PCI модулей, ATA x2, Floppy, LVDS) 1/10 Образец конструктива Compact_PCI

Проблемы проектирования комплекса: Проблемы компоновки, ограничения на длину шины PCI; Проблемы компоновки, ограничения на длину шины PCI; Необходимость размещения большого количества интерфейсных разъёмов; Необходимость размещения большого количества интерфейсных разъёмов; Выбор базовых конструктивных элементов с минимальными габаритами; Выбор базовых конструктивных элементов с минимальными габаритами; Обеспечение нормального температурного режима. Обеспечение нормального температурного режима. 2/10

Необходимость размещения большого количества компонентов комплекса в ограниченных конструктивных габаритах Проблема ограниченных габаритов Формат ячеек Compact-PCI 160* мм приводит к необходимости разделения комплекса на две части. Формат ячеек Compact-PCI 160* мм приводит к необходимости разделения комплекса на две части. 330*304 мм, 16 слоёв 160*233.4 мм толщина 1.6 ± 0.2мм, 12 слоёв 3/10

Структурная схема комплекса 4/10

Перекрёстные помехи составляют 500mV при пороге 800mV Промоделированное время распространения 7.4нс Моделирование шины PCI 5/10 Предварительный расчёт, основанный на предварительной топологии, показал что максимальное время распространения составляет 8нс. Время распространения сигнала должно быть менее 10нс

Проблема размещения разъёмов Использование переходной платки для установки USB разъёмов вторым уровнем Использование переходной платки для установки USB разъёмов вторым уровнем Использование SCSI разъёма для вывода второстепенных интерфейсов Использование SCSI разъёма для вывода второстепенных интерфейсов Трёхмерное моделирование и расчёт параметров в AutoCAD Трёхмерное моделирование и расчёт параметров в AutoCAD 6/10 ( Необходимость вывести с системной ячейки на переднюю панель 2 USB, 2 PS/2, 2 COM, LPT + 2 Mezzanine Card )

Выбор базовых конструктивных элементов с минимальными габаритами 7/10 Переход на память MINIDIMM DDR2 Использование источников питания горизонтального типа Использование разъёмов для поверхностного монтажа

Тепловыделение Около 80% мощности выделяется процессорной ячейкой. Около 80% мощности выделяется процессорной ячейкой. Максимально возможное тепловыделение составляет 85Вт Горизонтальное расположение модулей памяти Горизонтальное расположение модулей памяти Использование низкопрофильных источников питания Использование низкопрофильных источников питания Предусмотрена установка радиаторов на процессоры и ПЛИС. Предусмотрена установка радиаторов на процессоры и ПЛИС. Произведён расчёт необходимого воздушного потока Произведён расчёт необходимого воздушного потока (0.5 м³/мин) 8/10

Ход проектирования и результаты моделирования Ход проектирования и результаты моделирования Для получения толщины платы < 1.8мм сокращено число слоёв до 12. Переход на проводники шириной 100мкм (зазор 150мкм). Выполнена трассировка печатных плат. Проведено моделирование целостности сигналов процессорных шин и сигналов DDR2: пер.помехазапас пер.помехазапас DDR2 Address : 257mV400mV DDR2 Data : 320mV330mV CPU-DCU : 318mv480mV DCU-CPU : 460mV340mV CPU-SCU : 140mV660mV SCU-DCU : 132mV668mV PCI : 500mV300mV + 9 /10

Заключение Спроектирована структурная схема комплекса Выбраны конструктивные элементы комплекса Выбраны конструктивные элементы комплекса Проведено моделирование и анализ на целостность сигналов Проведено моделирование и анализ на целостность сигналов Создана принципиальные электрические схемы модулей комплекса Создана принципиальные электрические схемы модулей комплекса Спроектированы печатные платы модулей Спроектированы печатные платы модулей Спроектированы механические элементы комплекса Спроектированы механические элементы комплекса В данный момент платы комплекса находятся в производстве В данный момент платы комплекса находятся в производстве В результате проделанной работы: 10/10

Ваши вопросы?