Встраиваемые компьютеры для жестких условий эксплуатации


PDF версия

Североамериканская компания Ampro Computers, Inc. на протяжении четверти века остается видным игроком рынка встраиваемых компьютеров. Фирма является основоположником стандартов РС/104, РС/104-Plus и EBX для мезонинных одноплатных компьютеров (SBC), одной из создателей популярного стандарта EPIC для сверхкомпактных полнофункциональных одноплатных систем, а совсем недавно Ampro Computers начала предлагать стремительно растущую в популярности линию продуктов компьютер-на-модуле (COM) форматов ETX, XTX и COM Express. Директор по продажам компании Боб Биверс в своем интервью нашему журналу рассказывает о продукции выпускающейся под торговой маркой Ampro, ее отличительных особенностях и областях применения.

— В марте 2008 г. компании Ampro Computers, Inc и ADLINK Technology объявили о своем слиянии. Почему эти две компании объединились?
Эта интеграция усиливает конкурентные преимущества обоих партнеров, и позволяет расширить номенклатуру изделий. Продуктовые линейки двух компаний дополняют друг друга, и не пересекаются. Ampro производит встраиваемые системы на базе стандартов PC104, а ADLINK, в основном, на базе PCI Express. Единственная продуктовая линейка, которой занималась и та и другая фирмы — это COM Express.
ADLINK интересовалась имеющимся у Ampro опытом разработки систем, которые могут работать в широком диапазоне температур и вибраций, в предельно жестких условиях эксплуатации, которые у Ampro называются «extreme rugged». Это очень защищенные системы, и ADLINK хотела бы использовать опыт Ampro при производстве своей продукции.
Со своей стороны, ADLINK имеет большой опыт в производстве недорогих систем в больших количествах. Такой опыт очень полезен для Ampro.
Ampro традиционно работала на американском рынке, а ADLINK — на азиатском и европейском. Поэтому, у объединенной компании открываются возможности роста, снижения стоимости продукции, выхода высококачественных, стандартизированных технологий модульных встраиваемых компьютерных систем на новые рынки.

— Что будет с торговыми марками традиционных продуктовых линеек каждой компании? Останется ли за продуктами для жестких условий эксплуатации бренд Ampro?
Торговые марки традиционных линеек продукции останутся прежними. Ampro имеет двадцатипятилетний опыт работы в производстве систем класса «extreme rugged», и очень важно сохранить этот бренд.

— В какой отрасли ваши изделия находит наибольшее применение?
Оборона и транспорт, а также медицина — традиционные отрасли применения для бренда Ampro. Для бренда ADLINK — это автоматизация в промышленности и телеком.

— Насколько перспективным на сегодня вы считаете для себя российский рынок?
Российский рынок очень важен для Ampro и ADLINK. Продукты класса extreme rugged особенно востребованы в России, где громадные протяжения железных дорог и очень суровые климатические условия.

— Какова на сегодня доля российского рынка в бизнесе компании?
Эта доля составляет около 5 %.

— Чем ваши изделия отличаются от изделий конкурентов, которые также позиционируют свою продукцию как extreme rugged?
Главное преимущество Ampro — производство систем, ориентированных на работу в экстремально жестких условиях: в очень широком температурном диапазоне от –40 до +80 ºC и при сильных вибрациях. Ampro тестирует каждое свое изделие, предназначенное для функционирования в таких условиях. Это очень важно, особенно для России. Ни один другой производитель этого не делает. Некоторые проводят тестирование выборочно. Однако, если вы покупаете, продукцию Ampro, то можете быть уверены, что в экстремальных условиях протестирована каждая плата.
Еще одно преимущество заключается в том, что Ampro специально разрабатывает для экстремальных условий не только электронику, но и конструктивы. Большинство других компаний берут стандартные коммерческие продукты и тестируют их, после чего делают вывод о пригодности или непригодности конструкции работать в составе законченного изделия. Подход Ampro заключается в том, что изделие не только тестируется, но и разрабатывается специально под жесткие условия. Это обеспечивает более высокую надежность конечной системы.
Нам часто задают вопрос, почему наши платы значительно дороже, чем аналогичные от других производителей? Ответ прост. Эти платы специально разработаны и протестированы в жестких условиях, поэтому мы даем на наши изделия трехлетнюю гарантию. Никто в индустрии больше такой гарантии не дает. Остальные производители используют обычные коммерческие изделия, и пытаются их выдать за изделия для жестких условий. Естественно, они получаются у них намного дешевле. Ampro отбирает компонентную базу начиная с конденсаторов. И цена изделия соответственно возрастает.
Еще одно отличие продукции Ampro от изделий конкурентов состоит в том, что процедуры создания наших систем уникальны. Мы должны быть уверены, что система будет нормально работать в жестких условиях. В соответствии с этой процедурой типовой образец каждого изделия подвергается разрушающему тесту [Highly Accelerated Life Test (H.A.L.T.)]. То есть проводится тестирование изделия вплоть до его разрушения. Это позволяет определить границы применимости продукта и правильности использования методов проектирования. Если нужно, результаты такого теста Ampro предоставляет заказчикам в качестве справочной информации.

— На чем основывается выбор процессора того или иного производителя при проектировании ваших систем?
Выбор процессора зависит от критериев, которые используются при проектировании изделия, требований к производительности, требований к форм-факторам, используемым в изделии, а также от ряда других факторов, таких, например, как выделение тепла. Процессоры Intel хорошо себя проявили в решениях, где некритичны относительно большие габариты, но нужна очень высокая производительность. Производительность опять же прямо пропорциональна количеству выделяемого кристаллом тепла. Однако, если говорить о процессорах, которые должны работать в небольших форм-факторах и с малым рассеиванием энергии, предлагается работать с процессорами Vortex от компании DMP. Предложение от VIA очень выгодно смотрится как некое среднее решение, обеспечивающее достаточно высокую производительность при умеренной теплоотдаче. Очень важно при выборе также оценивать жизненный цикл изделия, который обеспечивают производи-
тели.

— Какие технологии позволяют добиваться высоких результатов при создании продукции для жестких условий эксплуатации?
Ampro разработала определенные правила и технические условия для своих изделий и разъемов. Эти правила касаются как механической, так и электрической частей изделия. Мы должны быть уверены, что система будет нормально работать в условиях широкого температурного диапазона и сильных вибраций, и что важно, в течение длительного времени.
Одна из важных характеристик системы — это «холодный старт», т.е. включение системы при самых низких температурах. Для правильного и надежного старта системы очень важен способ развода цепей питания на плате. Если сравнить подсистемы питания на платах Ampro и на платах конкурирующих фирм, можно увидеть, что у Ampro существенно больше компонентов, формирующих эту подсистему. Для систем питания очень важно количество и качество конденсаторов. Если посмотреть на аналогичные платы конкурентов, то можно увидеть большое количество электролитических конденсаторов в алюминиевых корпусах. Ampro использует керамические, танталовые и полимерные конденсаторы и уделяет большое внимание их характеристикам. Одна из важнейших характеристик конденсаторов, это ESR, — эквивалентное последовательное сопротивление, которое сильно зависит от температуры. Специалисты Ampro умеют правильно подбирать конденсаторы по этой характеристике.

— Имеется ли в виду, что все конденсаторы проходят входное тестирование?
Нет, речь идет о выборе типа и модели компонентов с определенными характеристиками. Не все конденсаторы имеют характеристики, которые соответствуют заявленным. Но производятся и такие конденсаторы, у которых эти характеристики гарантированы. За двадцать пять лет Ampro научилась разбираться в качестве компонентов. Большинство же конкурентов не представляют, компоненты с какими характеристиками используются в их изделиях.
В приборах, предназначенных для работы при высоких температурах, Ampro использует различные технологии рассеяния тепла. Во-первых, это радиаторы с наилучшими свойствами по температурному сопротивлению. Во-вторых, для печатных проводников на платах используют значительно больше меди, для лучшего заземления — больше слоев на плате.
При производстве плат применяется технология погружения в серебро. Это позволяет компонентам лучше держаться на плате после пайки, особенно это заметно в широком температурном диапазоне работы устройства. Также, благодаря этой технологии, что очень важно, обеспечивается длительность фиксации компонентов. Проблема надежной пайки компонентов на плату возникла после введения директив RoHS, запрещающих лужение проводников свинцовым припоем. Как альтернатива свинцу в настоящее время существует технология gold flash. Но, к сожалению, пайка компонентов по этой технологии не выдерживает температурных перепадов. Только использование серебра позволяет решить проблему надежности пайки.
Платы производятся по утвержденным производственным стандартам, которые гарантируют необходимые зазоры между печатным монтажем, оптимальную ширину проводящих дорожек, необходимую для устойчивой работы при вибрациях и ударах. Уделяется очень большое внимание фиксации компонентов на плате, которые имеют заметную массу. Это все часть процесса проектирования плат.
На этапе проектирования платы отдаются независимой лаборатории, которая проводит серию температурных испытаний, а также испытаний в условиях ударов и вибраций. И, наконец, платы тестируются вплоть до разрушения.
Иногда нужно покрывать платы специальным лаком. Это необходимо, к примеру, при использовании аппаратуры в морских условиях. Морской туман, как известно воздействует на электронную аппаратуру весьма негативно. Такое конформное покрытие защищает также и от статического электричества.

— Известно, что компоненты в пластиковых (не керамических) корпусах активно продвигаются на рынок специальных применений. Используете ли вы такие компоненты при производстве своей продукции?
Сегодня большинство производителей полупроводников выпускают для широкого температурного диапазона микросхемы в пластиковых корпусах. Современные технологии упаковки кристаллов в корпуса очень хороша. Часть компонентов, которые устанавливаются на платы, рассчитаны на температурный режим –20…+70 °С, и применяются они только потому, что для более широкого температурного диапазона аналогов просто не существует.
Производители полупроводников разделяют свои продукты на коммерческие и промышленные, при этом нет физической разницы между этими изделиями. Разница только в выходном контроле. Входной контроль компонентов, которые закупает Ampro идентичен выходному контролю производителей полупроводников.

— Совместимо ли ваше оборудование с оборудованием других производителей?
Когда речь идет о совместимости, надо говорить о том, насколько стандарты допускают такую совместимость. Стандарт COM Express определяет механические соединения, геометрию платы. Можно использовать разные процессорные модули, и поэтому вопрос совместимости перейдет в плоскость совместимости программного обеспечения. Например, речь может идти об интерфейсах видео-вывода, которые зачастую очень сильно зависят от программного обеспечения. Эти интерфейсы менее стандартизованы и прописаны. В том случае, если не используются некие стандартные подходы, проблемы совместимости могут возникнуть при переходе с одной платы на другую. Это зависит от того, как написано приложение.

— Почему в своих разработках вы придерживаетесь так называемых «открытых» стандартов? Как вы считаете, есть ли рыночное будущее у так называемых корпоративных систем?
Когда используется открытая архитектура, можно иметь больше поставщиков. Если один поставщик по каким-то причинам вас не удовлетворяет, можно всегда обратиться к другому. Между поставщиками есть конкуренция, соответственно снижается цена. Закрытую архитектуру можно использовать там, где объемы продаж превышают сотни тысяч. В остальных случаях это нецелесо-
образно.

— Какова сервисная политика поддержки ваших клиентов? Что, например, делать клиентам, если плата вышла из строя уже после снятия ее с производства?
Инженеры технической поддержки сопровождают клиентов во время процесса разработки системы. Есть также инженерно-техническая поддержка, которая осуществляется уже на стадии производства. Есть такая опция как on-line запрос к эксперту — «спроси эксперта». Кроме того, у Ampro есть представитель в каждом регионе продаж, который обладает уникальным опытом в области встраиваемых систем.
В России, например, компания Микромакс обеспечивает отличный технический интерфейс между клиентами и Ampro. У изделий Ampro очень длинный жизненный цикл. Ampro поддерживает ремонт плат до тех пор, пока доступны компоненты для такого ремонта. Сохраняется вся техническая документация на все старые платы, которые были выпущены.
Если даже плата снята с производства, но можно купить компоненты, которые вышли из строя, значит, плата берется в ремонт. Ampro вынуждена соответствовать особым требованиям рынка, потому работает на особых рынках, таких, где цена выхода оборудования из строя очень высока.

Беседу вел Евгений Андреев

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *