計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)領(lǐng)域，具體為一種6U-CPCI計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，采用通信技術(shù)、可靠性與容錯(cuò)技術(shù)以及“故障一安全”技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路車(chē)站聯(lián)鎖要求的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖從路外到路內(nèi)從小站到大站，從支線到干線，發(fā)展十分迅速。至今全路已有上千個(gè)車(chē)站使用各種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖平臺(tái)。目前應(yīng)用得比較廣泛的有雙機(jī)熱備系統(tǒng)，雙機(jī)熱備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在長(zhǎng)期應(yīng)用和發(fā)展中已經(jīng)逐步成熟和穩(wěn)定，但由于其先天的不足，仍然暴露出許多軟、硬件設(shè)計(jì)上的缺欠。隨著軌道交通線路的改造和建設(shè)，它們對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性和安全性提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種6U-CPCI計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，滿(mǎn)足可靠性和安全性的使用要求。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，包括電源、4塊N2600CPU模塊、7塊10模塊、VPC分頻模塊和6U-CPCI機(jī)箱，電源的輸出端連接N2600CPU模塊的電源端，N2600CPU模塊、10模塊和VPC分頻模塊通過(guò)6U-CPCI機(jī)箱的CPCI背板互連，所述電源為2個(gè)3UX8HP標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的CPCI電源，電源采用均流電路連接。
[0005]所述6U-CPCI機(jī)箱為全拼裝結(jié)構(gòu)，機(jī)箱采用鋁合金材料。
[0006]所述6U-CPCI機(jī)箱上安裝有蓋板屏蔽條及前面板屏蔽條，導(dǎo)軌安裝有靜電釋放簧片，CPCI背板的電源輸入板處設(shè)有電磁兼容EMC電路。
[0007]對(duì)電源設(shè)有電源濾波電路，所述電源濾波電路為:輸入依次經(jīng)交流隔離變壓器、RC濾波電路，π型濾波電路和LC濾波電路后輸出。
[0008]CPCI背板的PCB板布線上，除大地線外，與機(jī)箱內(nèi)膽的固定孔和靠金屬的地方設(shè)有隔離區(qū)，外層表面隔離距離大于6.4mm,內(nèi)層隔離距離大于3.5mm。
[0009]所述N2600CPU 模塊為三種 CPU 板:MCU、DCU 和 PCU。
[0010]所述4塊N2600CPU模塊具有不同的前面板，通過(guò)CPCI機(jī)箱背板連接通信，可以同時(shí)運(yùn)行；7塊10模塊同時(shí)被CPU板識(shí)別；VPC模塊能夠?qū)崿F(xiàn)分頻功能。
[0011]本實(shí)用新型首次創(chuàng)新性采用雙電源均流擴(kuò)展型CPCI的架構(gòu)設(shè)計(jì)；機(jī)箱采用了全拼裝設(shè)計(jì)，兼顧方便和牢靠以及抗震性，保證了維修和更換極為方便，對(duì)電磁兼容性方面進(jìn)行了新設(shè)計(jì)。
[0012]本實(shí)用新型支持4塊CPU板同時(shí)運(yùn)行及多10板卡通信。所述6U-CPCI機(jī)箱符合CPCI總線規(guī)范，提高了抗振動(dòng)沖擊能力，符合電磁兼容性要求，實(shí)現(xiàn)了熱插拔技術(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型機(jī)箱結(jié)構(gòu)示意。
[0014]圖2為本實(shí)用新型電源濾波電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型包括電源、4塊N2600CPU模塊、7塊10模塊、VPC分頻模塊和6U-CPCI機(jī)箱，電源的輸出端連接N2600CPU模塊的電源端，N2600CPU模塊、10模塊和VPC分頻模塊通過(guò)6U-CPCI機(jī)箱的CPCI背板互連，如圖1所示，所述電源PWR為2個(gè)3UX8HP標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的CPCI電源，電源采用均流電路連接，具有雙路冗余和均流功能，200W輸出。本實(shí)施例中，一共有三種CPU板即:MCU，用于主控；DCU，用于I/O控制；PCU，用于電源控制，為了有利于資源集中統(tǒng)一和軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性，三種CPU的設(shè)計(jì)在主要部件如CPU核心板和載板方面完全統(tǒng)一。
[0016]下面詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的的實(shí)施。
[0017]1、首次創(chuàng)新性采用雙電源均流擴(kuò)展型CPCI的架構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0018]國(guó)內(nèi)一般的CPCI機(jī)箱架構(gòu)采用單電源模式，由于負(fù)載的增多，導(dǎo)致電源電壓的下降明顯，近端的負(fù)載工作正常，但是遠(yuǎn)端的負(fù)載由于壓降的原因會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)重啟，死機(jī)的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，所以現(xiàn)有的CPCI機(jī)箱的在VXworks下系統(tǒng)槽位一般為8個(gè)左右，如果在擴(kuò)展更多的系統(tǒng)槽，必須再增加一套設(shè)備才能滿(mǎn)足要求，這樣不但增加了材料成為，而且維護(hù)也即為不方便。
[0019]本實(shí)用新型采用了雙電源的方式，用兩個(gè)電源一同工作，利用均流電路實(shí)現(xiàn)均流，如果負(fù)載過(guò)輕，則一個(gè)電源工作一個(gè)備用，如果負(fù)載過(guò)重則兩個(gè)電源一起工作，平均分配工作電流，這種設(shè)計(jì)可保證在VXworks系統(tǒng)下CPCI所帶的系統(tǒng)槽位擴(kuò)展到21槽，節(jié)約了成本而且維護(hù)方便，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，平均穩(wěn)定無(wú)故障工作時(shí)間能達(dá)到了 2500個(gè)小時(shí)以上。
[0020]2、機(jī)箱采用了全拼裝設(shè)計(jì)，兼顧方便和牢靠以及抗震性。保證了維修和更換的方便。
[0021]CPCI機(jī)箱的器件一般包括:法蘭盤(pán)，后耳板，f型側(cè)板，前橫梁，后橫梁，中橫梁，螺紋條，絕緣條，蓋板，屏蔽條，面板，導(dǎo)向條等等器件，現(xiàn)有機(jī)箱對(duì)這些器件經(jīng)常采用一體連接成形的結(jié)構(gòu)，雖然有利于制造，但不利于維護(hù)。本實(shí)用新型中，這些器件通過(guò)拼裝得機(jī)箱，且全部為鋁合金材料。機(jī)箱的每一個(gè)部件都可按照客戶(hù)要求定制，任何一部分有損壞都可以很方便的更換備件，給維修提供了方便，節(jié)省了運(yùn)營(yíng)成本。拼裝結(jié)構(gòu)也利于受力的分散，有利于抗震性。
[0022]3、電磁兼容性EMC的設(shè)計(jì)
[0023]由于EMC試驗(yàn)要求對(duì)CPCI電源非常嚴(yán)格，EMC對(duì)軍品的要求就更為苛刻，一般的電磁兼容考慮都只是考慮了一種方式，要么提高安全距離，要么加簡(jiǎn)單的電源濾波電路，但是本實(shí)用新型從多個(gè)方面入手，使EMC的等級(jí)提高到了一個(gè)新的層面，達(dá)到了 EMC 4級(jí)的要求。
[0024]A:首先，通過(guò)在機(jī)箱上安裝蓋板屏蔽條及前面板屏蔽條，以及安裝導(dǎo)軌的靜電釋放簧片，來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)整體的EMC環(huán)境要求。
[0025]同時(shí)，在CPCI背板的電源輸入板上加入EMC電路，增加抗壓能力，滿(mǎn)足快速瞬變和浪涌(沖擊)的4級(jí)強(qiáng)度要求。
[0026]B:提高安全距離
[0027]CPCI背板的PCB板布線上，除大地線外，與機(jī)箱內(nèi)膽的固定孔和靠金屬的地方設(shè)有隔離區(qū)，外層表面隔離距離大于6.5mm，內(nèi)層隔離距離大于3mm。
[0028]C:電源濾波電路設(shè)計(jì)
[0029]電源濾波電路是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，它的原理就是一種阻抗適配網(wǎng)絡(luò):電源濾波器輸入、輸出側(cè)與電源和負(fù)載側(cè)的阻抗適配越大，對(duì)電磁干擾的衰減就越有效。濾波器可以對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。
[0030]市面上的一般的無(wú)源濾波電路，大都采用單一的濾波方式，要么LC濾波，要么RC濾波，他們要么具有很好的低通濾波，但是體積比較笨重，濾波的頻率范圍比較窄，且有很大的噪聲能量，而且交流端不加隔離。
[0031]本實(shí)用新型采用交流隔離變壓器加上混合濾波的方式，如圖2所示，所述混合濾波為前端RC濾波，中端31型濾波，后端LC，保證了很好的交流隔離，低通，中通，高通濾波的效果都有了一定的改善。
[0032]綜上所述，本實(shí)用新型在保證電源供給的基礎(chǔ)上，提高了抗振動(dòng)沖擊能力，符合電磁兼容性要求，滿(mǎn)足安全性和可靠性的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是包括電源、4塊N2600CPU模塊、7塊10模塊、VPC分頻模塊和6U-CPCI機(jī)箱，電源的輸出端連接N2600CPU模塊的電源端，N2600CPU模塊、10模塊和VPC分頻模塊通過(guò)6U-CPCI機(jī)箱的CPCI背板互連，所述電源為2個(gè)3UX8HP標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的CPCI電源，電源采用均流電路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是所述6U-CPCI機(jī)箱為全拼裝結(jié)構(gòu)，機(jī)箱采用鋁合金材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是所述6U-CPCI機(jī)箱上安裝有蓋板屏蔽條及前面板屏蔽條，導(dǎo)軌安裝有靜電釋放簧片，CPCI背板的電源輸入板處設(shè)有電磁兼容EMC電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是對(duì)電源設(shè)有電源濾波電路，所述電源濾波電路為:輸入依次經(jīng)交流隔離變壓器、RC濾波電路，31型濾波電路和LC濾波電路后輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是CPCI背板的PCB板布線上，除大地線外，與機(jī)箱內(nèi)膽的固定孔和靠金屬的地方設(shè)有隔離區(qū)，外層表面隔離距離大于6.4mm,內(nèi)層隔離距離大于3.5mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，其特征是所述N2600CPU模塊為三種CPU 板:MCU、DCU 和 PCU。
【專(zhuān)利摘要】計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖硬件平臺(tái)，包括電源、4塊N2600CPU模塊、7塊IO模塊、VPC分頻模塊和6U-CPCI機(jī)箱，電源的輸出端連接N2600CPU模塊的電源端，N2600CPU模塊、IO模塊和VPC分頻模塊通過(guò)6U-CPCI機(jī)箱的CPCI背板互連，所述電源為2個(gè)3U×8HP標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的CPCI電源，電源采用均流電路連接。本實(shí)用新型采用6U-CPCI架構(gòu)，提高了抗振動(dòng)沖擊能力，符合電磁兼容性要求。
【IPC分類(lèi)】G06F1/26, G06F1/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205103722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520884123
【發(fā)明人】吳嶺
【申請(qǐng)人】江蘇捷世智通信息科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日