5月12日，第七屆中國國際國防電子展覽會(huì)如期開幕，在本屆展覽會(huì)上加固計(jì)算機(jī)成為耀眼的明星。全加固計(jì)算機(jī)、手持式加固計(jì)算機(jī)、信息加固計(jì)算機(jī)、便攜式加固計(jì)算機(jī)等等字樣，隨處可見。因此，有必要在這里對(duì)參展企業(yè)以及加固計(jì)算機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)介紹，梳理這一產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
加固計(jì)算機(jī)的分類
為適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)影響計(jì)算機(jī)性能的各種因素，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性和機(jī)械物理結(jié)構(gòu)等，采取相應(yīng)保證措施的計(jì)算機(jī)，又稱抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)是：具有強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性和高可維性；較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力；系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化；專用軟件的開發(fā)是其應(yīng)用的關(guān)鍵。
業(yè)界普遍按應(yīng)用環(huán)境的不同分為軍用型、加固型和防信息泄漏型3種。
1、軍用型計(jì)算機(jī)，又稱軍用規(guī)范型或全加固型計(jì)算機(jī)。它是從計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和滿足各種抗惡劣環(huán)境要求出發(fā)，嚴(yán)格按照一系列軍用標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)制造的，并且要得到指定機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)與認(rèn)可。造價(jià)比一般商用計(jì)算機(jī)高很多。可適用于各種最惡劣的軍事野戰(zhàn)環(huán)境，可以在地面、車載、艦載、機(jī)載和空間等環(huán)境中使用。設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是滿足某些軍用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
2、加固型計(jì)算機(jī)。20世紀(jì)70年代抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)幾乎全部采用專門設(shè)計(jì)的軍用型計(jì)算機(jī)，但隨著需求量的日益增大，用于這種計(jì)算機(jī)的經(jīng)費(fèi)越來越多，因此80年代初出現(xiàn)了對(duì)商用計(jì)算機(jī)進(jìn)行加固的計(jì)算機(jī)，成功地用于各種軍事領(lǐng)域。造價(jià)比商用機(jī)略貴，但比軍用型計(jì)算機(jī)低得多，研制周期短，硬軟件與原商用機(jī)兼容。
3、防信息泄漏型計(jì)算機(jī)，能控制和抑制信息泄漏的計(jì)算機(jī)，又稱低輻射強(qiáng)度計(jì)算機(jī)。由于計(jì)算機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁發(fā)射，帶來兩個(gè)后果，一是對(duì)鄰近其他設(shè)備產(chǎn)生干擾，二是伴隨發(fā)射出的計(jì)算機(jī)機(jī)密信息，可被截獲解譯，造成嚴(yán)重的信息失密。因此，防信息泄漏計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。世界上許多國家都頒布了此類計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
加固技術(shù)與加固原理
在不同環(huán)境條件下采用下列不同加固技術(shù)與原理。
1、惡劣氣候環(huán)境。如風(fēng)、雨、雪、冰、霜、霧、高溫、低溫、潮濕、干熱、砂塵、高低氣壓、鹽霧、工業(yè)大氣和煙塵等，主要采用各種熱設(shè)計(jì)技術(shù)、金屬防護(hù)技術(shù)和隔離密封技術(shù)等。
2、惡劣力學(xué)環(huán)境，如沖擊、振動(dòng)、跌落、搖擺、顛振、應(yīng)力和噪聲等，主要采用抗振動(dòng)和抗沖擊設(shè)計(jì)技術(shù)等。
3、惡劣電磁環(huán)境，如強(qiáng)磁場、強(qiáng)電磁脈沖、雷電、靜電和火花，主要采用電磁兼容設(shè)計(jì)和接地技術(shù)等。
4、惡劣的生物環(huán)境。如霉菌和昆蟲等，主要采用有效的涂覆和防護(hù)技術(shù)等。
5、防信息泄漏計(jì)算機(jī)。通常采用兩種方法，即包容法和抑源法。包容法是將計(jì)算機(jī)整體屏蔽起來，并在電源線和信號(hào)線上使用濾波器，抑制計(jì)算機(jī)通過空間和有關(guān)通道向外輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射信息。抑源法是在設(shè)計(jì)電路和印制電路板時(shí)，就充分考慮對(duì)泄密信息的控制，防止其輻射。兩種方法各有特點(diǎn)，應(yīng)用于不同情況，有時(shí)兩者結(jié)合使用。包容法設(shè)計(jì)簡單，造價(jià)低，但效果不及后者，特別是屏蔽材料隨時(shí)間增長會(huì)老化失效，從而降低屏蔽效果。抑源法成本較高，但效果好。
6、輻射環(huán)境。主要采用抗輻射加固技術(shù)。首先了解輻射環(huán)境和輻射效應(yīng)損傷機(jī)理；其次，根據(jù)抗輻射指標(biāo)和電子系統(tǒng)所要求完成的性能要求制定失效判據(jù)；最后，按照合理的安全系數(shù)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。從器件生產(chǎn)、電路設(shè)計(jì)到組裝成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都可加固，但元器件加固是整個(gè)加固工作的基礎(chǔ)。
7、惡劣氣侯環(huán)境。為了在惡劣的氣侯環(huán)境下使用計(jì)算機(jī)，有時(shí)還應(yīng)考慮到在較低溫度或較高溫度運(yùn)行的需要，此時(shí)，加固計(jì)算機(jī)必須采用高溫的主板，必要時(shí)在主板和每一個(gè)附加卡(如網(wǎng)卡、顯卡、視頻采集卡等)上加裝散熱鋁板以在高溫時(shí)散熱，或加裝加熱膜及溫控開關(guān)，在應(yīng)用環(huán)境低于一定溫度時(shí)溫控開關(guān)啟動(dòng)，通過加熱膜加熱的方式提高加固計(jì)算機(jī)內(nèi)的溫度至可工作的溫度。
加固計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢
在走訪了幾乎全部參加本次展覽的加固計(jì)算機(jī)供應(yīng)商，從其參展的諸多產(chǎn)品的特性與技術(shù)資料來看，加固計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和市場開始呈現(xiàn)出以下若干發(fā)展趨勢。
1、便攜機(jī)與手持機(jī)
在本次展示中，幾乎所有大型的軍用計(jì)算機(jī)廠商，都著力展示了其手持式和便攜式加固計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。
而手持與便攜加固計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，得益于半導(dǎo)體品件的進(jìn)步與革新。由于集成電路工藝水平的提高，集成更多的功能的SoC芯片與超大規(guī)?，F(xiàn)場可編程邏輯器件(CPLD、FPGA)已成為設(shè)計(jì)制造軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的主流芯片。這使得軍用嵌入式計(jì)算機(jī)需要使用的電子元器件數(shù)量可以得到極大的減少，從而使計(jì)算機(jī)的體積重量都大幅度的減少。同時(shí)，軍用高密度電子組裝工藝正在走向成熟，混合集成電路工藝也已開始在軍用嵌入式計(jì)算機(jī)研制中應(yīng)用，這些都使得軍用嵌入式計(jì)算機(jī)可以在更小的空間里安裝更多的電子元器件，從而使體積更小，重量更輕，功能更加強(qiáng)大。
在小型的同時(shí)，由于主要的集成電路芯片正在向SoC過渡，芯片集成的功能越來越多，體積上的裕量也使得單個(gè)計(jì)算機(jī)可以集成更多的功能模塊，因此，軍用嵌入式計(jì)算機(jī)必然會(huì)也正在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的集成化，采用機(jī)箱內(nèi)的分布處理結(jié)構(gòu)將更多的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)以外的功能模塊集成到一起，在一個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)包括GPS、紅外制導(dǎo)等在內(nèi)的所有導(dǎo)航與制導(dǎo)解算。
2、CPCI總線未來將成主流
采用CPCI總線標(biāo)準(zhǔn)推新型加固計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，是另一個(gè)參展企業(yè)主推的熱點(diǎn)。包括浪潮、天津英貝特、航天706所、濟(jì)南騰越、國營第785廠第三研究所、臺(tái)灣凌華等企業(yè)，都紛紛把CPCI型產(chǎn)品擺在突出的位置。
隨著現(xiàn)代軍事環(huán)境的變化，信息化戰(zhàn)爭對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的PCI總線結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足高環(huán)境適應(yīng)性，可熱插拔等應(yīng)用需求，研發(fā)具有高穩(wěn)定性、高可靠性、可熱插拔的總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算平臺(tái)應(yīng)對(duì)軍方武器裝備、指揮自動(dòng)化等系統(tǒng)的應(yīng)用需求勢在必行。
因此，1994年P(guān)ICMG(PCI計(jì)算機(jī)制造商聯(lián)盟)發(fā)布了一個(gè)緊湊型PCI總線――CompactPCI，這種新的開放式工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，由三項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)綜合而成：
一是PCI局部總線的電氣特性。這使得CPCI標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)的PCI系統(tǒng)完全兼容，支持用在桌面PC上的完全一樣的接口芯片，使得在桌面PC上開發(fā)的整個(gè)應(yīng)用，可以無縫地移到加固計(jì)算機(jī)十來應(yīng)用；
二是工業(yè)級(jí)歐洲卡封裝結(jié)構(gòu)和規(guī)格。CPCI標(biāo)準(zhǔn)采用經(jīng)過20年實(shí)踐檢驗(yàn)了的高可靠歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)，垂直安裝，前抽取結(jié)構(gòu)，改善了散熱條件提高了抗振性和易維護(hù)性，符合電磁兼容要求；
三是IEC2mm高密度針孔連接器。CPCI拋棄了PCI總線的金手指式互連方式，改用2mm密度的針孔連接器，具有連接可靠、完全氣密的特點(diǎn)，板卡的抗振性和抗腐蝕性大大提高，并增加了負(fù)載能力。
CPCI在設(shè)計(jì)時(shí)，將VME密集堅(jiān)固的封裝和大型設(shè)備的極佳冷卻效果以及PC廉價(jià)、易采用最新處理能力的芯片結(jié)合在一起，既保證了99、999%的高可靠度，也極大降低了硬件和軟件開發(fā)成本。
據(jù)介紹，雖然目前CPCI型產(chǎn)品的價(jià)格還是比其他總線型產(chǎn)品貴很多，但是其優(yōu)異的性能以及維護(hù)成本低的特點(diǎn)，目前正逐漸被軍方所接受。
3、信息安全受到格外重視
與對(duì)計(jì)算機(jī)的物理加固外，目前軍方等特種機(jī)構(gòu)，對(duì)計(jì)算機(jī)的電信息安全也格外重視，而諸多廠商也推出了這方面的信息安全計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，可以稱之為信息安全加固計(jì)算機(jī)。而這種信息安全加固計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了排除各種網(wǎng)絡(luò)接口及連接方式外，電磁防護(hù)的安全需求。
中國航天科工集團(tuán)第二研究院706所此次推出的系列防電磁泄漏產(chǎn)品，采取了嚴(yán)格的電磁防護(hù)措施，把電磁發(fā)射抑制到最低限度，具有高可靠性、高安全性的特點(diǎn)，可以很好地滿足軍方及特種機(jī)構(gòu)的安全需要。
浪潮金盾系列防信息泄漏計(jì)算機(jī)，是國家級(jí)信息安全示范工程項(xiàng)目，是基于丁EMPEST的防護(hù)技術(shù)的一種信息安全產(chǎn)品。在電磁防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，浪潮形成了成熟的抑源技術(shù)和包容技術(shù)，通過了國家保密局GGBB1電磁兼容測試，推出的防信息泄漏計(jì)算機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)在國家機(jī)關(guān)和軍隊(duì)得到了廣泛應(yīng)用。
可以預(yù)見的是，隨著中國軍事信息化不斷深入，將會(huì)對(duì)加固計(jì)算機(jī)產(chǎn)生大量的需求，而加固型計(jì)算機(jī)也會(huì)的需求的推動(dòng)下，不斷進(jìn)行技術(shù)更新，從而引領(lǐng)中國軍事計(jì)算機(jī)領(lǐng)域走向國際前列。(Tiger)
(來源：人民網(wǎng))
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