3U VPX准备为小型无人机提供服务

随着国防部利用SWaP的减少，较小的外壳（如3U VPX）正在获得好处。然而，今天的3U VPX背板拓扑结构将需要进行改造，以充分利用现代处理能力。

由于最新一代 CPU、通用图形处理单元 （GPGPU） 和 FPGA 在性能和尺寸、重量和功耗 （SWaP） 效率方面取得了重大进步，军方正越来越多地转向更小、成本更低的无人驾驶车辆 （UV） 作为计算密集型 ISR 应用的平台。

因此，在较小的UV中使用3U VPX模块也越来越受欢迎。直到最近，3U模块还不适合性能要求苛刻的ISR应用。然而，当今最新一代的 CPU，如英特尔的第三代酷睿 i7、英伟达的 240 核费米架构 GPGPU 和 Xilinx 的 Kintex-7 FPGA，显著提高了每瓦的处理性能，以创建小型、高能效的 ISR 平台。添加用于记录的数据存储，3U系统构成了强大的UV ISR解决方案。

最新一代技术支持 ISR 应用

随着热量管理技术的进步，开放式架构系统现在能够更好地充分利用Core i7等最新多核低功耗处理器的全部潜力，而不必因散热而降低性能。使用加固型 MXM 模块，可以在小型嵌入式系统中部署最新、最高性能的 NVIDIA GPGPU。Xilinx 的全新 Kintex-7 系列 FPGA 特别适合 ISR 应用，使 XMC FPGA 模块的设计性能达到上一代模块的 3 倍，同时保持几乎相同的功耗。

随着数据存储从较重、可靠性较低的旋转磁盘介质转向大密度固态设计，小型系统设计将带来诸多好处。借助 OpenVPX，有一种架构使集成商能够将这些先进技术利用到系统中并进行扩展。柯蒂斯-赖特控制防御解决方案的 VPX3-491 在 3U VPX 板上集成了 NVIDIA 费米架构 GPU 器件，是小型无人驾驶车辆 ISR 应用的理想选择。

将 3U 处理提升到新的水平

要使这些紧凑的小型系统更适合UV，将需要新的3U VPX背板拓扑结构，这些拓扑结构正在为该标准的下一次修订版提出。当今的 3U 拓扑无法充分利用最先进的 CPU、GPGPU 和 FPGA 支持的高性能带宽。

在成立之初，OpenVPX的设计人员设想3U将主要作为中等性能的3U紧凑型PCI或高级MC卡的替代品。在五插槽 3U 机箱中部署 500 千兆次浮点运算或更多容量的能力是没有设想的。但现在越来越清楚的是，结合存储、GPGPU、SBC和I/O功能的五插槽3U VPX系统有可能成为较小的UV市场的颠覆性力量。在邮箱大小的平台中，这些单元的范围为 10 到 20 磅，50 到 250 W。从本质上讲，预计全球鹰级能力将缩小到桌面大小的无人机。

嵌入式COTS供应商今天拥有大部分产品，使这一愿景成为现实。但真正加速这种技术转变的是传感器工程社区和嵌入式处理系统社区之间的对话。虽然该领域存在大量遗留I/O，但目前还没有有组织的举措来标准化领先的ISR传感器供应商使用的接口和互连。如今，ISR传感器中使用的接口因系统集成商而异。一家供应商使用 10 GbE，而另一家供应商使用 1 GbE，而另一家供应商使用 1553 和各种视频接口，这种情况并不少见。

ISR传感器市场中使用的接口过多，阻碍了 COTS 嵌入式系统设计人员在单个机箱上支持所有 I/O 类型的能力，特别是考虑到该技术受 SWaP 约束的性质。可能有助于鼓励传感器I / O领域标准发展的是在OpenVPX社区中创建一个联盟，该联盟与传感器提供商联系，探索机身通信，上行链路/下行链路通信和传感器接口的三到五种常见I / O类型的定义。通过定义一套通用接口，系统设计人员将获得领先的 COTS 系统设计的优势，以及 COTS 可升级性的成本和上市时间优势。

审核编辑：郭婷