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便携式加固计算机关键技术设计与应用2022-04-24

来源:中国期刊网

随着便携式加固计算机市场需求的日益增长,对其性能的要求也越来越高,采用量子点显示技术、多功能扩展设计和智能型开关链接设计,实现便携式加固计算机阳光下可视效果,满足多功能扩展和可靠性的使用需求,适应于设备检测、极地科考、野外、机动任务下的各种特殊应用环境。

一、加固便携式计算机的技术特点

加固便携式计算机按照屏幕和键盘的位置分有上翻盖式和下翻盖式。按照扩展形式分有PCI、CPCI、ETX等加固便携机,无论哪一种形式在实际应用环境中大都需要满足宽温、抗震,耐冲击、酎腐蚀、EMC和防护性能等要求,从宽温、抗震和EMC特性进行简要分析:

1.宽温性能。我们国家幅员辽阔,便携设备要求能在南方和北方都能应用,特别是野外或者军事应用领域对环境温度的要求较高。在温度方面一般会有工作温度、储存温度两个重要的参数指标。工作温度一般要求在.20"C~60"C范围内,有的特殊需要在-40"C~60℃或者更宽范围内正常工作。这对整机的性能提出了严格的要求,其中关系到系统部件如:主板、电源、硬盘、显示屏,还包括整机的机箱设计等。

2.抗震性能。由于设备不会在室内办公环境使用,一般工作在野外、车载和一些恶劣的环境中,抗震动、冲击的指标是决定一个产品性能的重要指标。对于振动要求高的产品往往需要特殊的减振设计,便携式产品主要部件如:硬盘、主板、电源、显示屏等都需要作有针对性的减振处理。

3.EMC性能。对于军队和特殊测控领域来说EMC是一个必须达到一个指标,现代战争特别强调强电磁干扰下的作战,通信和指挥,如果设备的EMC性能达不到要求,后果将是灾难性的。在GJ-B322A-08中规定了加固设备的电磁兼容性要求,一般应符合GJBl51A--97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》相应类别的有关规定。对于陆军地面设备来说要求满足陆军5项,即.(1)REl02电场辐射发射试验;(2)CEl02电源线传导发射试验;(3)RSl03电场辐射敏感度试验:(4)CSIOI电源线传导发射敏感度试验;(5)CSI14电缆束注入传导敏感度试验:这要求系统各部件要满足要求,特别是主板,电源等部件必须达到要求

二、多功能扩展设计

便携式加固计算机逐步向小型、便携、轻型化方向发展,体积更小、性能更稳定、使用更便携的加固计算机越来越符合市场的发展需求。而目前出于其体积的局限性,大部分便携机最多只有两个内存插槽,功能扩展远不如台式机来得方便。采用的多功能扩展设计可以弥补便携机本身携带附件较少的缺陷,能够最大限度的实现移动、便携式的多功能需求,是满足特种行业用户多样使用需求的最有效解决方案,极大地方便了工业移动计算用户,尤其是在野外的测控仪器。便携式加固计算机的多功能扩展设计是以PCI-E×1为总线接口,PCI-EPCIExpress)是新一代能够提供大量带宽和丰富功能的新型架构,通过串行数据包方式传递数据,点对点传输,每个针脚都可以获得比传统I/O标准更多的带宽。PCI-E总线带宽的提高,减少了硬件PIN的数量,降低了系统硬件平台设计的复杂性,降低了硬件成本,极大地提高了系统性价比和健壮性。PCI-E总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式,其中PCI-E×1单向传输带宽可达到250MB/s,双向传输带宽可达到500MB/s。便携式加固计算机采用PCI-E×1总线扩展,可扩展COM、SATA、LAN、USB等多种接口;PCI-E扩展模块的实现是在计算机主机的光驱位设计多款相同结构尺寸、不同功能接口的模块,这些接口模块可以在光驱位扩展坞内进行热插拔互换,最大限度的满足多功能扩展需求,并实现移动、便携的使用需求。便携式加固计算机光驱位多功能扩展坞,可扩展双串口模块、光驱模块、硬盘模块等不同的功能模块;此设计是针对便携式加固计算机在光驱位实现多功能扩展及互换易用性而设计,提高了产品的可移动性,丰富了产品功能。

三、量子点显示技术

标准液晶屏存在当暴露在阳光和紫外线辐射下时会变黑的问题,从而限制了其在户外、极端环境下的使用功能。而便携式加固计算机需要满足在恶劣环境下的工作需求,阳光下可视效果是其环境适应性的重要指标;通常液晶屏倚靠LED高亮背光设计来实现阳光下可视效果,但是高亮背光设计存在增加功耗的同时要解决散热、抗震、抗冲击等问题。为了解决上述问题,便携式加固计算机液晶屏采用量子点显示技术,智能背光设计、阳光可视,在不增加背光亮度的情况下,就能在阳光下呈现清晰完美的色彩图像,达到了低功耗且阳光可视效果。量子点显示技术采用量子点与高科技制程,制造出量子点薄膜,并将蓝光投射在量子点薄膜上产生红、绿色光组合成白光,取代一般LCD“滤光”模式。量子点显示技术既可提升视液晶屏的色彩精准度,改善图像画质,又能降低功耗,具有很好的应用前景。

四、智能型开关链接设计

便携式计算机内部模块比较多,传统的计算机内部不同模块之间的信号连接,通常采用的是线缆连接方式,其可靠性,装配性都相对较低,并且破坏了机器内部模块布局的完整性。智能型开关链接设计采用POGOPIN(POGOPIN是一种由针头、弹簧、针管三个基本部件通过精密仪器铆压预压之后形成的弹簧式探针,通俗称为触点连接器,其内部有一个精密的弹簧结构)连接方式,并辅以智能开关控制电路,就可以最大限度的实现计算机内部不同模块之间的信号快速连接的要求,开启了工业智能产品内部连接的新方式,提升产品安装、维护的便捷性及产品内部结构的完整性。在便携式加固计算机内部,不同模块之间的互联信号种类繁多,传输速率高,电气特性复杂。仅仅使用POGOPIN进行简单的物理链接接通信号,并无法确保各模块之间互联的安全性,因此还需要一个控制系统,这个控制系统包括软件控制系统和硬件控制系统,可以控制便携式加固计算机内部各功能模块之间的信号实现电气联接,并满足系统时序要求。控制系统通常可以由一个GPIO信号实现,也可以是一个硬件开关,再配合信号控制电路来实现。

总之,通过多功能扩展设计,量子点显示技术,智能开关设计,它解决了便携产品的瓶颈在阳光下可见,满足特殊行业用户需求的多功能扩展,打开一个新方法的快速工业智能产品的连接和安装,并极大地提高了产品的性能。同时,便携式加固计算机可以作为信息终端,可以进行沟通,调查和映射,数据采集和处理、GPS定位、仓储和物流、港口和其他操作,并能满足各种特殊应用环境等设备检测、极地科学研究、领域和移动任务。目前,该产品已应用于无线报纸耙系统、高速数据采集等应用中,得到了市场和行业的认可。