如今，國防和航空航天系統(tǒng)集成商面臨著越來越大的進度和預(yù)算壓力。雖然新項目的資金更難獲得，但隨著平臺變得更加數(shù)字化和傳感器豐富，部署系統(tǒng)的技術(shù)要求不斷提高。一個經(jīng)常被忽視的策略是，在設(shè)計過程的早期就讓 COTS 硬件供應(yīng)商參與進來，它可以顯著幫助系統(tǒng)集成商開發(fā)最佳系統(tǒng)解決方案，尤其是在面臨空間、重量和功耗 （SWaP） 限制時。

系統(tǒng)集成商專注于應(yīng)用領(lǐng)域，通常負責從多個LRU組裝系統(tǒng)解決方案，這些LRU由他們自己或第三方開發(fā)。另一方面，COTS 供應(yīng)商可以在構(gòu)建這些 LRU 的組件和封裝方法方面提供無與倫比的專業(yè)知識。通過讓硬件供應(yīng)商有機會在設(shè)計過程的早期就其設(shè)計目標和限制與客戶進行咨詢，他們能夠利用嵌入式電子領(lǐng)域的獨特專業(yè)知識。最近的三個設(shè)計挑戰(zhàn)提供了很好的例子，說明在嵌入式子系統(tǒng)設(shè)計過程的前端與COTS供應(yīng)商合作如何實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。

在第一個示例中，客戶需要使用英特爾處理器卡和圖形卡的人機界面 （MMI） 處理系統(tǒng)。MMI子系統(tǒng)將用于顯示從單獨的實時計算機接收的數(shù)據(jù)，該計算機從發(fā)射系統(tǒng)和無線電源信息收集數(shù)據(jù)。設(shè)計目標之一是將 MMI 和實時計算機放在單個 6U 機箱中，因為它們正在共享數(shù)據(jù)。該平臺有明顯的重量限制，可用空間不多。此外，由于空間和重量限制禁止使用風扇或其他繁瑣的冷卻方法，因此還有嚴格的功率要求。通過對話，COTS工程師清楚地了解了激勵客戶最初設(shè)計選擇的限制因素。他們能夠確定一種替代方法，有效地將擬議的基于6U的系統(tǒng)的功能劃分為兩個獨立的3U系統(tǒng)，并為較小的3U MMI系統(tǒng)找到了新位置。重新設(shè)計改進了布線，消除了空間問題，并釋放了早期 6U 機箱應(yīng)駐留的額外空間，從而可以部署其他功能。

在第二個示例中，客戶設(shè)計了將LRU部署在高空無人駕駛飛機上，其中四個處理器卡將垂直堆疊在單個機箱中，以減輕多個機箱的重量。到目前為止，重量是最重要的問題。事實上，客戶對平臺上重量的敏感性可以用一個公式來表示，即飛行他們的平臺每盎司需要多少數(shù)千美元。同樣，由于重量限制，沒有風扇可以用來冷卻卡。為了使用客戶提出的垂直堆疊方法冷卻模塊，在機箱上增加了相對較重的橫截面，以促進傳導(dǎo)冷卻。該設(shè)計的 12 磅重量并不理想，但它實現(xiàn)了模塊垂直堆疊方法，消除了對額外底盤的需求。

在 COTS 工程師了解重量是推動初始系統(tǒng)設(shè)計的主要約束因素后，他們能夠提出一種替代的雙機箱解決方案，將整體重量減少 30%，從單個垂直堆疊機箱方法所需的 12 磅減少到兩個獨立填充機箱的總重量 8 磅。

第三個示例顯示了良好的溝通如何產(chǎn)生意想不到的解決方案。客戶正在與 COTS 工程師就一個不相關(guān)的項目進行接觸，當時討論導(dǎo)致客戶最近在另一個項目中遇到的挫敗感。對于他們準備部署的圖形密集型應(yīng)用程序，客戶從 COTS 供應(yīng)商處確定了所需的卡組。在系統(tǒng)開發(fā)期間，這些卡在實驗室中按預(yù)期工作，但是當需要打包系統(tǒng)以進行部署時，發(fā)現(xiàn)成功冷卻系統(tǒng)非常困難。客戶愿意考慮 COTS 工程師提出的替代卡組，但不確定未經(jīng)修改的 COTS 模塊是否可以適當冷卻以滿足其特定應(yīng)用的要求。

如果有機會分析失敗的系統(tǒng)設(shè)計并了解所需的功能，COTS工程師能夠提出一種替代的熱管理方法，該方法仍然使客戶能夠使用未經(jīng)修改的COTS卡解決方案。作為獎勵，替代冷卻方法沒有性能妥協(xié)，因此系統(tǒng)可以在最壞的情況下以全部性能運行。使用新卡，COTS 工程師能夠想出一種更好的方法來傳播傳導(dǎo)冷卻卡的熱量，從而消除了卡導(dǎo)軌/機箱壁面接口處的熱瓶頸，并縮短了熱路徑。新方法還涉及重新定位模塊和使用熱界面材料，以最大程度地去除熱量。

將 COTS 供應(yīng)商的專業(yè)知識與客戶的專業(yè)知識相結(jié)合，通常可以產(chǎn)生一個系統(tǒng)解決方案，優(yōu)化原始設(shè)計并消除可能需要的成本、重量和進度損失。COTS 模塊和集成系統(tǒng)供應(yīng)商反復(fù)看到許多相同的設(shè)計問題。因為他們可能已經(jīng)在早期項目中解決了客戶的特定問題，所以客戶可以從乘數(shù)效應(yīng)中受益。

審核編輯：郭婷