Программно-аппаратный комплекс

Изобретение относится к области вычислительных управляющих систем и систем хранения обеспечения доступа к данным и может быть использовано в промышленности, робототехнике, телекоммуникациях, на транспорте, военно-промышленном комплексе, в корпоративных системах управления, жилищно-коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, а также в быту. Программно-аппаратный комплекс содержит модуль питания, интерфейсный модуль, модуль универсальный вычислительный. Модули, кроме модулей питания, выполнены на основе многослойной печатной платы, на одной стороне которой расположен процессор с зашитой программой, а на другой стороне - устройство оперативной и постоянной памяти, светодиоды, миниатюрный дисплей, кнопки управления режимом, сменные CD карты памяти. Модули закреплены на панели. Центрирование положения модулей на панели осуществлено с использованием направляющих, а питание от модуля питания к остальным модулям осуществлено посредством пружинных контактов и проводников, размещенных на панели и выполненных как тонкая печатная плата, через которую поступает тепло от процессора в панель. Повышается надежность компактных вычислительных систем. 13 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области вычислительных управляющих систем и систем хранения обеспечения доступа к данным, и может быть использовано в промышленности, робототехнике, телекоммуникациях, на транспорте, военно-промышленном комплексе, в корпоративных системах управления, жилищно-коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, а также в быту.

Известен (RU, патент 2579973, опубл. 10.04.2016) программно-аппаратный комплекс контроля параметров радиостанций Р-168-25У, содержащий управляемый источник питания, устройство контроля тока и напряжения, устройство переходное, ПЭВМ, принтер, преобразователь интерфейса, в котором выход управляемого источника питания соединен с входом устройства контроля тока и напряжения, выход которого подключен к клеммам питания проверяемой радиостанции, управляющие сигналы с ПЭВМ, которая соединена с принтером для вывода протокола испытаний, поступают на соответствующий вход источника питания и через устройство переходное - на вход радиостанции, причем в качестве центрального контрольно-измерительного звена применен сервисный монитор средств связи и дополнительно введены: автоматизированный пульт проверки, включенный между входами и выходами проверяемой радиостанции, сервисного монитора и ПЭВМ; и измеритель коэффициента ошибок, сигнальный выход которого соединен с входом внешней модуляции сервисного монитора, регистрирующий выход измерителя коэффициента ошибок соединен с ПЭВМ, а его сигнальный вход - с соответствующим выходом автоматизированного пульта проверки.

Известен также (RU, патент 2635269, опубл. 09.11.2017) комплекс аппаратно-программных средств, создающий защищенную облачную среду с автономной полнофункциональной инфраструктурой логического управления с биометрико-нейросетевой идентификацией пользователей и с аудитом используемых технических средств. Известный комплекс содержит, по меньшей мере, комплекс технических средств, включающий серверное оборудование, сетевое оборудование, предназначенное для организации замкнутой защищенной информационной среды, для аудита подключаемых технических средств и доступа к ней стационарных и мобильных клиентов администратором, рабочее место администратора, хранилище информации большого объема, предназначенного для создания сетевых и системных ресурсов, по меньшей мере, одно рабочее место пользователя, каждое из рабочих мест пользователя содержит настольный компьютер, защищенный от несанкционированного доступа, а также хищения информации, управляемую и защищенную точку доступа, обеспечивающую доступ в облако и являющуюся шлюзом, отделяющим замкнутую мультисервисную среду от внешней сети, дополнительно оснащенный модулем безопасности, модулем доверия, модулем доверенных биометрико-нейро-сетевых вычислений, кроме того, комплекс содержит мобильную ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина), обеспечивающая защиту данных от хищения и несанкционированного доступа, которая может представлять собой планшет (ноутбук), а также программное обеспечение, предназначенное для выполнения функций контроля доверенных вычислений с расширением стандартных функций TCG за счет биометрического контроля личности операторов в дополнение к контролю аппаратных и программных средств.

Известен также (RU, патент 2676021, опубл. 25.12.2018) программно-аппаратный комплекс для определения DDoS-атак, который предназначен для: перехвата запросов от пользователей к серверу; выделения данных и их параметров из запросов пользователей; построения вектора пользователя по выделенным данным и их параметрам из перехваченных запросов; сравнения вектора пользователя с вектором эталонного пользователя; определения DDoS-атаки на сервер в том случае, если вектор пользователя отличается от вектора эталонного пользователя, и параметры данных из запросов пользователя характерны для DDoS-атаки на сервер. В рамках известного технического решения вектор пользователя строят для каждого пользователя, отправляющего запросы к серверу, а сам вектор пользователя характеризует запросы пользователя в течение времени и вычисляется из всех векторов пользователей как одно из: среднее арифметическое, среднее арифметическое взвешенное, среднее гармоническое, среднее гармоническое взвешенное. Параметры запросов пользователя, которые характерны для DDoS-атаки, характерны для атаки типа low & slow.

Недостатком всех выше приведенных программно-аппаратных комплексов можно признать их узкую направленность.

Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного программно-аппаратного комплекса, состоит в разработке высоконадежных компактных вычислительных систем, а также систем хранения данных.

Технический результат, достигаемый при реализации, разработанного комплекса, состоит в получении программно-аппаратного комплекса с высокой плотностью компоновки, обеспечивающего высокую масштабируемость по вычислительной мощи и объему памяти при одновременной универсальности используемых модулей со встроенной операционной системой, выполненного с возможностью адресации на основе физической топологии сети и при наличии доступа к собственным и удаленным объектам на основе фрактальной таблицы маршрутов.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать программно-аппаратный комплекс разработанной конструкции. Он содержит, по меньшей мере, один модуль питания, а также, по меньшей мере, один интерфейсный модуль и, по меньшей мере, один модуль универсальный вычислительный, при этом модули, кроме модулей питания, выполнены на основе многослойной печатной платы, на одной стороне которой расположен процессор с зашитой программой, а на другой стороне, по меньшей мере, устройство оперативной и постоянной памяти, светодиоды, миниатюрный дисплей, кнопки управления режимом, сменные CD карты памяти, при этом модули закреплены на панели, при этом каждый закрыт металлическим корпусом, центрирование положения модулей на панели осуществлено, предпочтительно, с использованием направляющих, а питание от модуля питания к остальным модулям - осуществлено посредством пружинных контактов и проводников на тонкой печатной плате, приклеенной к панели теплопроводящим составом.

Количество универсальных вычислительных модулей в комплексе зависит от назначения и области применения конкретного программно-аппаратного комплекса.

В некоторых вариантах реализации разработанного технического решения комплекс может быть выполнен с возможностью охлаждения модулей. Охлаждение может быть воздушное или водяное. В частности, для улучшения обдува модулей используют отверстия в панели.

Кроме модуля универсального вычислительного и модуля питания комплекс может дополнительно содержать модуль накопителя данных, модуль питания резервируемый, модуль связи по волоконно-оптической линии, модуль связи по витой паре, модуль беспроводной связи WiFiBluetooth, модуль беспроводной мобильной связи, модуль навигации, модуль дискретного ввода-вывода, модуль аналогового ввода-вывода, модуль мультимедийного ввода-вывода, модуль контроля доступа, а также модуль сигнализации. В зависимости от области применения и условий эксплуатации комплектация комплекса будет различна.

Используемые в комплексе модули для достижения максимальной плотности выполнены на многослойной (6-8 или 12 слоев) печатной плате, при этом процессор располагают с одной (нижней) стороны платы, а с другой (верхней) стороны расположены, по меньшей мере, устройство памяти, светодиоды, миниатюрный дисплей, кнопки управления режимом, сменные CD карты памяти.

Модули помещены в пластмассовый корпус, при необходимости плата снизу (кроме выступающих теплоотводящей части и контактов) может быть залита теплопроводящим компаундом.

Крепление модулей к несущей стальной панели обеспечено неодимовыми магнитами, с прижимным усилием 1-4 кг. Может быть использовано комбинированное крепление: магнитами и винтами.

Центрированное положение модулей на панели осуществляют с использованием направляющих, которые могут быть выполнены штамповкой углублений, преимущественно, конусообразной формы в панели.

Для извлечения модуля на его крышке желательно предусмотреть размещение захвата для пальцев.

Питание модулю вычислительному и модулям интерфейсным поступает через систему пружинных контактов от модуля питания.

Отвод тепловой энергии от процессора в несущую панель происходит через теплопроводящую диэлектрическую прокладку и широкий медный проводник питания тонкой печатной платы.

Естественное и принудительное охлаждение плат происходит через отверстия в корпусе модулей и в панели.

Высокоскоростной обмен данными между модулями, которые удалены друг от друга примерно на 1 мм, происходит через зазор между печатными платами модулей, у каждого модуля своя печатная плата, по полосковым линиям, выполненным на печатной плате.

Экранирование от электромагнитного воздействия на каналы передачи данных осуществляется самими несущими панелями и внешним металлическим корпусом модуля. Также может быть нанесен слой металлизации на внутреннюю поверхность полимерного корпуса за исключением зон расположения приемно-передаюших элементов.

Панели с модулями можно компоновать в настенные блоки, стандартные шкафы для промышленного оборудования. Модули также могут быть встроены в корпуса стационарных и переносных изделий заказчиков и потребителей в соответствии с необходимой областью применения.

Выбор комплектующих (процессор, устройства памяти, дисплей, CD карты ит.д.) выбирают под требования потребителей к комплексу.

В некоторых вариантах реализации разработанного модуля может быть использована модернизированная конструкция корпуса модуля. В этом случае корпус состоит из пластиковой части и металлической пластины или пластинок залитых в пластик (расположенных сверху, напротив магнитов). Магниты приклеивают к панели, они примагничиваются к металлической пластинке корпуса, направляющими для магнитов служит пластиковая часть корпуса, магниты. Эта металлическая пластина играет роль экрана.

Панели с модулями помещаются в различные корпуса, в шкафы, в стойки. Эти корпуса шкафы стойки так же выполняют роль экранирования от электромагнитных помех.

Разработанный комплекс имеет широкое применение, в частности, он может быть использован в качестве веб-сервера и видеосервера.

1. Программно-аппаратный комплекс, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один модуль питания, а также по меньшей мере один интерфейсный модуль и по меньшей мере один модуль универсальный вычислительный, при этом модули, кроме модулей питания, выполнены на основе многослойной печатной платы, на одной стороне которой расположен процессор с зашитой программой, а на другой стороне по меньшей мере устройство оперативной и постоянной памяти, светодиоды, миниатюрный дисплей, кнопки управления режимом, сменные CD карты памяти, при этом модули закреплены на панели, причем центрирование положения модулей на панели осуществлено с использованием направляющих, а питание от модуля питания к остальным модулям осуществлено посредством пружинных контактов и проводников, размещенных на панели и выполненных как тонкая печатная плата, через которую поступает тепло от процессора в панель.

2. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью охлаждения модулей.

3. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль накопителя данных.

4. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль питания резервируемый.

5. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль связи по волоконно-оптической линии.

6. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль связи по витой паре.

7. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль беспроводной связи WiFi Bluetooth.

8. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль беспроводной мобильной связи.

9. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль навигации.

10. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль дискретного ввода-вывода.

11. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль аналогового ввода-вывода.

12. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль мультимедийного ввода-вывода

13. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль контроля доступа.

14. Программно-аппаратный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модуль сигнализации.