账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
军用电脑设计 强固+稳定成第一标准
 

【作者: 王明德】2014年08月04日 星期一

浏览人次:【13973】

在量测仪器之外,工业电脑厂商跨足航太国防市场的第二道途径,则是生产安装于武器或装备中的电脑,这些可统称为军用电脑(或者叫做军规电脑)。


军规电脑顾名思义是从军事用电脑的规格发展而来,军用电脑面对的环境比工业电脑更为严苛,例如:酷热的沙漠、炮弹横飞的战场、振动力强大的坦克车内等等,包括防水、防沙、防热、防寒、防摔、防压等都是军用电脑的基本规格,换句话说,一台电脑若要称得上「军用等级」,就必须符合这些严苛标准。


图一
图一

目前,各国政府对于军用设备皆各有一套专属规范,但整体而言以美国MIL-STD-810系列规范为主,此规范于1983年制定,将战场上可能遇到的环境作为测试标准,由于美国国防预算位居全球之冠,每年采购量占全球市场50%,在国防产业具备火车头地位,因此,硬体制造商在切入国防市场时,也多遵循MIL-STD 810E /810F军用设备规格。


工规军规的差异


台湾IPC厂商从工厂自动化设备起家,工业电脑虽然较一般商用或家用来得高规格,但相较军规而言,又还是差了那么一点点,军用电脑在功能上与工业电脑差异不大,但在强固性上的要求却比工业电脑更为严苛,导致工规与军规设备在材质和机构设计上大不相同。


举例来说,工业电脑多在工厂内部使用,宽温标准落在0~60度间,但军用电脑时常面临户外使用的情况,宽温标准升高至-40到80度,但某些零件受到自身属性限制,当温度过低时就无法正常运做,此时就得在机构中加入预热设计(如:加热板、导热管等),才可以维持设备在低温下正常启动的能力。


除了耐低温的特殊要求外,军规电脑可能有的特殊规格要求还包括防水性、抗盐雾侵蚀能力、防爆、抗电磁波干扰等等,其中,抗电磁波干扰在技术上较为困难、却也是最重要的一点,尤其是应用在军机上的电脑时,更要特别加强此设计。


飞机是个拥有许多精密仪器的飞行设备,任何电磁波讯号都有可能影响飞行状况,所以一般民航机在起飞前,会要求乘客关闭手机、笔记型电脑甚至是MP3等电子设备,就是要避免受到电子设备的讯号干扰,但在国防应用上,电脑中存放的可能是作战计画、地图等重要军事消息,无法容许「暂时关机」这种状况发生,在设计时,就得把电脑中任何一个可能会发射电磁波的元件遮住,避免其在运作时发出讯号对飞机造成干扰。


由于军用设备的规范远较工业用或商用来得严苛,产品通过认证时间长,加上台湾并没有专门负责军规认证的实验室,及国防产业与生俱来的机密性,导致成功切入市场的IPC业者屈指可数。


中科院切入航太电脑市场


中山科学研究院自1995年起执行经济部技术处「科技专案计画」,推动军民通用科技发展,南京资讯就是在科专计画支持下,跨入航太用控制电脑领域,当时南京资讯负责硬体制造的工作,至于软体则交由德商贝克公司斥资新台币1.5亿元成立的贝克航电研发中心来开发。


由于航太卫星电脑比军用电脑更高一等级(可说是最高等级的PC),与一般民众的生活也就相隔更远了,其特点并非是「电脑运算能力超强」,而是「适用于航太用途的电脑」,最好具备低耗电、高度稳定等特性。


举例来说,在太空中随卫星一起运作的电脑,特点就是不能太耗电另外,在国科会太空计画中,曾有一年使用比286等级还要更低的80186来设计航太电脑,对消费性电脑而言,286早已被列为古董,但应用在太空中的电脑,讲求的是「能够正常稳定地运作」,并且要将成本降至最低,不要让太空梭一天到晚出任务送电力上太空,惟有符合这些航太要求的电脑,才具有被称为优质航太电脑的资格。


航空导航机的市场规模虽然不能与动辄上百亿之电子通讯等产业相提并论,但就产业特性而言,航电产业具有高附加价值、高利润及产品寿命周期长等优势,一旦IPC厂商有机会切入市场,就能长期占有一席之地,换句话说,航太电子设备为台湾电子资讯产业发展高附加价值产品契机,同时​​也是创造传统产业朝精致制造转型的大好机会。


业界人士指出,就功能来看,军用电脑与工业电脑差异不大,但站在规格角度,军用电脑的使用环境远比工厂更为严苛,导致其在材质及零件选用、线路设计上与工业电脑大相径庭。


举例来说,电脑接头多采用塑胶材质,塑胶在高温时容易脆化,不适合应用在国防工业上,所以军用平板电脑的接头必需选用铝或铝镁合金的材质,在外壳材质的选择上,则要选择经过硬阳处理的铝,增加硬度及保护层,避免发生锈蚀的情况,至于外观上,最好还要有提把设计,方便军人随身携带使用。


若从零组件选用与线路设计的角度来看,硬碟与主机板是其中的关键,在军规电脑的强固性前提下,固态硬碟(Solid State Disk;SSD)在落摔抗振、功耗、体积等项目上,皆有优于硬碟的表现,但考量到军规电脑用途为资料搜集,储存设备的容量必需在一定标准之上,向来强调「量大」优势的硬碟显然较为合适,只要做好抗震设计,搭配使用吸震设计磁碟座,就能符合使用者的强固要求。


至于主机板端,无风扇设计是最基本要求,因应平板电脑行动使用的目的,在CPU选择上不该追求等级或效能最高,以免引起过热及耗电问题,低功耗CPU才是最佳选择,。


整体而言,军规与工规主要不同处在于温度、防尘防水、及落摔抗振的能力。先就温度来看,军用电脑经常在户外使用,环境的高低温落差极大,可能是零下20度的冰天雪地、也或许是高温50度的炙热沙漠,因此,宽温范围最好在-40到60度间,此时就得考量到预热设计,部份零件受到自身属性限制,在低温时无法正常运做,必需透过机构中的预热装置,例如:加热板、导热管等,让机体温度到某一定程度后,​​才将电源及讯号送过来。


接着则是防尘防水的能力,通常以IP保护等级代表能力高低,目前最高标准为IP68,代表灰尘无法进入设备中,而且就算将机器放在水下1.5公尺的环境中,也能维持正常运作,此外,考量到水下工作的环境,触控面板必需符合气闭设,以防止水压导致萤幕变形。


最后在落摔抗振的能力上,乃以MIL-STD 810F为标准,设备可承受范围在Shock 40G与Vibration 6G间,如果存取的资料量不大,可将硬碟改成Flash记忆卡,让设备可承受振动力量的标准提升到40G(Vibration 40G),对于恶劣环境的适应力也就更大。


用军规笔电创造利基市场


笔记型电脑是商务人士在外办公的最佳帮手,但凡长时间在户外奔走或频繁至国外出差的白领阶级,几乎都透过NB处理公务,这种透过NB建立行动办公室的应用模式,同样可以套用至国防产业上,毕竟现代社会已经进入电子化作战时代,无论是行进间的士兵、航行于天空中的飞机、行驶在陆面上的战车、或航行在大海中的舰艇,都得透过军规电脑与总部保持联系。


举例来说,当军人在外部作战时,可能需要从NB获得战区地图、攻坚计划等资讯,或作为部署力、指挥调度,讲解作战计划等用途。


对军规笔电而言,防尘、防水、耐摔、抗振、宽温等强固性指标属于基本配备,而神基则是在强固性的基础下,向上强化产品适应环境的能力,塑造出阳光下可视(Sunlight Readable)、抗盐雾侵蚀、及抗电磁波干扰三大特点,成为在市场上胜出的关键。


先就抗盐雾侵蚀性来看,特别适用海防单位,该区域的电子设备因为环境使然容易出现锈蚀状况,军规笔电必需通过盐雾测试,才能确保使用寿命,至于抗电磁波干扰的重要性,前述已做详细说明,神基的产品符合MIL-STD 461E规范,完全阻绝电磁波发射,避免对其他设备造成干扰,至于阳下光可视,则提供1200 Nits高亮度的LCD面板。


军规笔电时常在户外使用,当萤幕在阳光强烈照射下,画面是否还能清晰可见?答案得由各厂商的光学技术来决定,一般来说,LCD萤幕在室内使用时,亮度至少在600 Nits以上,神基应用折射原理将亮度提高至1200 Nits(cd/㎡),强化萤幕在阳光下可视程度。


不过,萤幕亮度越高,随之而来的就是散热、耗电等问题,因此,神基在NB盖板上方嵌入光源感测器(Light Sensor),配合室外光线的强度调整萤幕亮度,进而节省耗电量。


延续户外使用的情况来看,当黑夜来临时,使用者将面临另一个难题,军人在夜间作战时,多半会戴上夜视镜,此时,只要一点点的光线就会看不清楚,甚至对眼睛造成伤害,但萤幕又不能完全没有亮光,因此,神基设计Night Vision按钮,让萤幕及键盘发出肉眼看不见的亮度,必需戴上夜视镜才能使用,换个角度来看,在一片黑暗夜空下,若NB萤幕如常发出亮光的话,岂不等同于大声昭告天下自身所在位置,Night Vision的设计在某种程度来说,也降低了行踪暴露的风险。


最后,另外也有厂商在硬碟内嵌入G值感测器(G-sensor),用来侦测G值大小,当出现变化时,会在0.3秒内让硬碟读针头跳开,用来保护硬碟资料。


从航太导航用电脑、平板电脑再到笔记型电脑,三者形式虽然不同,但同样具备「强固」特性,由此来看,如何强化产品适应恶劣环境的能力,是IPC厂商切入国防工业市场时最重要的功课。


  相关新闻
» 台达机电事业群安规实验室取得美国UL Solutions授权 交流马达驱动器及伺服驱动器测试验证能力获高度认可
» Basler 受邀叁与先进封装制程设备前瞻技术研讨会
» Seagate推出Lyve Cloud Analytics平台 优化机器学习作业并加速创新
» 东捷资讯解决方案获SAP国际认证 率先推出汽车零组件业解决方案包
» Basler pylon vTools


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK84S8U07Z0STACUK1
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw