提高定義加固和可靠性的標(biāo)準(zhǔn)

作者：IVAN STRAZNICKY，AARON FRANK

“堅(jiān)固”有多堅(jiān)固？該問題的答案應(yīng)該有一個(gè)明確且一致的答案，使系統(tǒng)集成商有信心并確信來自商用現(xiàn)貨 （COTS） 供應(yīng)商的特定模塊將在其應(yīng)用所需的條件下運(yùn)行和生存。然而，COTS供應(yīng)商聲稱他們的模塊將滿足一定的耐用性范圍（溫度、沖擊和振動(dòng)）并不是基于一個(gè)通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使客戶能夠在不同供應(yīng)商的不同電路板之間進(jìn)行有意義的比較。

通常，從系統(tǒng)集成商開始開發(fā)一組特定的模塊到系統(tǒng)實(shí)際通過認(rèn)證然后進(jìn)入部署可能需要數(shù)年時(shí)間。由于時(shí)間框架的延長，潛在的熱或機(jī)械設(shè)計(jì)問題可能在很長一段時(shí)間內(nèi)仍未被發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)間越晚，修復(fù)的成本就越高。雖然不可能針對(duì)每種可能的情況進(jìn)行測(cè)試，但前期模塊認(rèn)證越可靠，向系統(tǒng)集成商提供的信息就越多。有了這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)集成商遇到模塊級(jí)可靠性問題的可能性就會(huì)大大降低。

此外，很少有COTS供應(yīng)商在面對(duì)已部署平臺(tái)的重復(fù)溫度循環(huán)條件時(shí)能夠定義長期可靠性。例如，當(dāng)今的機(jī)載系統(tǒng)經(jīng)歷了定期且反復(fù)出現(xiàn)的極端溫度模式，這些極端溫度在微觀上對(duì)電子組件施加壓力，隨著時(shí)間的推移可能導(dǎo)致故障。使問題復(fù)雜化的是一個(gè)簡單的事實(shí)，即 COTS 供應(yīng)商對(duì)其堅(jiān)固耐用的模塊實(shí)際執(zhí)行的認(rèn)證存在很大差異。

好消息是，這樣的耐久性標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)存在：VITA標(biāo)準(zhǔn)組織的ANSI / VITA 47針對(duì)插件單元的環(huán)境，設(shè)計(jì)和施工，安全和質(zhì)量。更好的是，該標(biāo)準(zhǔn)目前正在更新，以滿足新興的COTS應(yīng)用的加固要求，如太空和無人水下航行器（UUV）。VITA 47 包括針對(duì)不同堅(jiān)固等級(jí)指定不同級(jí)別的環(huán)境：工作溫度、非工作溫度、溫度循環(huán)、振動(dòng)和工作沖擊。對(duì)于流行的傳導(dǎo)冷卻模塊格式，這些環(huán)境的嚴(yán)重程度從ECC1到ECC4不等（如表1所示）。VITA 47 的目的之一是通過詳細(xì)說明不同環(huán)境條件的通過/失敗標(biāo)準(zhǔn)，為加固和認(rèn)證過程提供更多通用性。這使得標(biāo)準(zhǔn)化模塊在接受認(rèn)證時(shí)所經(jīng)歷的特定環(huán)境條件成為可能。

表 1：VITA 47 堅(jiān)固性要求。

VITA 47 的一個(gè)值得注意的方面是，它定義了一種確定熱循環(huán)長期可靠性的方法。VITA 47 定義了一系列 500 次熱循環(huán)。對(duì)于ECC4水平測(cè)試，這些循環(huán)范圍為-55°C至+105°C，相關(guān)測(cè)試使模塊承受超過七周的連續(xù)熱應(yīng)力。根據(jù) VITA 47 指南，集成商可以將熱測(cè)試數(shù)據(jù)與其平臺(tái)的長期可靠性目標(biāo)相關(guān)聯(lián)，根據(jù)目標(biāo)平臺(tái)的不同，這可能相當(dāng)于 5 年、10 年或 15 年的有效使用壽命。

現(xiàn)在是 VITA 47 在整個(gè)嵌入式市場(chǎng)中被接受的時(shí)候了。這樣做將有助于通過使用通用標(biāo)準(zhǔn)來定義環(huán)境測(cè)試、安全和質(zhì)量要求來消除市場(chǎng)不確定性。正如VITA執(zhí)行董事Jerry Gipper所說，VITA 47使“用戶更容易，更快地確定特定產(chǎn)品是否滿足其環(huán)境要求。這使用戶能夠驗(yàn)證特定的插件模塊是否適用于目標(biāo)應(yīng)用，并將產(chǎn)生所需的系統(tǒng)可靠性。

Curtiss-Wright已將VITA 47標(biāo)準(zhǔn)（包括ECC4）整合到其標(biāo)準(zhǔn)可靠性測(cè)試實(shí)踐中。完整的測(cè)試報(bào)告可用于部分產(chǎn)品。

對(duì)于系統(tǒng)集成商來說，當(dāng)問到模塊有多堅(jiān)固時(shí)，答案不應(yīng)該是“這取決于你對(duì)堅(jiān)固的定義”。VITA 47 為 COTS 行業(yè)提供了工具，為客戶提供更高的加固性以及有關(guān)產(chǎn)品可靠性的知識(shí)和信心。是時(shí)候讓這些工具發(fā)揮作用了。

審核編輯：郭婷