提高定義加固和可靠性的標準

作者：IVAN STRAZNICKY，AARON FRANK

“堅固”有多堅固？該問題的答案應該有一個明確且一致的答案，使系統(tǒng)集成商有信心并確信來自商用現(xiàn)貨 （COTS） 供應商的特定模塊將在其應用所需的條件下運行和生存。然而，COTS供應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）并不是基于一個通用的行業(yè)標準，使客戶能夠在不同供應商的不同電路板之間進行有意義的比較。

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)實際通過認證然后進入部署可能需要數(shù)年時間。由于時間框架的延長，潛在的熱或機械設計問題可能在很長一段時間內(nèi)仍未被發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)問題的時間越晚，修復的成本就越高。雖然不可能針對每種可能的情況進行測試，但前期模塊認證越可靠，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)集成商遇到模塊級可靠性問題的可能性就會大大降低。

此外，很少有COTS供應商在面對已部署平臺的重復溫度循環(huán)條件時能夠定義長期可靠性。例如，當今的機載系統(tǒng)經(jīng)歷了定期且反復出現(xiàn)的極端溫度模式，這些極端溫度在微觀上對電子組件施加壓力，隨著時間的推移可能導致故障。使問題復雜化的是一個簡單的事實，即 COTS 供應商對其堅固耐用的模塊實際執(zhí)行的認證存在很大差異。

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

表 1：VITA 47 堅固性要求。

VITA 47 的一個值得注意的方面是，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)。對于ECC4水平測試，這些循環(huán)范圍為-55°C至+105°C，相關測試使模塊承受超過七周的連續(xù)熱應力。根據(jù) VITA 47 指南，集成商可以將熱測試數(shù)據(jù)與其平臺的長期可靠性目標相關聯(lián)，根據(jù)目標平臺的不同，這可能相當于 5 年、10 年或 15 年的有效使用壽命。

現(xiàn)在是 VITA 47 在整個嵌入式市場中被接受的時候了。這樣做將有助于通過使用通用標準來定義環(huán)境測試、安全和質(zhì)量要求來消除市場不確定性。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。這使用戶能夠驗證特定的插件模塊是否適用于目標應用，并將產(chǎn)生所需的系統(tǒng)可靠性。

Curtiss-Wright已將VITA 47標準（包括ECC4）整合到其標準可靠性測試實踐中。完整的測試報告可用于部分產(chǎn)品。

對于系統(tǒng)集成商來說，當問到模塊有多堅固時，答案不應該是“這取決于你對堅固的定義”。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產(chǎn)品可靠性的知識和信心。是時候讓這些工具發(fā)揮作用了。

審核編輯：郭婷