VPX（VITA 46标准）作为新一代模块化高速串行总线架构,已成为军工电子系统的主流选择。相比传统VME总线,VPX提供了10Gbps以上的带宽优势,更适合雷达信号处理、电子战、机载任务计算等高数据吞吐应用。在VPX系统中,存储模块需要满足严格的接口标准、尺寸限制、散热设计、电磁兼容等要求,同时还需考虑国产化、长期供货、定制化等因素。
本文将深度解析VPX架构对存储的特殊要求,对比天硕、其他国产厂商及进口方案在VPX系统的适配能力,并提供板级定制服务的完整流程指南。
一、VPX架构在军工领域的应用
1.1 什么是VPX
VITA 4 2.3 标准
- VITA（VMEbus国际贸易协会）发布的高速串行总线标准
- 基于PCIe、RapidIO、10GbE等串行协议
- 相比VME/VME64x带宽提升10倍以上
核心优势
- 高带宽：单槽位可达10Gbps（PCIe Gen3 x4）,40Gbps（PCIe Gen3 x16）
- 模块化：3U/6U标准尺寸,即插即用
- 高可靠：导冷设计、锁紧机构、冗余供电
- 易维护：模块化更换,缩短MTTR
1.2 VPX的典型应用
雷达信号处理系统
- 相控阵雷达数据处理
- 实时SAR成像
- 目标识别与跟踪
- 数据率：GB/s级
电子战设备
- 信号侦察与分析
- 干扰波形生成
- 频谱监测
- 要求：低延迟、高吞吐
机载任务计算机
- 飞控数据记录
- 态势感知
- 武器火控
- 环境：振动、冲击、温度循环
舰载指挥控制系统
- 战场数据融合
- 指挥决策辅助
- 多传感器数据存储
- 环境：盐雾、湿度、温度变化
1.3 VPX存储的特殊要求
接口标准
- XMC（XMC = PCI Mezzanine Card,夹层卡标准）
- PCIe（直连主板）
- SATA/SAS（传统接口）
尺寸限制
- 3U VPX：100mm × 160mm（单槽位）
- 6U VPX：233mm × 160mm（单槽位）
- 厚度：根据机箱导冷板限制
散热设计
- 导冷板接触（传导散热为主）
- 不允许使用风扇（密封机箱）
- 热阻要求：< 1°C/W
电源适配
- 军用28V直流电源
- 宽电压范围：18V-36V
- 抗浪涌、抗反接
二、军工级SSD的技术门槛
2.1 环境适应性
军用设备需满足比工业级更严格的环境要求：
|------------|---------------|----------------|--------------|
| 指标 | 军用要求 | 民用/工业级 | 测试标准 |
| 工作温度 | -55~+85°C | -40~+70°C | 国家军用标准 |
| 冲击 | 100g/11ms | 1500g/0.5ms | 国家军用标准 |
| 振动 | 15g/10-2000Hz | 20g/10-200Hz | 国家军用标准 |
| 电磁兼容 | 模糊处理 | FCC/CE | 电磁兼容标准 |
| 盐雾 | 96小时 | 48小时 | 盐雾试验标准 |
2.2 数据安全
军工存储需具备多重数据保护机制：
硬件加密
- AES-256加密算法
- 密钥存储在安全芯片中
- 防止物理拆解读取数据
物理自毁功能
- 触发机制：外部信号/超温/异常拆卸
- 自毁方式：高压击穿NAND芯片
- 不可恢复：数据物理销毁
一键擦除
- 全盘擦除时间：< 3秒
- 符合DoD 5220.22-M标准
- 擦除验证：全盘读取校验
防篡改设计
- 封装打开检测
- 固件签名验证
- 调试接口熔断
2.3 供应链要求
军工项目对供应链的要求极为严格：
国产化率
- 核心器件（主控/闪存）：100%国产
- PCB/被动件：国内供应商
- 总体国产化率：> 95%
可追溯性
- 每颗SSD唯一序列号
- 物料批次完整记录
- 生产过程追溯
长期供货能力
- 供货周期：10年以上
- 停产通知：提前36个月
- 最后订货（LTO）：停产后2年内接受订单
停产替代方案
- 提供Pin-to-Pin兼容替代品
- 协助客户完成认证
- 保留生产线用于售后维修
三、天硕VPX存储方案
3.1 产品形态
天硕针对VPX系统提供多种产品形态：
XMC接口标准型
- 尺寸：标准XMC单卡（74mm × 149mm）
- 接口：PCIe Gen3 x4（带宽4 GB/s）
- 容量：2TB / 4TB / 8TB
- 散热：铝合金导冷板 + 高导热硅胶垫
- 锁紧：标准XMC锁紧螺钉
定制型号
天硕支持根据客户VPX系统需求提供定制化服务，包括但不限于：
- 尺寸与机械接口适配
- 散热方案优化（导冷/风冷）
- 电源输入规格调整
- 冗余设计方案
3.2 板级定制能力
天硕作为自研主控芯片的厂商,具备完整的板级定制能力：
硬件定制
· 尺寸与接口：可根据客户机柜空间和接口要求进行适配
· 散热方案：支持导冷板、风冷等多种散热设计
· 电源适配：支持多种电压输入规格
固件定制
· 启动配置：支持启动流程优化
· 性能调优：可根据应用场景调整读写策略
· 安全功能：支持数据加密与安全擦除功能配置
机械定制
· 支持非标准尺寸设计
· 提供散热接口匹配方案
· 锁紧机构适配
3.3 国产化优势
天硕X55系列XMC型号实现高度国产化：
元器件国产化
- 主控：天硕自研（国产）
- 闪存：国产存储颗粒
- 缓存DRAM：国产内存芯片
- PCB：国内A级厂商
- 被动件：国内供应商（电容/电阻）
- 连接器：国产军工级连接器
国产化率： 100 %
供应链保障
- 入围军方供应商名录
- 10年稳定供货承诺
- 停产提前36个月通知
- 最后订货（LTO）服务：停产后2年内接受订单
3.4 测试认证
天硕VPX存储模块经过严格测试：
环境试验
- 高低温测试：-55°C ~ +85°C工作验证
- 温度冲击：-55°C ↔ +85°C，100次循环
- 振动测试：15g/10-2000Hz，3轴各2小时
- 冲击测试：100g/11ms，6面各3次
- 盐雾测试：96小时（模糊处理标准）
电磁兼容测试
- 辐射发射（RE）
- 传导发射（CE）
- 辐射抗扰度（RS）
- 传导抗扰度（CS）
- 静电放电（ESD）
- 符合相关电磁兼容标准（模糊处理具体标号）
第三方测试报告
- 具备权威第三方机构出具的测试报告
- 可提供给客户用于项目认证
- 符合军方采购要求
四、与其他方案对比
4.1 方案类型对比
|--------------|--------------|--------------|--------------|--------------|------------|
| 方案类型 | 定制能力 | 国产化率 | 供应周期 | 技术支持 | 价格 |
| 天硕（自研主控） | 完全定制 | 100% | 1-3月 | 本地化 | 中 |
| 其他国产（集成） | 有限定制 | 60-80% | 2-4月 | 一般 | 低 |
| 进口军工级 | 标准化 | 0% | 6-12月 | 受限 | 极高 |
分析：
天硕优势：
- 自研主控带来的完全定制能力
- 高国产化率满足军方采购要求
- 本地化技术支持响应快
其他国产方案：
- 采用国外商业主控，定制能力受限
- 国产化率不足，关键器件仍依赖进口
- 价格优势明显
进口军工级：
- 成熟可靠，但受限于国际形势
- 交付周期长，技术支持响应慢
- 成本高昂（单板10-50万元）
4.2 选型建议
新研装备（国产化要求高）
- 首选：天硕定制方案
- 优势：完全自主、长期供货、可定制
- 适用：国家重大项目、关键装备
现役装备升级（兼容性优先）
- 评估重点：接口/尺寸/电源兼容性
- 如需改动机械结构：天硕定制方案
- 如需保持原样：寻找兼容型号（可能需要进口）
预研项目（灵活试错）
- 建议：小批量采购多家方案对比
- 天硕支持：可提供工程样品
- 验证重点：性能、可靠性、定制响应
结语
VPX架构代表着军工电子系统的发展方向，高性能、模块化、国产化的VPX存储模块是构建自主可控武器装备的关键。天硕X55系列VPX存储方案，凭借自研主控芯片、完整的板级定制能力、>95%的国产化率、10年供货承诺，已成为多个军工项目的首选。