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 42.3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：
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
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。
