一种基于X86服务器主板架构的ATR主机和搭建方法与流程

本发明涉及一种基于x86服务器主板架构的atr主机和搭建方法。

背景技术：

atr机箱(airtransportradio航空运输机无线电设备)机箱是机载电子设备的系列化、通用化的机箱。atr机箱的标准已经相当成熟，采用atr标准可以有效利用空间，完成设备的小型化；标准化的结构还可以降低维修维护的成本。现有技术中的atr机箱以工控机主板为主，并已有基于龙芯架构的产品，比如专利申请号为201820011072.x的专利公开了一种基于龙芯处理器的atr机载主机。

单纯工控机主板产品使用方式过于针对性，单一性，缺少通用性，数据安全性低，存储可选择性少；而基于龙芯平台的atr产品，由于芯片开发程度，运算性能弱，稳定性和兼容性，不能满足高运作时间，高运作强度，以及巨大的数据转换量等相关技术要求。且在严苛的环境使用要求里的高低温，emc，防盐雾腐蚀方面，没有成熟稳定的方案，对客户的使用和选择有很大的不便。

技术实现要素：

本发明提供一种基于x86服务器主板架构的atr主机和搭建方法，通过atr机箱搭载x86服务器主板的形式克服现有技术的不足。另外，针对两者搭建后带来的其他问题，也提供了相应的解决方案。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于x86服务器主板架构的atr主机，在atr机箱中导入x86服务器主板；x86服务器主板连接电源模块、通讯模块和存储模块；x86服务器主板上设置cpu；

电源模块用于提供整机电源，电源模块包括电源适配器和电源滤波器，电源与电源适配器电连接，电源适配器连接电源滤波器，从电源滤波器引出的电线连接x86服务器主板；

通讯模块：用于与外界通讯，提供通讯接口；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与x86服务器主板电连接。

作为优选方式，通讯模块包括万兆网卡，用于连接光纤、pci总线等通讯介质。作为优选方式，atr主机预留板卡接口和io航插接口，板卡接口和io航插接口分别与x86服务器主板连接。

作为优选方式，atr主机上设置前置开关，前置开关与x86服务器主板连接。作为优选方式，本发明还包括显示模块，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，显示装置与x86服务器主板电连接，显示装置包括led板，通过led板显示atr主机状态信息，atr主机状态信息包括开机、关机、待机信息。作为优选方式，存储模块包括ssd、机械硬盘、内存条中的至少一种。当存储模块包括ssd时，ssd通过hdd背板或者线缆与x86服务器主板连接。

作为优选方式，包括散热结构，散热结构包括两部分结构：

结构一：对电源进行分区放置，独立散热；

结构二：集中散热风扇给高热器件进行散热。

作为优选方式，atr主机的机箱上设置一个开放式的散热空间，在散热空间的开孔处安装金属丝网。

对于防腐蚀方案：目前市面上各架构的atr/服务器产品，其三防方案大多为在pcb板上涂覆三防漆，但是由于三防漆的较厚的镀膜层以及不导电特性，对于需要插接的连接器或pci插槽等位置无法实现有效防护，故不能保证实现稳定的防盐雾测试。

作为优选方式，在atr机箱内的电子器件上涂覆0.5μm-1.0μm的油性膜。

基于x86服务器主板架构的atr主机搭建方法，在atr机箱中导入x86服务器主板；x86服务器主板连接电源模块、通讯模块和存储模块；x86服务器主板上设置cpu；

电源模块用于提供整机电源，电源模块包括电源适配器和电源滤波器，电源与电源适配器电连接，电源适配器连接电源滤波器，从电源滤波器引出的电线连接x86服务器主板；

通讯模块：用于与外界通讯，提供通讯接口；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与x86服务器主板电连接；

x86服务器主板运算性能高，其带来的必然是功耗大，发热量高，为解决整机散热性能，导入四颗高转速静音散热风扇，对主板及扩展板卡进行散热；

atr主机设置散热结构，散热结构包括两部分结构：

结构一：对电源进行分区放置，独立散热；

结构二：集中散热风扇给高热器件进行散热；

atr主机的机箱上设置一个开放式的散热空间，在散热空间的开孔处安装金属丝网；

在atr机箱内的电子器件上涂覆0.5μm-1.0μm的油性膜。

本发明的有益效果是：本发明使用x86处理器架构服务器主板的atr主机，在满足atr标准的小型化，标准化接头的前提下，可以大幅提升atr产品的运算性能，图形处理性能，高运作时间，高运作强度，以及巨大的数据转换量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为在满足atr标准的前提下，导入x86工规服务器主板方框图；

图2为实施例中风扇的参数图；

图3为实施例的atr机箱平面示意图之一；

图4为实施例的atr机箱示意图之二；

图5为主板和电源分层摆放示意图之一；

图6为主板和电源分层摆放示意图之二；

图7为整机气流矢量切面图；

图8为主板仿真温度云图；

图9为电磁波封堵结构示意图之一；

图10为电磁波封堵结构示意图之二；

图11为实施例的整机示意图；

图中，1-分隔层，2-电源模组层，3-主板层，4-散热风扇，5-emc金属丝网。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

目前客户使用环境，对atr产品运算性能要求越来越多样化，我司在符合atr机箱标准的前提下，导入成熟的x86服务器主板，提升atr产品达到并满足服务器级的应用(高稳定性、高性能、高兼容性的环境)，大幅提升atr产品在的高运作时间，高运作强度，以及巨大的数据转换量方面的性能，给予客户更舒适的使用体验。并且，在保证运算使用性能的前提下，通过技术整合和改进，合理设计，有效解决系统的散热，emc，防盐雾腐蚀等技术难题。

实施例一

如图1所示，基于x86服务器主板架构的atr主机，

在atr机箱中导入x86服务器主板；x86服务器主板连接电源模块、通讯模块和存储模块；x86服务器主板上设置cpu；

电源模块用于提供整机电源，电源模块包括电源适配器和电源滤波器，电源与电源适配器电连接，电源适配器连接电源滤波器，从电源滤波器引出的电线连接x86服务器主板；

通讯模块：用于与外界通讯，提供通讯接口；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与x86服务器主板电连接。

通讯模块包括万兆网卡，用于连接光纤、pci总线等通讯介质。采用万兆网卡，可以保证通讯模块具有良好的传输速率，此外，由于其具有数据流优先级、电源管理等智能处理能力，极大地缓解了cpu数据处理的压力。而且，通过光纤、pci总线等进行传输，数据传输的可靠性高，损耗小。

atr主机预留板卡接口和前置io航插接口，板卡接口和io航插接口分别与x86服务器主板连接。通过板卡可以进行功能扩展，使得主机处理能力更强。

atr主机上设置前置开关，前置开关与x86服务器主板连接。前置开关设置在atr机箱的前部，便于使用人员操作。前置开关可以是电源开关，对整个主机起到启停的作用。

本发明还包括显示模块，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，显示装置与x86服务器主板电连接，显示装置包括led板，通过led板显示atr主机状态信息，atr主机状态信息包括开机、关机、待机信息。显示装置还可以是lcd屏。由于atr主机状态信息比较简单，因此，采用led板是基于功能适用和成本方面的考虑，既经济又满足使用条件，一举两得。

存储模块包括ssd、机械硬盘、内存条中的至少一种。当存储模块包括ssd时，ssd通过hdd背板或者线缆与x86服务器主板连接。本发明的存储模块形式多样，不局限于某一种存储介质，只要市面上能够作为存储介质的，都可以作为本实施例中的存储模块进行使用。考虑到存储速度，本实施例优先考虑采用ssd固态硬盘，提升整机的处理效率。

实施例二

x86服务器主板运算性能高，其带来的必然是功耗大，发热量高，为解决整机散热性能，导入四颗高转速静音散热风扇4，对主板及扩展板卡进行散热。散热风扇4的参数如图2所示。x86服务器主板，根据客户需求，可以支持pcie接口的raid卡，万兆网卡，功能板卡的扩展多样性。

atr主机包括散热结构，散热结构包括两部分结构：

结构一：对电源进行分区放置，独立散热；如图3、图5和图6所示，将电源模块和电路部分进行分隔，图3位上下分隔的形式，图5和图6采用前后分隔的形式，通过分隔层1将atr主机内部空间分为主板层3和电源模组层2，尽量避免两者相互干扰。电源模块带有电源风扇，单独散热效果更好，避免其他热量传入电源中，降低散热能力。

结构二：集中散热风扇4给高热器件(例如服务器cpu(以e52658为例，功耗95w),扩展板卡(以万兆网卡为例，功耗10w)等)进行散热。

对于整体散热结构，atr机箱接口分布于机箱正面，故为后侧进风，前部两侧出风，如图3和图4所示。散热风扇4设置在atr机箱的后侧。

主板(主板层3)和电源模组(电源模组层2)分层摆放，主板底层布置，电源隔层摆放，系统风扇通过独立风道给主板及板卡散热，风量更大，散热效果更好；电源通过自身风扇解决温度问题。主板层3与电源模组层2之间设置电源模组层2，如图5和图6所示。整机气流矢量切面图如图7所示，主板仿真温度云图如图8所示。

实施例三

高性能主板，其功耗必然较大，电磁辐射的风险也较大，根据军队要求，gjb151aemc指标，成为一个基本保证需求。但是x86主板的高功耗，意味着必须要有一个开放式的散热空间，其散热开孔，会造成不必要的电磁泄漏。

本发明采用滤波、接地以及电路原理/布板电磁兼容设计等技术和措施，抑制电磁骚扰和谐波电流、提高抗扰度。atr主机的机箱上设置一个开放式的散热空间，在散热空间的开孔处安装金属丝网。金属丝网采用密度为30目的金属丝网，如图9中标注的emc金属丝网5，紧密搭接在整机进出风的开孔处，既保证热交换的通风需求，又由于不锈钢丝网孔洞的密度，小于电磁波的波长，对电磁波实现有效的封堵。金属丝网的结构如图9和图10所示。

实施例四

目前市面上各架构的atr/服务器产品，其三防方案大多为在pcb板上涂覆三防漆，但是由于三防漆的较厚的镀膜层以及不导电特性，对于需要插接的连接器或pcie插槽等位置无法实现有效防护，故不能保证实现稳定的防盐雾测试。

本发明采用电子油方案，在电子器件(含pcb,连接器，pcie插槽等)表面形成0.5μm-1.0μm的油性膜。电子油产品主要功能和特点是：

★稳定接触电阻使用电接触表面处于润滑保护下，避免或极大减轻了操作使用和周围环境对其产生的不良影响，从而有效地保证电接触，且不影响电器元件的导电性、绝缘性以及高频性能。

★显著的防潮、防腐、防盐雾作用较好的解决了镀银层硫化、镀金层微孔电化学腐蚀、镀锡及其合金层的氧化等问题，有效提高有色金属表面的抗腐蚀能力，且不影响可焊性。

实施例五

与硬件实施例相应，本实施例提供一种基于x86服务器主板架构的atr主机搭建方法，在atr机箱中导入x86服务器主板；x86服务器主板连接电源模块、通讯模块和存储模块；x86服务器主板上设置cpu；

电源模块用于提供整机电源，电源模块包括电源适配器和电源滤波器，电源与电源适配器电连接，电源适配器连接电源滤波器，从电源滤波器引出的电线连接x86服务器主板；

通讯模块：用于与外界通讯，提供通讯接口；

存储模块用于存储数据，存储模块通过接口或者线缆与x86服务器主板电连接；

x86服务器主板运算性能高，其带来的必然是功耗大，发热量高，为解决整机散热性能，导入四颗高转速静音散热风扇4，对主板及扩展板卡进行散热。atr主机设置散热结构，散热结构包括两部分结构：

结构一：对电源进行分区放置，独立散热；

结构二：集中散热风扇4给高热器件(例如服务器cpu(以e52658为例，功耗95w),扩展板卡(以万兆网卡为例，功耗10w)等)进行散热；

atr主机的机箱上设置一个开放式的散热空间，在散热空间的开孔处安装金属丝网；

在电子器件(含x86服务器主板,连接器，pcie插槽等)表面形成0.5μm-1.0μm的油性膜。

本发明还包括显示模块，显示模块用于显示信息，显示模块包括显示装置，显示装置与x86服务器主板电连接，显示装置包括led板，通过led板显示atr主机状态信息，atr主机状态信息包括开机、关机、待机信息。

本发明除了将x86服务器主板与atr主机进行搭建之外，还对搭建产生的问题，进行了一一解决。本发明的atr机箱内设有x86架构的服务器级主板，所述x86架构的服务器级主板可适用市面上通用大多数服务器级cpu，支持扩展pcie接口标准板卡，如raid卡，万兆网卡等；所述主板板载io接口及扩展板卡对外输出接口与设于atr机箱面板的航空插头连接，并由所述航空插头将所述相关信号引出atr机箱。本发明的atr主机结构示意图如图11所示。

本发明在提升产品性能的前提下，利用有限空间，解决系统散热问题。本发明通过分层设计，采用后进风以及前部两侧出风方式，解决整机的散热问题，保证atr产品的性能稳定；避免热风直接吹到用户，并提升用户使用舒适度。

本发明通过导入金属屏蔽网，在通风散热开孔位置安装金属屏蔽丝网，封堵散热进出风口，在不影响散热效果的前提下，提升产品防止电磁泄漏的能力。

本发明通过导入电子油产品，利用新型防腐蚀电子油产品，对电子元器件进行保护，解决防盐雾腐蚀的问题。在防盐雾腐蚀的情况下，不影响其电气特性和插接及维修需求，不影响板卡使用及插拔维修。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。