Výroba a montáž desek plošných spojů pro úložné skříně DAS

Společnost Highleap Electronics vyrábí desky plošných spojů (PCB) a desky plošných spojů (PCBA) pro úložné skříně DAS, určené pro jedno-, dvou- a vícepozicové HDD/SSD produkty. Nabízíme výrobu desek plošných spojů, zajištění součástek, SMT/THT montáž, řízení zadní desky a konektorů, programování/konfiguraci a zákaznicky definované funkční testy úložiště s přesným hostitelským rozhraním, architekturou disku, napájením a funkcemi RAID/JBOD definovanými verzí OEM.

Produktové řady DAS a architektury úložišť

Deska plošných spojů pro úložiště DAS by měla být uvedena do výroby jako definovaná úložná platforma, nikoli pouze jako „USB disková jednotka“. Přímo připojená úložiště se může pohybovat od kompaktní můstkové desky s jedním diskem až po vícepozicové stolní šasi s propojovací deskou, rozvodem napájení, řízením chlazení a volitelnými funkcemi RAID/JBOD. U Highleap začíná výrobní úkol identifikací hostitelského rozhraní, diskových médií, počtu pozic, topologie řadiče, zdroje napájení, očekávání pro výměnu za chodu, mechanismů skříně a hranic zákaznického testování pro každou skladovou jednotku (SKU).

Běžné typy skříní DAS a změny na desce plošných spojů

Při nákupu tento přehled produktové řady zabraňuje dvěma běžným chybám při nabízení cen: zacházení s každou skříní jako se stejnou deskou plošných spojů, protože externí konektor vypadá podobně, a porovnávání dodavatelů na základě ceny holých desek bez zohlednění upevnění základní desky, testovacích médií měničů, programování firmwaru, tepelného hardwaru nebo konečného uchycení skříně.

Jak počet disků mění sadu desek

Počet disků se mění více než počet konektorů. Jednopozicová skříň může často umístit můstek, převodník napájení a konektor disku na jednu desku. Produkt se čtyřmi nebo osmi šachtami může tyto funkce rozdělit mezi hostitelskou/řídicí desku, základní desku úložiště a napájecí nebo přední panelovou desku. Toto rozdělení ovlivňuje počet kabelů, rozhraní mezi deskami, mechanické údaje a pořadí, ve kterém lze testovat podsestavy. Výzva k nabídkám (RFQ) by měla identifikovat kompletní sadu desek, aby jedna deska plošných spojů nebyla nabízena bez propojení, která určují, zda skříň funguje.

Tyto varianty se také překrývají s hardwarem desek plošných spojů pevných disků a hardwarem úložných serverů, ale neměly by být shrnuty do jedné obecné stránky. Kryt DAS je definován vydanou architekturou hostitele/úložiště a mechanickým produktem, zatímco samotná elektronika disku je samostatná sestava.

Základní deska, konektory disků a mechanika vícepozicových systémů

V vícepozicovém DAS se pole opakovaných konektorů disku často stává dominantním výrobním prvkem. Základní deska může nést konektory SATA, napájecí kontakty, LED diody, obvody pro detekci přítomnosti, konektory pro ventilátory a propojení desek s řadicí kartou. Výkres desky plošných spojů, datový list konektorů a mechanický model šasi se musí shodovat na rozteči pozic, hloubce spojování a umístění vztažných bodů. I elektricky správná sestava může selhat při integraci systému, pokud je jeden konektor natolik nakloněn nebo posunut, že vytváří nadměrnou sílu při zasouvání.

Mechanické ovládací prvky se mají zmrazit před pilotní verzí

• Rozteč pozic a koplanarita konektorů: Pro ověření opakovaných konektorů použijte upínací prvek nebo referenční bod podvozku, místo abyste je kontrolovali vizuálně jeden po druhém.
• Dráha zatížení vložnou silou: Vložení disku by mělo být řešeno navrženými mechanickými podpěrami; pájené spoje by se neměly stát primárním konstrukčním prvkem.
• Rozhraní mezi deskami a kabely: Pokud je základní deska připojena k řídicí desce, uveďte jako řízené mechanické/elektrické údaje výšku spojení, zapojení pinů, klíčování a délku kabelu.
• Zarovnání LED a světlovodů: LED diody stavu měniče se často nacházejí blízko konektorů a mohou být špatně zarovnány, i když je elektrická funkce funkční.
• Hardware s možností výměny za provozu: Vypínače, funkce předběžného nabíjení nebo postupného spouštění musí odpovídat návrhu výrobce (OEM). Výroba by měla reprodukovat uvedené chování, spíše než přidávat obecné funkce „výměny za provozu“.

Společnost Highleap může kombinovat výrobu základní desky s osazováním desky plošných spojů a kontrolami mechanických upevnění, pokud zákazník poskytne geometrii pro akceptaci. To je užitečnější než generická kontrola konektorů, protože ověřuje desku s ohledem na stejná fyzikální omezení, která jsou dána finálním krytem.

Ovládání hostitelského rozhraní, mostu a úložiště

Konektor směřující k hostiteli a média na straně úložiště samy o sobě nedefinují interní řadič. DAS s rozhraním USB-SATA může používat vyhrazený úložný můstek; produkt s více pozicemi může přidat multiplikátor portů, řadič RAID nebo MCU; a produkt NVMe používá jinou cestu můstku k úložišti PCIe/NVMe. Kusovník a balíček firmwaru proto musí identifikovat přesný řadič, krystal/oscilátor, konfigurační EEPROM nebo flash paměť, napájecí lišty a veškerá zařízení, která nesmí být nahrazena bez schválení inženýra.

Ovládací prvky pro vysokorychlostní a konfigurační operace

• Směrování USB: Zachovávejte uvolněnou diferenciální geometrii, referenční roviny, propojení konektorů a kontinuitu zpětného proudu. Pokud je vyžadována řízená impedance, měly by výrobní poznámky uvádět cílovou hodnotu, nikoli se spoléhat na obecný tovární sestavený protokol.
• SATA směrování: Udržujte diferenciální kanály na straně úložiště vázané na vydané umístění stack-upu a konektorů. Technická dokumentace by měla používat skutečně podporované rozhraní SATA, nikoli nejednoznačné uživatelské termíny.
• Podpora UASP: Protokol USB Attached SCSI je definovaný protokol pro úložiště USB, ale jeho podpora závisí na firmwaru mostu/řadiče a hostitelském prostředí. Do produkčního testování patří pouze tehdy, když to vyžaduje verze OEM.
• Konfigurační paměť: Obsah EEPROM/flash paměti, ID zařízení, zásady napájení a nastavení režimů by měly být řízeny verzemi spolu s revizí hardwaru.
• Zdroj komponent: Pro můstkové regulátory, krystaly a konektory pro ukládání dat použijte kontrolované získávání komponentů se schválenými alternativami, spíše než s nákladově motivovanou substitucí po schválení prototypu.

Distribuce energie, spouštěcí zátěž a tepelná regulace

Návrh napájení se v celé řadě DAS prudce mění. Kompaktní 2.5palcový disk může být navržen pro napájení přes hostitelskou sběrnici, zatímco 3.5palcové disky pro stolní počítače a vícešachtové systémy obvykle vyžadují externí napájení a distribuci vyššího proudu. Systémy s více disky musí také zohledňovat vydanou strategii spouštění, ztráty konverze, proud konektorů, výkon ventilátorů a zpracování chyb. Dodavatel desek plošných spojů by měl ověřit měď, strukturu propojení, jmenovité hodnoty konektorů a tepelný hardware oproti návrhovému balíčku, místo aby na každý produkt aplikoval jedno pravidlo pro „úložnou desku plošných spojů“.

Rizika výroby v oblasti elektřiny a tepla

• Spuštění disku: Ověřte zákazníkem definované spouštěcí/zatěžovací případy se specifikovanými modely měničů nebo reprezentativními zátěžemi; nekvalifikujte desku pouze na základě klidového proudu.
• Opakované napájecí konektory: Zkontrolujte pájecí náplň, mechanickou oporu a konzistenci proudové cesty v každé šachtě, zejména při použití THT nebo lisovaných dílů.
• Teplo můstku/regulátoru: Kompaktní skříně mohou zadržovat teplo kolem řídicí jednotky, i když jsou paměťová média studená. Tepelné podložky, měděné rozptyly a kontaktní plochy skříně musí odpovídat mechanickému výkresu.
• Funkce ventilátoru a teplotního senzoru: Pokud jsou přítomny, měly by být konektory ventilátorů, signály otáčkoměru a snímání teploty zahrnuty do funkčního testu, a neměly by být považovány za nesouvisející systémové položky.
• Rozvodná síť: Pokud je návrh citlivý na proud, zkontrolujte Distribuce napájení desek plošných spojů poznámky, měděné oblasti a zpětné cesty jako součást DFM.

Sestavení desek plošných spojů DAS, NPI a funkční test

Užitečný plán DAS NPI testuje sestavu jako úložný produkt, nikoli pouze jako osazenou desku. Pilotní sestavení by mělo používat zamýšlenou skříň nebo mechanický upínací prvek, reprezentativní disky, schválený hostitelský hardware, vydaný firmware a definované kabely. Cílem je přeměnit schválený prototyp na opakovatelnou výrobní základnu, která dokáže oddělit vady pájení, problémy s konektory, problémy s firmwarem a chování specifické pro disky.

Doporučený postup testování produkčního systému DAS

1. Kontrola konfigurace: Potvrďte revizi desky plošných spojů, variantu počtu pozic, paměť firmwaru/konfigurace, osazení konektorů a sadu popisků.
2. Kontrola napájení a zkratu: Před instalací zákaznických měničů ověřte kritické kolejnice a zaznamenejte si veškeré definované spouštěcí nebo proudové limity.
3. Detekce pro jednotlivé pozice: Ověřte, zda každá obsazená šachta detekuje zadaný referenční disk a zda indikátory stavu fungují jako uvolněné.
4. Test simultánní jízdy: U vícepozicových produktů používejte všechny požadované kanály společně, nikoliv každý konektor samostatně.
5. Funkce hostitelského úložiště: Spusťte zákazníkem definovanou proceduru čtení/zápisu nebo provozu úložiště, včetně UASP nebo jiných režimů, pouze pokud je to zadáno.
6. Mechanické uchycení: Nainstalujte desku plošných spojů (PCBA) do šasi nebo reprezentativního upevnění a ověřte zarovnání pozic, LED diody, tlačítka, konektory ventilátorů a externí I/O.

Společnost Highleap může provádět zákaznické funkční testování, pokud je dodána sada měničů, hostitelská platforma, firmware, příslušenství a kritéria přijetí. Široká kompatibilita s operačními systémy, kvalifikace pro dlouhodobé ukládání dat a kvalifikace měničů a dodavatelů zůstávají explicitně vymezenými aktivitami zákazníka/systému, pokud nejsou sjednány samostatně.

Sestavení na úrovni systému se stává důležitým u produktů s více pozicemi

S tím, jak se ve skříni objevují ventilátory, přihrádky na disky, LED desky, napájecí adaptéry a několik desek plošných spojů (PCBA), konečný výtěžek stále více závisí na systémové integraci. Napětí konektorů, vedení kabelů, hromada šroubů, blokování proudění vzduchu a špatně zarovnané klece disků mohou způsobit selhání, která jsou během elektrického testu holých desek neviditelná. Pokud je společnost Highleap požádána o montáž nad rámec PCBA, měla by být montáž v krabici uvedena z vydaného mechanického balíčku a definovaného finálního systémového testu, spíše než aby byla neformálně přidávána po sestavení desek plošných spojů.

• Vztažný bod klece pohonu: Ověřte, zda konektory SATA/SAS/NVMe, v závislosti na vydaném produktu, pasují bez nutnosti vynucování spojení s propojovací deskou.
• Ventilátor a proudění vzduchu: Před provedením tepelného pilotního testu ověřte orientaci ventilátoru, polaritu konektorů a volné větrací otvory.
• Přední panel: LED diody, tlačítka a číslování pozic by měly odpovídat firmwaru hostitele a označení skříně.
• Externí napájecí vstup: Typ konektoru, proudová cesta a mechanické uchycení by měly být zkontrolovány oproti skutečnému rozhraní adaptéru nebo zdroje.
• Párování revizí: Řídicí jednotka, základní deska a desky uživatelského rozhraní/napájecí desky musí být během opakované výroby uchovávány na schválených kompatibilních revizích.

Od prototypu DAS k opakované výrobě

Silná poptávka (RFC) pro výrobce desek plošných spojů pro DAS by měla zahrnovat kompletní balíček pro výrobu a montáž, nikoli pouze Gerbery. U produktů s více šachtami uveďte model skříně, informace o podkladech pro základní desku, výkresy konektorů disků, předpoklady pro napájení, hardware pro ventilátory/teplovzdušnou instalaci, soubory firmwaru/konfigurace, testovací média a matici SKU. To umožňuje DFM identifikovat otázky týkající se výroby předtím, než budou zadány drahé řadiče úložišť, konektory a mechanické součásti.

Související programy pro úložné PCB/PCBA

Highleap dokáže podporovat výrobu od prototypu po opakované použití s ​​kontrolou DFM , kontrolou prvního výrobku a řízenou dokumentací montáže. Výchozí výrobní linie by měla zahrnovat revizi desek plošných spojů, sestavení, schválený kusovník/alternativy, firmware, zkušební postup, revizi přípravku a kritéria mechanické akceptace, aby se pozdější šarže porovnávaly s akceptovanou verzí NPI, nikoli s verbální specifikací.