Κατασκευή και συναρμολόγηση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος αποθήκευσης DAS

Η Highleap Electronics κατασκευάζει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) και PCBA για περιβλήματα αποθήκευσης DAS, τα οποία έχουν εκδοθεί από τους πελάτες, για προϊόντα HDD/SSD μονής μονάδας δίσκου, διπλής και πολλαπλών μονάδων δίσκου. Υποστηρίζουμε την κατασκευή PCB, την προμήθεια εξαρτημάτων, τη συναρμολόγηση SMT/THT, τον έλεγχο backplane και υποδοχών, τον προγραμματισμό/διαμόρφωση και τη δοκιμή λειτουργίας αποθήκευσης που ορίζεται από τον πελάτη, με την ακριβή διεπαφή κεντρικού υπολογιστή, την αρχιτεκτονική μονάδας δίσκου, τη συμπεριφορά ισχύος και τις λειτουργίες RAID/JBOD που ορίζονται από την έκδοση OEM.

Οικογένειες προϊόντων DAS και αρχιτεκτονικές αποθήκευσης

Ένα περίβλημα αποθήκευσης DAS PCB θα πρέπει να διατίθεται στην κατασκευή ως μια καθορισμένη πλατφόρμα αποθήκευσης, όχι απλώς ως "κουτί μονάδας USB". Η άμεση σύνδεση αποθήκευσης μπορεί να κυμαίνεται από μια συμπαγή πλακέτα γέφυρας μονής μονάδας έως ένα πλαίσιο επιφάνειας εργασίας πολλαπλών θέσεων με backplane, διανομή ισχύος, έλεγχο ψύξης και προαιρετικές λειτουργίες RAID/JBOD. Για το Highleap, η εργασία κατασκευής ξεκινά με τον προσδιορισμό της διεπαφής κεντρικού υπολογιστή, του μέσου μονάδας δίσκου, του αριθμού των θέσεων, της τοπολογίας του ελεγκτή, της πηγής τροφοδοσίας, των προσδοκιών hot-swap, των μηχανισμών του περιβλήματος και των ορίων δοκιμών πελατών για κάθε SKU.

Συνήθεις τύποι περιβλημάτων DAS και ποιες αλλαγές στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Για την αγορά, αυτή η προβολή οικογένειας προϊόντων αποτρέπει δύο συνηθισμένα σφάλματα στις προσφορές: την αντιμετώπιση κάθε περιβλήματος ως το ίδιο PCBA επειδή ο εξωτερικός σύνδεσμος μοιάζει με αυτόν και τη σύγκριση προμηθευτών με βάση την τιμή της πλακέτας χωρίς να λαμβάνονται υπόψη τα εξαρτήματα του backplane, τα μέσα δοκιμής μονάδας δίσκου, ο προγραμματισμός υλικολογισμικού, το θερμικό υλικό ή η τελική τοποθέτηση του περιβλήματος.

Πώς αλλάζει ο αριθμός των μονάδων δίσκου το σετ πλακέτας

Ο αριθμός των μονάδων δίσκου αλλάζει περισσότερο από την ποσότητα των συνδέσμων. Ένα περίβλημα ενός φατνίου μπορεί συχνά να τοποθετήσει τη γέφυρα, τη μετατροπή ισχύος και τον σύνδεσμο μονάδας δίσκου σε μία πλακέτα. Ένα προϊόν τεσσάρων ή οκτώ φατνίων μπορεί να χωρίσει αυτές τις λειτουργίες μεταξύ μιας πλακέτας κεντρικού υπολογιστή/ελεγκτή, ενός backplane αποθήκευσης και μιας πλακέτας τροφοδοσίας ή μπροστινού πίνακα. Αυτός ο διαχωρισμός επηρεάζει τον αριθμό των καλωδίων, τις διεπαφές μεταξύ πλακετών, τα μηχανικά δεδομένα και τη σειρά με την οποία μπορούν να ελεγχθούν τα υποσυγκροτήματα. Η RFQ θα πρέπει να προσδιορίζει το πλήρες σετ πλακέτας, ώστε να μην προσφέρεται μία πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χωρίς τις διασυνδέσεις που καθορίζουν εάν το περίβλημα λειτουργεί.

Αυτές οι παραλλαγές αλληλεπικαλύπτονται επίσης με την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) του σκληρού δίσκου και το υλικό διακομιστή αποθήκευσης, αλλά δεν θα πρέπει να συμπτυχθούν σε μία γενική σελίδα. Ένα περίβλημα DAS ορίζεται από την κυκλοφορούσα αρχιτεκτονική κεντρικού υπολογιστή/αποθήκευσης και το μηχανικό προϊόν, ενώ τα ίδια τα ηλεκτρονικά της μονάδας δίσκου είναι ξεχωριστά συγκροτήματα.

Πίσω πλάκα, σύνδεσμοι μονάδας δίσκου και μηχανισμοί πολλαπλών θέσεων

Σε ένα DAS πολλαπλών θέσεων, το πεδίο επαναλαμβανόμενων συνδέσεων μονάδων δίσκου γίνεται συχνά το κυρίαρχο χαρακτηριστικό κατασκευής. Ένα backplane μπορεί να φέρει συνδέσμους SATA, επαφές τροφοδοσίας, LED, κυκλώματα ανίχνευσης παρουσίας, κεφαλές ανεμιστήρων και συνδέσεις μεταξύ πλακετών σε μια κάρτα ελεγκτή. Το σχέδιο PCB, το φύλλο δεδομένων του συνδέσμου και το μηχανικό μοντέλο του πλαισίου πρέπει να συμφωνούν ως προς το βήμα της θέσης, το βάθος ζευγαρώματος και τη θέση του σημείου αναφοράς. Ένα ηλεκτρικά σωστό συγκρότημα μπορεί να αποτύχει στην ενσωμάτωση του συστήματος εάν ένας σύνδεσμος έχει αρκετή κλίση ή μετατόπιση ώστε να δημιουργεί υπερβολική δύναμη εισαγωγής.

Μηχανικά χειριστήρια για πάγωμα πριν από την πιλοτική κατασκευή

• Συνεπιφάνεια βήματος κόλπων και συνδέσμου: Χρησιμοποιήστε ένα εξάρτημα ή ένα στοιχείο αναφοράς πλαισίου για να επιβεβαιώσετε επαναλαμβανόμενες συνδέσεις αντί να τις ελέγχετε οπτικά μία προς μία.
• Διαδρομή φορτίου δύναμης εισαγωγής: Η εισαγωγή της μονάδας δίσκου θα πρέπει να αντιδρά με τα σχεδιασμένα μηχανικά στηρίγματα· οι συγκολλήσεις δεν πρέπει να αποτελούν το κύριο δομικό στοιχείο.
• Διεπαφές πλακέτας-προς-πλακέτα και καλωδίου: Εάν το οπίσθιο τμήμα συνδέεται σε μια πλακέτα ελεγκτή, δημοσιεύστε το ύψος ζεύξης, την έξοδο ακίδων, την ασφάλεια και το μήκος καλωδίου ως ελεγχόμενα μηχανικά/ηλεκτρικά δεδομένα.
• Ευθυγράμμιση LED και σωλήνα φωτισμού: Οι λυχνίες LED κατάστασης μονάδας δίσκου βρίσκονται συχνά κοντά στις υποδοχές και ενδέχεται να μην είναι ευθυγραμμισμένες ακόμη και όταν η ηλεκτρική λειτουργία δεν λειτουργεί.
• Εξοπλισμός hot-swap: Οι διακόπτες τροφοδοσίας, οι λειτουργίες προφόρτισης ή σταδιακής εκκίνησης πρέπει να ακολουθούν τον σχεδιασμό του OEM. Η κατασκευή θα πρέπει να αναπαράγει την κυκλοφορούσα συμπεριφορά αντί να προσθέτει γενικές λειτουργίες «hot-swap».

Το Highleap μπορεί να συνδυάσει την κατασκευή του backplane με τη συναρμολόγηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και τους ελέγχους μηχανικής στήριξης, όταν ο πελάτης παρέχει τη γεωμετρία αποδοχής. Αυτό είναι πιο χρήσιμο από τον γενικό έλεγχο σύνδεσης, επειδή επαληθεύει την πλακέτα έναντι των ίδιων φυσικών περιορισμών που επιβάλλονται από το τελικό περίβλημα.

Διεπαφή κεντρικού υπολογιστή, Γέφυρα και Έλεγχος από την πλευρά του αποθηκευτικού χώρου

Η υποδοχή που βλέπει προς τον κεντρικό υπολογιστή και το μέσο αποθήκευσης δεν καθορίζουν από μόνα τους τον εσωτερικό ελεγκτή. Ένα DAS USB-σε-SATA μπορεί να χρησιμοποιεί μια αποκλειστική γέφυρα αποθήκευσης. Ένα προϊόν πολλαπλών θέσεων μπορεί να προσθέσει έναν πολλαπλασιαστή θυρών, έναν ελεγκτή RAID ή μια MCU. Ένα προϊόν NVMe χρησιμοποιεί μια διαφορετική διαδρομή γέφυρας από την αποθήκευση PCIe/NVMe. Επομένως, το BOM και το πακέτο υλικολογισμικού πρέπει να προσδιορίζουν τον ακριβή ελεγκτή, τον κρύσταλλο/ταλαντωτή, τη διαμόρφωση EEPROM ή flash, τις γραμμές τροφοδοσίας και τυχόν συσκευές που δεν πρέπει να αντικατασταθούν χωρίς έγκριση μηχανικού.

Έλεγχοι υψηλής ταχύτητας και διαμόρφωσης

• Δρομολόγηση USB: Διατηρήστε την απελευθερωμένη διαφορική γεωμετρία, τα επίπεδα αναφοράς, την αποσύνδεση του συνδετήρα και τη συνέχεια του ρεύματος επιστροφής. Εάν απαιτείται ελεγχόμενη σύνθετη αντίσταση, οι σημειώσεις κατασκευής θα πρέπει να αναφέρουν τον στόχο αντί να βασίζονται σε μια γενική εργοστασιακή στοίβα.
• Δρομολόγηση SATA: Διατηρήστε τα διαφορικά κανάλια στην πλευρά της αποθήκευσης συνδεδεμένα με την απελευθερωμένη στοίβα και την τοποθέτηση των συνδέσμων. Τα έγγραφα μηχανικής θα πρέπει να χρησιμοποιούν την πραγματική υποστηριζόμενη διεπαφή SATA και όχι ασαφείς όρους καταναλωτή.
• Υποστήριξη UASP: Το πρωτόκολλο USB Attached SCSI είναι ένα καθορισμένο πρωτόκολλο αποθήκευσης USB, αλλά η υποστήριξη εξαρτάται από το υλικολογισμικό της γέφυρας/ελεγκτή και το περιβάλλον κεντρικού υπολογιστή. Υποβάλλεται σε δοκιμή παραγωγής μόνο όταν το απαιτεί η έκδοση OEM.
• Μνήμη διαμόρφωσης: Τα περιεχόμενα της EEPROM/flash, τα αναγνωριστικά συσκευών, οι πολιτικές παροχής ενέργειας και οι ρυθμίσεις λειτουργίας θα πρέπει να ελέγχονται ανάλογα με την έκδοση παράλληλα με την αναθεώρηση υλικού.
• Προμήθεια εξαρτημάτων: Για ελεγκτές γέφυρας, κρυστάλλους και υποδοχές αποθήκευσης, χρησιμοποιήστε ελεγχόμενη προμήθεια εξαρτημάτων με εγκεκριμένες εναλλακτικές λύσεις αντί για υποκατάσταση με γνώμονα το κόστος μετά την έγκριση του πρωτοτύπου.

Κατανομή ισχύος, φορτίο εκκίνησης και θερμικός έλεγχος

Ο σχεδιασμός ισχύος αλλάζει απότομα σε όλη την οικογένεια DAS. Ένα συμπαγές προϊόν μονάδας δίσκου 2.5 ιντσών μπορεί να σχεδιαστεί γύρω από την τροφοδοσία του κεντρικού διαύλου, ενώ οι επιτραπέζιοι δίσκοι 3.5 ιντσών και τα συστήματα πολλαπλών θέσεων συνήθως απαιτούν εξωτερική τροφοδοσία και κατανομή υψηλότερου ρεύματος. Τα συστήματα πολλαπλών μονάδων δίσκου πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη την απελευθερούμενη στρατηγική εκκίνησης, τις απώλειες μετατροπής, το ρεύμα σύνδεσης, την ισχύ του ανεμιστήρα και τον χειρισμό σφαλμάτων. Ο προμηθευτής των PCB θα πρέπει να επαληθεύει τον χαλκό, μέσω δομών, τις ονομαστικές τιμές των συνδετήρων και το θερμικό υλικό, σε σχέση με το πακέτο σχεδιασμού αντί να εφαρμόζει έναν κανόνα "PCB αποθήκευσης" σε κάθε προϊόν.

Κίνδυνοι Παραγωγής Σχετικά με την Ηλεκτρική Ενέργεια και τη Θερμότητα

• Εκκίνηση μονάδας δίσκου: Επικυρώστε τις περιπτώσεις εκκίνησης/φόρτωσης που ορίζονται από τον πελάτη με συγκεκριμένα μοντέλα κίνησης ή αντιπροσωπευτικά φορτία. Μην αξιολογείτε την πλακέτα μόνο από το ρεύμα αδράνειας.
• Επαναλαμβανόμενες υποδοχές τροφοδοσίας: Ελέγξτε την πλήρωση της συγκόλλησης, τη μηχανική υποστήριξη και τη συνέπεια της διαδρομής ρεύματος σε κάθε υποδοχή, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται εξαρτήματα THT ή εξαρτήματα με πρεσαριστή τοποθέτηση.
• Θέρμανση γέφυρας/ελεγκτή: Τα συμπαγή περιβλήματα μπορούν να παγιδεύσουν θερμότητα γύρω από τον ελεγκτή ακόμα και όταν τα μέσα αποθήκευσης είναι κρύα. Τα θερμικά μαξιλαράκια, οι επιφάνειες επάλειψης από χαλκό και οι επιφάνειες επαφής του περιβλήματος πρέπει να ταιριάζουν με το μηχανολογικό σχέδιο.
• Λειτουργίες ανεμιστήρα και αισθητήρα θερμοκρασίας: Όπου υπάρχουν, οι συλλέκτες ανεμιστήρων, τα σήματα ταχυμεταφοράς και η ανίχνευση θερμοκρασίας θα πρέπει να περιλαμβάνονται στη λειτουργική δοκιμή αντί να αντιμετωπίζονται ως άσχετα στοιχεία του συστήματος.
• Δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας: Όταν ο σχεδιασμός είναι ευαίσθητος στο ρεύμα, ελέγξτε Διανομή ισχύος PCB σημειώσεις, περιοχές χαλκού και διαδρομές επιστροφής ως μέρος του DFM.

Συναρμολόγηση PCBA DAS, NPI και Λειτουργική Δοκιμή

Ένα χρήσιμο σχέδιο DAS NPI δοκιμάζει τη συναρμολόγηση ως προϊόν αποθήκευσης, όχι μόνο ως μια ολοκληρωμένη πλακέτα. Η πιλοτική κατασκευή θα πρέπει να χρησιμοποιεί το προβλεπόμενο περίβλημα ή μηχανικό εξάρτημα, αντιπροσωπευτικές μονάδες δίσκου, εγκεκριμένο υλικό κεντρικού υπολογιστή, κυκλοφορούν υλικολογισμικό και καθορισμένα καλώδια. Ο στόχος είναι να μετατραπεί το αποδεκτό πρωτότυπο σε μια επαναλήψιμη γραμμή βάσης κατασκευής που μπορεί να διαχωρίσει ελαττώματα συγκόλλησης, προβλήματα συνδέσμων, προβλήματα υλικολογισμικού και συμπεριφορά συγκεκριμένη για τη μονάδα δίσκου.

Συνιστώμενη Ροή Δοκιμής Παραγωγής DAS

1. Έλεγχος διαμόρφωσης: Επιβεβαιώστε την αναθεώρηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), την παραλλαγή πλήθους θέσεων, τη μνήμη υλικολογισμικού/διαμόρφωσης, την πλήρωση των υποδοχών σύνδεσης και το σύνολο ετικετών.
2. Ισχύς και σύντομος έλεγχος: Επαληθεύστε τις κρίσιμες ράγες πριν από την εγκατάσταση των μονάδων κίνησης του πελάτη και καταγράψτε τυχόν καθορισμένα όρια εκκίνησης ή ρεύματος.
3. Ανίχνευση ανά κόλπο: Επιβεβαιώστε ότι κάθε συμπληρωμένη υποδοχή ανιχνεύει την καθορισμένη μονάδα αναφοράς και ότι οι δείκτες κατάστασης λειτουργούν όπως έχουν ενεργοποιηθεί.
4. Δοκιμή ταυτόχρονης οδήγησης: Για προϊόντα πολλαπλών θέσεων, χρησιμοποιήστε όλα τα απαιτούμενα κανάλια μαζί αντί να δέχεστε κάθε υποδοχή μόνο μεμονωμένα.
5. Λειτουργία αποθήκευσης κεντρικού υπολογιστή: Εκτελέστε την καθορισμένη από τον πελάτη διαδικασία ανάγνωσης/εγγραφής ή κυκλοφορίας χώρου αποθήκευσης, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργιών UASP ή άλλων λειτουργιών μόνο όταν καθορίζεται.
6. Μηχανική εφαρμογή: Εγκαταστήστε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) στο πλαίσιο ή σε κάποιο αντιπροσωπευτικό εξάρτημα για να επαληθεύσετε την ευθυγράμμιση της υποδοχής, τις λυχνίες LED, τα κουμπιά, τις υποδοχές ανεμιστήρα και τις εξωτερικές εισόδους/εξόδου.

Η Highleap μπορεί να εκτελέσει λειτουργικές δοκιμές που ορίζονται από τον πελάτη όταν παρέχονται το σετ μονάδων δίσκου, η πλατφόρμα κεντρικού υπολογιστή, το υλικολογισμικό, τα εξαρτήματα και τα κριτήρια αποδοχής. Η ευρεία συμβατότητα με το λειτουργικό σύστημα, η πιστοποίηση αποθήκευσης μεγάλης διάρκειας και η πιστοποίηση προμηθευτή μονάδων δίσκου παραμένουν δραστηριότητες πελάτη/συστήματος που εμπίπτουν ρητά στο πεδίο εφαρμογής, εκτός εάν έχουν συναφθεί ξεχωριστά.

Η συναρμολόγηση σε επίπεδο συστήματος καθίσταται σημαντική σε προϊόντα πολλαπλών θέσεων

Καθώς το περίβλημα αποκτά ανεμιστήρες, δίσκους, πλακέτες LED, τροφοδοτικά και αρκετές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCBA), η τελική απόδοση εξαρτάται όλο και περισσότερο από την ενσωμάτωση του συστήματος. Η τάση των συνδετήρων, η δρομολόγηση των καλωδίων, η στοίβαξη των βιδών, το μπλοκάρισμα της ροής αέρα και οι κακώς ευθυγραμμισμένοι κλωβοί μονάδων δίσκου μπορούν να δημιουργήσουν βλάβες που είναι αόρατες κατά τη διάρκεια της ηλεκτρικής δοκιμής χωρίς πλακέτα. Εάν ζητηθεί από την Highleap να κατασκευάσει πέρα ​​από την PCBA, η συναρμολόγηση σε κουτί θα πρέπει να αναφέρεται από το κυκλοφορούν μηχανολογικό πακέτο και μια καθορισμένη τελική δοκιμή συστήματος αντί να προστίθεται ανεπίσημα μετά τη συναρμολόγηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

• Δεδομένο κλωβού μονάδας δίσκου: Βεβαιωθείτε ότι οι υποδοχές SATA/SAS/NVMe, ανάλογα με το προϊόν που κυκλοφορεί, ταιριάζουν χωρίς να πιέζουν το backplane.
• Διαδρομή ανεμιστήρα και ροής αέρα: Επιβεβαιώστε τον προσανατολισμό του ανεμιστήρα, την πολικότητα του συνδετήρα και τους ανεμπόδιστους αεραγωγούς πριν από τη δοκιμή θερμικής πιλοτικής λειτουργίας.
• Πλακέτα μπροστινού πίνακα: Οι λυχνίες LED, τα κουμπιά και η αρίθμηση των θέσεων θα πρέπει να ταιριάζουν με το υλικολογισμικό του κεντρικού υπολογιστή και την ετικέτα του περιβλήματος.
• Εξωτερική είσοδος τροφοδοσίας: Ο τύπος του συνδετήρα, η διαδρομή ρεύματος και η μηχανική συγκράτηση θα πρέπει να ελέγχονται σε σχέση με τον πραγματικό προσαρμογέα ή τη διεπαφή τροφοδοτικού.
• Σύζευξη αναθεώρησης: Ο ελεγκτής, το backplane και οι πλακέτες UI/τροφοδοτικού πρέπει να διατηρούνται σε εγκεκριμένες συμβατές εκδόσεις κατά την επαναλαμβανόμενη παραγωγή.

Από το πρωτότυπο DAS στην επαναλαμβανόμενη παραγωγή

Μια ισχυρή RFQ για έναν κατασκευαστή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος περιβλήματος DAS θα πρέπει να περιλαμβάνει το πλήρες πακέτο κατασκευής και συναρμολόγησης, όχι μόνο την Gerbers. Για προϊόντα πολλαπλών θέσεων, συμπεριλάβετε το μοντέλο του περιβλήματος, τις πληροφορίες δεδομένων backplane, τα σχέδια των συνδέσμων μονάδας δίσκου, τις υποθέσεις τροφοδοτικού, το υλικό ανεμιστήρα/θερμότητας, τα αρχεία υλικολογισμικού/ρύθμισης παραμέτρων, τα μέσα δοκιμών και τον πίνακα SKU. Αυτό επιτρέπει στο DFM να ​​εντοπίζει ερωτήματα κατασκευής πριν από την δέσμευση ακριβών ελεγκτών αποθήκευσης, συνδέσμων και μηχανικών εξαρτημάτων.

Σχετικά προγράμματα αποθήκευσης PCB/PCBA

Το Highleap μπορεί να υποστηρίξει την παραγωγή πρωτοτύπου-προς-επανάληψη με έλεγχο DFM , επιθεώρηση πρώτου αντικειμένου και ελεγχόμενη τεκμηρίωση συναρμολόγησης. Η βασική γραμμή παραγωγής θα πρέπει να περιλαμβάνει την αναθεώρηση PCB, τη στοίβαξη, τα εγκεκριμένα BOM/εναλλακτικά, το υλικολογισμικό, τη διαδικασία δοκιμής, την αναθεώρηση εξαρτημάτων και τα κριτήρια μηχανικής αποδοχής, ώστε οι μεταγενέστερες παρτίδες να συγκρίνονται με την αποδεκτή κατασκευή NPI αντί για μια προφορική προδιαγραφή.