Κατασκευή και συναρμολόγηση πλακέτας κυκλώματος περιβλήματος RAID

Η Highleap Electronics κατασκευάζει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων RAID και πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) που έχουν κυκλοφορήσει από τους πελάτες της για προϊόντα αποθήκευσης διπλής υποδοχής και πολλαπλών μονάδων δίσκου. Υποστηρίζουμε την κατασκευή πλακέτας ελεγκτή και backplane, την προμήθεια εξαρτημάτων, τη συναρμολόγηση SMT/THT, τον προγραμματισμό υλικολογισμικού/ρύθμισης παραμέτρων και τη λειτουργική δοκιμή πολλαπλών μονάδων δίσκου που ορίζεται από τον πελάτη, ενώ οι λειτουργίες RAID, η συμπεριφορά αναδόμησης, η συμβατότητα κεντρικού υπολογιστή και η απόδοση αποθήκευσης παραμένουν καθορισμένες από τον επιλεγμένο ελεγκτή, το υλικολογισμικό και τις προδιαγραφές OEM.

Οικογένειες προϊόντων περιβλήματος RAID και τοπολογίες ελεγκτών

Ένα περίβλημα RAID PCB δεν ορίζεται μόνο από τον αριθμό των θέσεων. Δύο περιβλήματα με το ίδιο εξωτερικό σχήμα μπορούν να χρησιμοποιούν πολύ διαφορετική πυριτία ελεγκτή, διεπαφές αποθήκευσης, υλικολογισμικό, προσωρινή μνήμη ή μνήμη εργασίας, αρχιτεκτονική ισχύος και συμπεριφορά διαχείρισης μονάδων δίσκου. Για την κατασκευή, η πρώτη προτεραιότητα είναι να παγώσει η ακριβής οικογένεια προϊόντων και η τοπολογία ελεγκτή πριν από την προμήθεια εξαρτημάτων ή την κατασκευή εξαρτημάτων δοκιμών.

Κατηγορίες περιβλημάτων RAID που κυκλοφορούν συνήθως σε PCBA

Η οικογένεια πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων RAID πολλαπλών θέσεων ορίζεται καλύτερα από τον ελεγκτή που απελευθερώνεται, τον αριθμό μονάδων δίσκου, τα μέσα, τη διεπαφή κεντρικού υπολογιστή και τις υποστηριζόμενες λειτουργίες. Κάθε υποστηριζόμενη λειτουργία μπορεί να αλλάξει τον πληθυσμό των εξαρτημάτων, τη διαμόρφωση, τους δείκτες, τη συμπεριφορά ισχύος και τη λειτουργική δοκιμή.

Η λειτουργία RAID, ο αριθμός θέσεων και ο τύπος μέσου είναι ξεχωριστές μεταβλητές

Μια οικογένεια περιβλημάτων RAID θα πρέπει να τεκμηριώνεται ως πίνακας και όχι ως μία μόνο "PCB RAID". Ο αριθμός των θέσεων, τα υποστηριζόμενα μέσα μονάδας δίσκου, η διεπαφή κεντρικού υπολογιστή, η δυνατότητα ελεγκτή και το υλικολογισμικό καθορίζουν ποιες λειτουργίες είναι διαθέσιμες. Μια μονάδα δύο θέσεων μπορεί να υποστηρίζει διαφορετικό σύνολο λειτουργιών από ένα προϊόν τεσσάρων θέσεων και ένα backplane προσανατολισμένο σε σκληρό δίσκο μπορεί να έχει διαφορετικές απαιτήσεις ισχύος και θερμότητας από ένα σχέδιο SSD. Ο κατασκευαστής θα πρέπει να κατασκευάσει και να δοκιμάσει τον κυκλοφορούντα συνδυασμό αντί να συνάγει RAID 0, 1, 5, 10 ή οποιαδήποτε άλλη λειτουργία από το μέγεθος του περιβλήματος.

Το ίδιο περίβλημα μπορεί να μοιράζεται μηχανικές έννοιες με προϊόντα PCB σκληρού δίσκου ή με μια πλατφόρμα PCB διακομιστή αποθήκευσης , ενώ η παραγωγή περιβλημάτων RAID παραμένει επικεντρωμένη στη συναρμολόγηση με έλεγχο ελεγκτή, πολλαπλών μονάδων δίσκου και διαμόρφωσης.

Ελεγκτής RAID, έλεγχος κατασκευής μνήμης και υλικολογισμικού

Ο ελεγκτής RAID και οι υποστηρικτικές συσκευές μνήμης/ρύθμισης παραμέτρων που τον υποστηρίζουν αποτελούν εξαρτήματα που καθορίζουν το προϊόν. Το αποδεκτό BOM θα πρέπει να προσδιορίζει τους ακριβείς κωδικούς παραγγελίας ελεγκτή, τυχόν συσκευές DRAM ή flash, εξαρτήματα ρολογιού, μνήμη εκκίνησης/ρύθμισης παραμέτρων και εξαρτήματα διαχείρισης ενέργειας που έχουν εξαρτήσεις υλικολογισμικού ή χρονισμού. Ένα εναλλακτικό εξάρτημα που είναι ηλεκτρικά παρόμοιο μπορεί να αλλάξει τη συμβατότητα του υλικολογισμικού, τον χρονισμό αρχικοποίησης ή τη θερμική συμπεριφορά, επομένως οι αλλαγές στην προέλευση χρειάζονται μια επίσημη διαδρομή έγκρισης.

Έλεγχοι Παραγωγής από την Πλευρά του Ελεγκτή

• Πακέτα κρυφών αρθρώσεων: Οι ελεγκτές RAID μπορούν να χρησιμοποιούν πακέτα BGA ή πυκνά πακέτα QFN. Όπου υπάρχουν κρυφές συνδέσεις, ορίστε κριτήρια επιθεώρησης ακτίνων Χ ή άλλα κριτήρια επιθεώρησης κατάλληλα για το πακέτο αντί να βασίζεστε μόνο στο AOI.
• Πληθυσμός μνήμης και flash: Η χωρητικότητα, η ταχύτητα και η εικόνα υλικολογισμικού πρέπει να αντιστοιχούν στην έκδοση που έχει κυκλοφορήσει. Μην συνδυάζετε εναλλακτικές μνήμες ή boot-flash σε παρτίδες χωρίς τον πίνακα που έχει εγκριθεί από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).
• Ρολόι: Οι κρύσταλλοι/ταλαντωτές και τα μέρη του δικτύου φορτίου μπορεί να είναι ευαίσθητα στην αντικατάσταση. Διατηρήστε τα στην κατηγορία ελεγχόμενων μερών όταν το απαιτεί ο σχεδιασμός αναφοράς του ελεγκτή.
• Προγραμματισμός: Το υλικολογισμικό, τα περιεχόμενα της EEPROM, οι σειριακοί αριθμοί και η προεπιλεγμένη λειτουργία θα πρέπει να τροποποιούνται μαζί με την αναθεώρηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και του τεχνικού καταλόγου (BOM).
• Διαδικασία συναρμολόγησης: Οι πυκνές πλακέτες ελεγκτών επωφελούνται από Συγκρότημα PCB BGA σχεδιασμός, ορισμός στένσιλ/αναδιαμόρφωσης και επιθεώρηση πρώτου άρθρου πριν από επαναλαμβανόμενες κατασκευές.

Η αξιοπιστία του οπίσθιου τμήματος είναι ένα μηχανικό και ηλεκτρικό πρόβλημα

Ένα backplane RAID πολλαπλών μονάδων δίσκου φορτίζεται επανειλημμένα από την εισαγωγή της μονάδας δίσκου και μπορεί να μεταφέρει σημαντικό συνολικό ρεύμα. Οι συνδέσεις συγκόλλησης των συνδετήρων, οι επιμεταλλωμένες οπές, η στήριξη της πλακέτας και η ευθυγράμμιση του κλωβού της μονάδας δίσκου αξίζουν επομένως την προσοχή στο πρώτο άρθρο, παράλληλα με τη συνέχεια του σήματος. Εάν ο σχεδιασμός που κυκλοφόρησε χρησιμοποιεί ξεχωριστά επίπεδα ισχύος ή περιοχές υψηλού ρεύματος χαλκού, το δίκτυο διανομής ισχύος PCB θα πρέπει να αναπαραχθεί όπως καθορίζεται και όχι να απλοποιηθεί για ευκολία δρομολόγησης.

• Συνεπιφάνεια σύνδεσης: Ένα μικρό σφάλμα θέσης σε αρκετές θέσεις μπορεί να μετατραπεί σε υπερβολική δύναμη εισαγωγής ή διακοπτόμενη επαφή.
• Θερμοκρασία εισόδου ισχύος: Οι σύνδεσμοι εισόδου, οι ασφάλειες, οι διακόπτες και οι χάλκινες μεταβάσεις θα πρέπει να ελέγχονται υπό το πλήρες φορτίο κίνησης που ορίζεται από τον πελάτη.
• Κυκλώματα παρουσίας και κατάστασης μονάδας δίσκου: Επαληθεύστε την αρίθμηση των θηκών, ώστε το υλικολογισμικό, οι λυχνίες LED και οι φυσικοί δίσκοι να αναφέρουν την ίδια μονάδα δίσκου.
• Κεφαλές ανεμιστήρα/ελέγχου: Οι ανεμιστήρες ψύξης μπορεί να αποτελούν μέρος της αρχιτεκτονικής αξιοπιστίας. Η πολικότητα, τα σήματα ταχυμεταφοράς/ελέγχου και η συγκράτηση της καλωδίωσης χρειάζονται λειτουργική επαλήθευση.
• Συμπεριφορά hot-swap όταν υποστηρίζεται: Η αφαίρεση/επανεισαγωγή θα πρέπει να δοκιμάζεται μόνο με βάση τον ελεγκτή και τη διαδικασία υλικολογισμικού που ορίζονται από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM), και όχι ως δεδομένο ότι ο δίσκος είναι φυσικά αφαιρούμενος.

Σχεδιασμός backplane πολλαπλών μονάδων δίσκου, ισχύος και θερμότητας

Καθώς αυξάνεται ο αριθμός των θέσεων, η πλευρά επαναλαμβανόμενης αποθήκευσης μπορεί να γίνει πιο δύσκολη στην κατασκευή από τον ίδιο τον ελεγκτή. Το βήμα του συνδετήρα, το πάχος του οπίσθιου τμήματος, η δύναμη εισαγωγής, η κατανομή ρεύματος, η θέση του ανεμιστήρα και η δρομολόγηση των καλωδίων επηρεάζουν όλα εάν το αποδεκτό PCBA λειτουργεί μέσα στο τελικό πλαίσιο. Το κυκλοφορούν μηχανικό μοντέλο θα πρέπει επομένως να αποτελεί μέρος του πακέτου κατασκευής και όχι μεταγενέστερο έγγραφο της ομάδας περιβλήματος.

Προτεραιότητες οπίσθιου επιπέδου και ισχύος

• Επαναλαμβανόμενες υποδοχές μονάδας δίσκου: Χρησιμοποιήστε σημεία αναφοράς πλαισίου ή ένα εξάρτημα σύνδεσης, ώστε να ελεγχθεί ολόκληρη η σειρά για θέση και ομοεπιπεδότητα.
• Διαδρομή ισχύος: Το πλάτος του χαλκού, η κατανομή επιπέδου, το ρεύμα του συνδετήρα και οι διατάξεις διέλευσης θα πρέπει να ταιριάζουν με την περίπτωση φόρτισης ταυτόχρονης οδήγησης στο σχεδιασμό OEM.
• Στρατηγική εκκίνησης: Εάν ο ελεγκτής υποστηρίζει κλιμακωτή εκκίνηση μονάδας δίσκου ή διαχειριζόμενη ενεργοποίηση, δοκιμάστε την έκδοση που έχει κυκλοφορήσει αντί να υποθέσετε ότι όλες οι θέσεις ξεκινούν μαζί.
• Ψύξη: Οι συλλέκτες ανεμιστήρων, οι αισθητήρες θερμοκρασίας και τα θερμικά μαξιλαράκια θα πρέπει να περιλαμβάνονται στην πιλοτική τοποθέτηση και στο FCT όταν αποτελούν μέρος του συγκροτήματος.
• Διαχωρισμός οπίσθιου επιπέδου: Σε συστήματα με ξεχωριστό ελεγκτή και πλακέτα οπίσθιου πίνακα συγκροτήματα, ορίζουν τη σύνδεση καλωδίου/πλακεταρίας με πλακέτα, τη χαρτογράφηση σήματος και τη συμβατότητα αναθεώρησης ως ένα ελεγχόμενο σύστημα.

Συναρμολόγηση και έλεγχος διαμόρφωσης PCBA RAID

Τα προϊόντα RAID συχνά έχουν περισσότερες καταστάσεις διαμόρφωσης από ό,τι υποδηλώνει ο αριθμός των PCB τους. Μία μητρική πλακέτα μπορεί να αποσταλεί ως μέλος οικογένειας διπλού ή τεσσάρων θέσεων, με διαφορετικές επιλογές υποστήριξης μονάδων δίσκου, ετικέτες περιοχής, υλικολογισμικό, διακόπτες ή LED. Ένας πίνακας ελεγχόμενων παραλλαγών θα πρέπει να συνδέει την αναθεώρηση PCB, την πλήρωση BOM, την εικόνα υλικολογισμικού, το περίβλημα, την ετικέτα και τη διαδικασία δοκιμής. Χωρίς αυτό, ένα συγκρότημα μπορεί να περάσει τον ηλεκτρικό έλεγχο αλλά να αποσταλεί με λανθασμένη συμπεριφορά συστοιχίας.

Έλεγχοι NPI που έχουν μεγαλύτερη σημασία από την γενική «ποιότητα»

• Δημιουργία πρώτου άρθρου: Πάγωμα στένσιλ, επαναδιαμόρφωσης, ακολουθίας εγκατάστασης συνδετήρων και κριτηρίων επιθεώρησης κρυφών συνδέσμων στις πρώτες αποδεκτές μονάδες.
• Ακολουθία σύνδεσης/διεργασίας: Οι μεγάλοι σύνδεσμοι SATA, τροφοδοσίας, ανεμιστήρα και μπροστινού πίνακα ενδέχεται να απαιτούν THT, pin-in-paste ή δευτερεύουσα συγκόλληση. Ο ταξιδιώτης θα πρέπει να καθορίσει την ακολουθία.
• Ιχνηλασιμότητα υλικολογισμικού: Αποθηκεύστε την προγραμματισμένη εικόνα/άθροισμα ελέγχου ή την εγγραφή διαμόρφωσης σε σχέση με τα δεδομένα σειράς/παρτίδας, όπου απαιτείται από τον πελάτη.
• Εγκεκριμένοι αναπληρωτές: Χρήση έλεγχοι προμήθειας εξαρτημάτων για ελεγκτή, μνήμη, flash, ρολόγια και υποδοχές με διαμόρφωση ή μηχανική πρόσκρουση.
• Μηχανική εφαρμογή: Τα συγκροτήματα πιλότων θα πρέπει να εγκαθίστανται στο πραγματικό πλαίσιο ή σε ένα αντιπροσωπευτικό εξάρτημα πριν από την κυκλοφορία της διεργασίας σε όγκο.

Τρόποι αστοχίας προς διαχωρισμό κατά την πιλοτική παραγωγή

Οι βλάβες του συστήματος RAID ενδέχεται να διαγνωστούν λανθασμένα εάν ο σταθμός δοκιμών αναφέρει μόνο τη φράση "δεν βρέθηκε πίνακας". Η πιλοτική παραγωγή θα πρέπει να διαχωρίζει τα σφάλματα σε επίπεδο πλακέτας από τα σφάλματα μονάδας δίσκου, υλικολογισμικού και διαμόρφωσης. Για παράδειγμα, η έλλειψη μιας θέσης μπορεί να υποδεικνύει την τοποθέτηση του συνδετήρα, την εναλλαγή τροφοδοσίας, την ανίχνευση παρουσίας ή τη συνέχεια του σήματος, ενώ μια συστοιχία που κατασκευάζεται με λάθος λειτουργία μπορεί να υποδεικνύει τον πληθυσμό των διακοπτών ή τη διαμόρφωση του υλικολογισμικού αντί για τη συγκόλληση.

Αυτός ο διαχωρισμός καθιστά το αρχείο παραγωγής χρήσιμο για την ομάδα μηχανικών OEM. Αντί να καλύπτει κάθε πρόβλημα με επανεπεξεργασία, το εργοστάσιο μπορεί να επιστρέψει αποδεικτικά στοιχεία συνδεδεμένα με ένα κανάλι, μια ράγα, έναν σύνδεσμο, μια προγραμματισμένη εικόνα και μια αναθεώρηση πλακέτας.

Λειτουργική δοκιμή Drive-Matrix για περιβλήματα RAID

Ένα περίβλημα RAID δεν θα πρέπει να δοκιμάζεται σε συνθήκες παραγωγής με μόνο μία μονάδα δίσκου σε μία υποδοχή. Ο πίνακας δοκιμών πρέπει να αντικατοπτρίζει τη συμπεριφορά του ελεγκτή που έχει εκδοθεί και το προβλεπόμενο SKU. Για ένα προϊόν τεσσάρων υποδοχών, αυτό συνήθως σημαίνει τουλάχιστον επαλήθευση κάθε υποδοχής, της απαιτούμενης ταυτόχρονης λειτουργίας μονάδας δίσκου, των LED/χειριστηρίων κατάστασης, της σύνδεσης κεντρικού υπολογιστή και των λειτουργιών συστοιχίας που ορίζονται από τον πελάτη. Η αξιοπιστία μακράς διαρκείας, η απόδοση αναφοράς και η ευρεία πιστοποίηση συμβατότητας μονάδων δίσκου παραμένουν επικύρωση συστήματος, εκτός εάν ορίζεται ξεχωριστά.

Παράδειγμα Πίνακα Δοκιμών Παραγωγής

Όταν το Highleap παρέχεται με μονάδες αναφοράς, υλικό κεντρικού υπολογιστή, υλικολογισμικό και κριτήρια επιτυχίας/αποτυχίας, οι λειτουργικές δοκιμές PCB/PCBA μπορούν να μετατρέψουν αυτόν τον πίνακα σε έναν επαναλήψιμο σταθμό παραγωγής. Οι βλάβες θα πρέπει να καταγράφονται ανά υποδοχή, λειτουργία ελεγκτή, διαδρομή τροφοδοσίας, κατάσταση υλικολογισμικού ή ελάττωμα συναρμολόγησης και όχι σε μία μόνο κατηγορία "αποτυχίας δοκιμής RAID".

Κυκλοφορήστε το προϊόν RAID ως ελεγχόμενο σύστημα, όχι ως τρεις ανεξάρτητες πλακέτες

Εάν η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του ελεγκτή, το backplane και η μπροστινή πλακέτα/η πλακέτα τροφοδοσίας κυκλοφορήσουν ξεχωριστά, η προμήθεια εξακολουθεί να χρειάζεται έναν πίνακα συμβατότητας. Η πιλοτική παραγωγή θα πρέπει να επιβεβαιώνει τις ακριβείς αναθεωρήσεις της πλακέτας, το προγραμματισμένο υλικολογισμικό, το υλικό ρύθμισης λειτουργίας και το σετ καλωδίων που αποτέλεσαν το αποδεκτό σύστημα. Η επιθεώρηση πρώτου αντικειμένου μπορεί να καταγράψει αυτήν τη γραμμή βάσης πριν από την επαναλαμβανόμενη παραγωγή, έτσι ώστε μια μεταγενέστερη αλλαγή υλικού ή αναθεώρησης να μην δημιουργήσει μια μη τεκμηριωμένη διαμόρφωση RAID.

RFQ και έλεγχος επαναλαμβανόμενης παραγωγής

Για έναν κατασκευαστή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος περιβλήματος RAID , η RFQ θα πρέπει να περιλαμβάνει αρχεία κατασκευής πλακέτας ελεγκτή και backplane, εγκεκριμένο BOM, σχέδια συνδετήρων, μηχανισμούς περιβλήματος, αρχεία υλικολογισμικού/ρύθμισης παραμέτρων, σύνολο μονάδων δίσκου-στόχου, υποθέσεις τροφοδοτικού και τον πίνακα παραλλαγών/δοκιμών. Αυτό επιτρέπει στην DFM να ​​εντοπίζει προβλήματα στοίβαξης, σύνδεσης, πάνελ, συγκόλλησης και στερέωσης πριν από την αγορά υλικού.

Σχετικές οικογένειες προϊόντων αποθήκευσης

Μετά το NPI, κλειδώστε το αποδεκτό ζεύγος ελεγκτή/backplane, τη στοίβα PCB, το εγκεκριμένο BOM, το υλικολογισμικό, τη διάταξη δοκιμής, τις αναφορές μονάδων δίσκου και τα μηχανικά κριτήρια. Η συναρμολόγηση PCB επανάληψης/όγκου θα πρέπει να αναπαράγει αυτήν την αρχική τιμή αντί να επαναπροσδιορίζει τη διαμόρφωση σε κάθε παρτίδα.