硬件选型
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简要描述gpio的配置步骤GPIO(General Purpose Input/Output)是一种常见的外部设备接口,用于将数字信号引出到可以连接其他设备的引脚。
在很多嵌入式系统中,GPIO接口是非常重要的,它可以与各种传感器、执行器和其他外围设备进行通信。
本文将简要描述GPIO的配置步骤。
1.硬件选型:在使用GPIO之前,首先需要确定所需的硬件选型。
选型过程中需要考虑的因素包括GPIO的数量、电压需求、输入/输出电流能力、支持的通信协议等。
2.建立电路连接:根据硬件选型结果,将选定的GPIO引脚与所需的设备进行物理连接。
连接过程中需要注意引脚的电压、电流限制,并确保正确连接。
3.确定引脚功能:每个GPIO引脚都可配置为输入或输出。
在使用GPIO之前,需要确定每个引脚的功能,即是作为输入还是输出。
4.配置输入引脚:如果一些引脚需要作为输入,需要配置输入模式并设置输入电平的触发条件。
触发条件可以是上升沿、下降沿、边沿触发等。
5.配置输出引脚:如果一些引脚需要作为输出,首先需要配置输出模式。
然后可以通过控制输出的高低电平来与其他设备进行通信。
6.编程控制:一旦GPIO引脚的功能和模式设置完成,就可以通过编程控制GPIO引脚的输入和输出了。
编程语言和平台不同,控制GPIO的方式也有所不同。
在Linux系统中,可以使用sysfs接口或Linux内核提供的GPIO子系统进行控制。
在嵌入式系统中,可以通过寄存器操作控制GPIO引脚。
7.读取输入:如果一个GPIO引脚被配置为输入,可以通过编程方式读取该引脚的输入电平。
根据读取的值,可以采取相应的操作。
8.设置输出:如果一个GPIO引脚被配置为输出,可以通过编程方式设置该引脚的输出电平。
根据设置的值,可以控制相应的设备进行操作。
9.设置中断:GPIO引脚支持中断功能,可以在引脚状态发生变化时触发中断。
通过设置中断,可以实现异步通信和事件驱动。
10.调试和测试:在配置和使用GPIO期间,可能会出现一些问题。
主要软硬件选型原则和详细软硬件配置清单5.12.1软硬件选型原则软件选型原则:开放性,对称性与非对称处理,异种机互联能力,目录及安全服务的支持能力,应用软件的支持能力,网管能力,性能优化和监视能力,系统备份/恢复支持能力。
硬件选型原则:系统的开放性,系统的延续性,系统可扩展性,系统的互连性能,应用软件的支持,系统的性价比,生产厂商的技术支持,可管理性(同事管理多处工作,消除问题,智能管理的方法),远程管理,状况跟踪,预故障处理,性能监控,安全管理,可用性,磁盘故障,内存问题,容错性(冗余组件、自动服务器恢复,冗余网卡,冗余CPU电源模块,双对等PCI总线)及平台支持5.12.2软硬件配置清单参考《附表》中的项目软硬件配置清单。
机房及配套工程建设方案使用目前已经建设好并正在使用的机房,不需要重新建设。
3.4.2性能需求3.4.1.交易响应时间交易响应时间指完成目标系统中的交互或批量业务处理所需的响应时间。
根据业务处理类型的不同,可以把交易划分为三类:交互类业务、查询类业务和大数据量批处理类业务,分别给出响应时间要求的参考值,包括峰值响应时间、平均响应时间。
1、交互类业务日常交易指传统的大厅交互业务,如申报、发票销售、税务登记等,具有较高的响应要求。
批量交易指一次完成多笔业务处理的交易,如批量扣缴等,由于批量交易的数据量不确定,需要根据具体的情况确定响应时间。
表 3-1 交易类业务复杂性与响应时间关系表业务复杂性平均响应时间参考值平均响应时间峰值响应时间( 秒)参考值(秒)参考值(秒)-提交过程-交互过程日常交易4-18专网报税4-25电话报税4-25网上交易4-25批量交易视提交数据量、业务处理量而定备注:以上交易如果涉及与税务-国库-银行或税务-银行-国库交互的,响应时间参考值中均包含交互的时间2、查询类业务如登记资料查询、申报表查询等。
查询业务由于受到查询的复杂程度、查询的数据量大小等因素的影响,需要根据具体情况而定,在此给出一个参考范围。
主要软硬件选型原则和详细软硬件配置清单5.12.1软硬件选型原则软件选型原则:开放性,对称性与非对称处理,异种机互联能力,目录及安全服务的支持能力,应用软件的支持能力,网管能力,性能优化和监视能力,系统备份/恢复支持能力。
硬件选型原则:系统的开放性,系统的延续性,系统可扩展性,系统的互连性能,应用软件的支持,系统的性价比,生产厂商的技术支持,可管理性(同事管理多处工作,消除问题,智能管理的方法),远程管理,状况跟踪,预故障处理,性能监控,安全管理,可用性,磁盘故障,内存问题,容错性(冗余组件、自动服务器恢复,冗余网卡,冗余CPU电源模块,双对等PCI总线)及平台支持5.12.2软硬件配置清单参考《附表》中的项目软硬件配置清单。
机房及配套工程建设方案使用目前已经建设好并正在使用的机房,不需要重新建设。
3.4.2 性能需求3.4.1. 交易响应时间交易响应时间指完成目标系统中的交互或批量业务处理所需的响应时间。
根据业务处理类型的不同,可以把交易划分为三类:交互类业务、查询类业务和大数据量批处理类业务,分别给出响应时间要求的参考值,包括峰值响应时间、平均响应时间。
1、交互类业务日常交易指传统的大厅交互业务,如申报、发票销售、税务登记等,具有较高的响应要求。
批量交易指一次完成多笔业务处理的交易,如批量扣缴等,由于批量交易的数据量不确定,需要根据具体的情况确定响应时间。
表3-1 交易类业务复杂性与响应时间关系表备注:以上交易如果涉及与税务-国库-银行或税务-银行-国库交互的,响应时间参考值中均包含交互的时间2、查询类业务如登记资料查询、申报表查询等。
查询业务由于受到查询的复杂程度、查询的数据量大小等因素的影响,需要根据具体情况而定,在此给出一个参考范围。
如有特殊要求,可以在具体开发文档中单独给出响应时间要求。
表3-2 查询类业务复杂性与响应时间关系表备注:业务处理过程的交互操作的响应时间参见上面交互类业务的相关指标。
整个系统的硬件具高成熟度、高稳定度、高安全性、高集成度特性。
板集成度很高,采用14层的PCB。
PCB使用等级为FR-阻燃材料制成。
为确保系统的稳定性,选用芯片都采用业界成熟稳定的芯片,主芯片信息介绍如下:CPU芯片采用飞思卡尔公司的MPC 8548,MPC8548它基于Freescale(飞思卡尔)的PowerPC架构的PowerQuicc III处理器,同时兼容MPC8548E,MPC8547E、PC8545E、MPC8543E系列处理器,其强大的处理能力特别适合于高速低时延的处理。
基本特性如下:(1)处理器:Freescale PowerQuiccIII MPC8548E、MPC8547E、MPC8545E、MPC8543E系列处理器,最高频率1.5GHz(2)内存:最高2GByte DDR2 SDRAM(3)Flash:最高512KByte + 64MByte*2 + 1GByte。
支持从表贴大Flash直接启动以支持抗震指标基带芯片采用德州仪器(TI)的TMS320TCI6487,6487是并行频率高达3.6 GHz 的三核数字信号处理器,它完美结合了功能强大的软件库,全面优异的性能足以满足TD-SCDMA/TD-LTE 等复杂基带算法要求。
基本特性如下:(1)TCI6487 包括三个运行频率均为1.2 GHz 的DSP 内核。
(2)每个内核都拥有自己专用的1 Mb L2、32k L1 数据以及程序高速缓存,从而不仅可最大限度地减少片外存储器存取,还能实现高效率的软件架构。
(3)TI 简单易用的高效率编译器工具可显著节约开发与测试最新软件特性所需的时间。
(4)TCI6487 包含额外的高性能加速器和外设接口,并为蜂窝式基础局端产品进行了优化。
TI DSP 高度的灵活性与优异的简单易用性非常适用于多标准设计,也能作为多种目标设计的核心技术。
(5)除LTE 软件库之外,TI 还针对WiMAX 和WCDMA 提供了优化库,可进一步支持多标准开发。
嵌入式系统设计中的软件架构与硬件选型嵌入式系统是以特定应用为目的而设计的硬件和软件集成。
在现代工业中,嵌入式系统扮演着越来越重要的角色。
它们在各种设备中使用,包括手机、车载系统、智能家居、医疗设备等等。
在嵌入式系统设计过程中,软件架构和硬件选型是两个至关重要的环节。
本文将探讨这两个环节在嵌入式系统设计中的作用以及如何在实际应用中进行选择和优化。
一、软件架构软件架构是指在嵌入式系统中进行软件设计时所采用的模式。
它是设计与实现之间的框架,是一个系统的基础。
在软件架构中,包括一系列的组件和它们之间的关系。
不同的软件架构有不同的优劣,因此在选择软件架构时需要根据具体应用场景进行选择。
1.1 单处理器架构单处理器架构是最基础的软件架构。
在这种架构中,所有的应用程序都运行在同一个处理器上。
这种架构的优点是简单易懂,易于调试。
同时因为只需要单个处理器,成本较低。
然而,这种架构也有其局限性,最大不足之处在于它无法满足高要求的性能。
1.2 多处理器架构多处理器架构是指多个处理器或者单个处理器上的多个内核同时运行不同的应用程序。
这种架构的好处是能够提高系统的性能和可靠性。
多处理器架构可以将计算任务分配给多个处理器处理,从而提高处理速度。
1.3 分布式系统架构分布式系统架构是指多个计算机相互协作完成一个任务。
这种架构的好处是可以将系统的负载分散到多个计算机中,从而提高系统的性能和可靠性。
分布式系统架构也可以提高系统的可扩展性,因为可以动态添加或删除计算机以适应更大的负载。
二、硬件选型硬件选型是指根据嵌入式系统的具体需求来选择合适的硬件平台。
通常涉及到芯片类型、模块化装配和接口等方面。
硬件选型的质量直接关系到嵌入式系统的性能和稳定性。
2.1 芯片类型选择芯片类型是硬件选型中最重要的部分,因为它直接关系到系统性能和功耗等方面。
当选择芯片时,需要考虑以下几个方面:处理器速度:选择正确的处理器速度对于性能和功耗的平衡非常重要。
S7-200SMART硬件介绍及选型 S7-200 SMART ⾯板介绍:CPU本体集成PROFINET接⼝:程序上传、下载、通讯;通讯状态指⽰灯:通讯硬件连接正常时,LINK灯常亮,Rx/Tx闪烁;CPU运⾏状态指⽰灯:RUN,运⾏模式;STOP,停⽌模式;ERROR,报警错误;RS-458接⼝:本体集成RS485接⼝,可实现RS485通讯;信号板:对于少量I/O点的信号扩展,同时不占⽤空间;输⼊接线端⼦:输⼊部分接线,端⼦可拆卸;输⼊状态指⽰灯:当有输⼊信号时,对应的指⽰灯会点亮;输出状态指⽰灯:当有输出信号时,对应的指⽰灯会点亮;输出接线端⼦:输出部分接线,端⼦可拆卸;通⽤Micro SD 卡槽:⽀持程序下载和固件版本更新扩展模块接⼝:插针式连接,可扩展模块S7-200 SMART CPU型号介绍CPU 型号分析:S:标准型CPU,可扩展模块和信号板,最多6个扩展模块和1个信号板C:经济型CPU,不可扩展模块和信号板T:晶体管输出:24VDC供电,电⼦电路,响应速度快,最快可达100KHz,带负载能⼒弱R:继电器输出:220VAC供电,机械结构,有机械寿命,响应速度慢,带负载能⼒强20/30/40/60:CPU本体输⼊输出点总和,输⼊输出⽐例按3:2分配S7-200 SMART 信号板介绍标准型的CPU可扩展⼀个信号板模块,对于少量数字量或者少量模拟量采集可使⽤信号板扩展,信号板还可以扩展⼀个通信模块,⽤于RS485或者RS232通讯,还可添加⼀个电池信号板,可⽤于PLC 时钟保持S7-200 SMART 扩展模块介绍标准型的CPU最多可扩展6个扩展模块,可扩展数字量、模拟量以及热电阻/热电偶模块,⽤户可根据⾃⼰需求购买对应模块。
关键设备选型与配置要点在进行关键设备选型和配置时,需要考虑到设备的性能、功能、可靠性以及与系统其他部分的兼容性等多个因素。
本文将从硬件和软件两个方面介绍关键设备选型和配置的要点。
一、硬件选型和配置1. 设备性能要求:根据系统需求,选择性能合适的设备,包括处理器、内存、存储等。
需考虑设备是否能满足系统的计算、存储和传输要求。
2. 设备可靠性要求:对于关键设备,可靠性是非常重要的指标。
选择具备高可靠性的设备,如使用高品质的组件和器件,具备故障自修复功能等。
3. 设备兼容性要求:在选择设备时,需要考虑其与系统其他部分的兼容性。
确保设备能够与其他设备、操作系统以及网络环境等正常配合工作。
4. 设备扩展性要求:对于可能需要扩展的系统,选择具备良好扩展性的设备,以便在未来升级和扩展时无需大规模更换设备。
5. 设备接口要求:根据系统需求选择设备接口类型,如USB、HDMI、以太网等。
确保设备能够与其他设备进行正常连接和通信。
6. 设备功耗要求:对于一些需要长时间运行或在电力供应受限的环境中使用的设备,选择低功耗设备以提高能效和延长设备寿命。
二、软件选型和配置1. 操作系统选择:根据系统需求选择合适的操作系统,如Windows、Linux等。
需考虑其对硬件的支持程度、稳定性、安全性以及易用性。
2. 设备驱动程序:选择设备所需驱动程序的版本和稳定性,确保设备能够正常工作并与其他系统部分协同操作。
3. 系统安全性要求:在设备选型和配置过程中要考虑系统的安全性需求,如防火墙、加密功能等。
选择具备较高安全性的设备和软件。
4. 系统更新和维护:选择具备良好系统更新和维护支持的设备和软件,以确保系统能够及时升级、修复漏洞和保持稳定运行。
5. 用户界面需求:根据系统用户的需求选择合适的用户界面,如图形界面(GUI)或命令行界面(CLI)。
确保用户能够方便地操作设备和软件。
6. 数据处理和分析需求:根据系统的数据处理和分析需求选择合适的软件,如数据库管理系统、数据分析工具等。
嵌入式系统中的硬件模块选型与接口设计嵌入式系统的设计过程中,硬件模块选型和接口设计是至关重要的步骤。
硬件模块的选型决定了嵌入式系统的功能和性能,而接口设计则决定了模块之间的通信和数据交换方式。
在本文中,我们将探讨嵌入式系统中的硬件模块选型与接口设计的方法和注意事项。
1. 硬件模块选型在选择硬件模块时,需要考虑系统的需求和性能要求。
以下是一些常见的硬件模块及其选型方向。
处理器和微控制器:选择适合项目需求的处理器或微控制器非常重要。
需要考虑处理器的性能、功耗、支持的外设接口等因素。
如果需要高性能计算,可以选择性能强大的处理器。
如果对功耗有严格要求,可以选择低功耗的微控制器。
存储器:存储器的选择主要包括闪存、RAM和EEPROM。
闪存适合用于存储程序代码和数据,RAM适合用于临时存储数据,而EEPROM适合用于存储持久性数据。
根据系统的存储需求,选择合适的存储器容量和类型。
通信模块:根据系统需要进行通信的类型和方式,可以选择不同的通信模块。
常见的通信模块包括Wi-Fi、蓝牙、以太网、CAN总线等。
根据系统的通信需求和通信距离,选择适合的通信模块。
传感器和执行器:根据系统的功能需求,选择合适的传感器和执行器非常重要。
例如,如果需要监测温度和湿度,可以选择温湿度传感器。
如果需要控制电机,可以选择合适的电机驱动器。
2. 硬件接口设计硬件接口设计是模块之间相互连接和通信的基础。
以下是一些常见的硬件接口设计考虑因素。
物理接口:在设计硬件接口时,首先需要考虑物理接口的类型和规范。
例如,常见的物理接口包括USB、UART、SPI和I2C接口等。
选择合适的物理接口是确保模块之间可靠连接和通信的关键。
电源和信号电平:在接口设计中,需要考虑电源和信号电平的匹配。
确保模块之间的电源和信号电平兼容并正确连接。
如果信号电平不匹配,可能导致通信错误或模块损坏。
数据传输速率:根据系统的要求和通信模块的能力,选择合适的数据传输速率。
1.1主要软硬件选型原则和软硬件配置清单
1.1.1主要软硬件选型原则
主机服务器系统选型应遵守如下原则:
✓系统设计的科学性、准确性和先进性
设计具有科学性、准确性和先进性。
✓满足功能要求的系统性和实用性
具有一致性和互换性,使系统具有良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。
✓设备的可靠性和服务保障
选用主机平台支持高可用集群技术,产品在全国承诺享有1年的免费保用,并在国内各地建立有完善的技术服务网络,为客户提供及时有效的服务。
✓系统配置的经济性
✓开放性
用户可移植性
应用可移植性
相互可操作性
✓可扩展性
由于电信业务的发展非常迅速,要求服务器系统具有较强的性能扩充能力,应支持如下升级途径:原机扩充(内存、硬盘扩大)、纵向升级(升级CPU)、横向升级(增加CPU个数)、增加节点数目。
1.1.2硬件配置清单
1.1.3药械检验检测硬件系统配置清单。
ARM嵌入式系统硬件选型ARM RISC架构微处理器ARM公司(Advanced RISC Machines Limited)正式成立于1990年。
在1985年4月26日,第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生(在美国VLSI公司制造)。
目前,ARM架构处理器已在高性能、低功耗、低成本的嵌入式应用领域占据领先地位。
ARM公司在全世界9个国家和地区(中国台湾)设有分公司,中国分公司位于上海。
ARM公司是嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商。
ARM将其技术授权给世界上许多领先的半导体系统厂商、实时操作系统开发商、电子设计自动化和工具供应商、应用软件公司、芯片制造商和设计。
利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
目前世界前5大半导体公司全部使用了ARM的技术授权,而前10大半导体公司中有9家,前25大半导体公司中有23家都采用了ARM的技术授权,全世界有70多家公司生产ARM芯片。
基于ARM技术的处理器已经占据了32位RISC芯片75%的市场份额。
随着ARM/MIPS/ARC等成熟内核的推出,很多过去没有32位cpu研发能力的半导体公司进入这一行列。
授权方面,ARM7已经发出了70多个,ARM9为40多个,最新的ARM11的客户有TI、Qualcomm和LSI。
ARM自成立中国公司以来,积极拓展业务,已经同中芯国际、中兴集成、上海华虹等公司签署了ARM授权,并积极与中国大学合作,向大学提供技术支持和免费的开发工具。
东南大学已成为中国大陆首家通过ARM大学计划获得ARM7TDMI内核授权的学府。
同时,东南大学计划组建一个ARM-东南大学系统级芯片实验室。
美国高通(Qualcomm)公司在前不久公布了下一代手机基带芯片开发计划,加紧与德州仪器争夺CDMA手机芯片市场。
据高通透露,这些新型的芯片集成了两个DSP和两个ARM处理器,预计在2004年出货,以期在CDMA 1xEV-DV芯片市场打败刚进入该市场的德州仪器。
服务器硬件方案一、服务器硬件选型在进行服务器硬件选型时,需要综合考虑服务器的用途、性能需求、可靠性需求、扩展性需求以及成本预算等因素。
下面针对这些方面进行详细的说明。
1. 服务器用途在选择服务器硬件方案之前,首先需要明确服务器的用途,是用于网络应用服务器、数据库服务器还是文件服务器等。
不同的用途对服务器的性能需求有着不同的要求,需要选择相应的硬件来满足这些需求。
2. 性能需求在进行服务器硬件选型时,需要明确服务器的性能需求,主要包括处理能力、存储能力和网络带宽等方面。
处理能力主要指CPU的性能,可以根据需要选择多核的CPU来提高处理能力。
存储能力主要指硬盘的容量和性能,可以选择高容量的硬盘和支持RAID技术的硬盘阵列来提高存储能力和可靠性。
网络带宽主要指网卡的速度,可以选择支持千兆以太网的网卡来提高网络传输速度。
3. 可靠性需求在选择服务器硬件方案时,可靠性是一个非常重要的因素。
高可靠性的硬件设计可以减少服务器故障的概率,并且可以提供快速的故障恢复能力。
在选择服务器硬件时,可以选择具有冗余设计的硬件,比如多个电源、多个风扇和多个硬盘等,以及支持热插拔和热备份的硬件。
此外,还可以选择支持硬件监控和远程管理功能的硬件,以及具有高可靠性的操作系统和应用软件。
4. 扩展性需求如果服务器有扩展需求,比如需要增加CPU、内存或硬盘等,那么选择具有良好扩展性的硬件非常重要。
在选择服务器硬件时,可以选择具有多个插槽和插槽支持的硬件,以及支持热插拔和热备份的硬件。
此外,还可以选择支持扩展卡和扩展接口的硬件,以满足未来的扩展需求。
5. 成本预算在进行服务器硬件选型时,需要合理控制成本,并且根据需求选择合适的硬件配置。
可以选择价格相对较低的服务器硬件,比如选择普通的服务器主板和普通的服务器机箱等。
此外,还可以选择适当降低硬件的配置,比如选择低功耗的CPU、容量适中的硬盘和内存等。
二、服务器硬件配置建议在进行服务器硬件配置时,可以参考下面的硬件配置建议。
5.12主要软硬件选型原则和详细软硬件配置清单5.12.1软硬件选型原则软件选型原则:开放性,对称性与非对称处理,异种机互联能力,目录及安全服务的支持能力,应用软件的支持能力,网管能力,性能优化和监视能力,系统备份/恢复支持能力。
硬件选型原则:系统的开放性,系统的延续性,系统可扩展性,系统的互连性能,应用软件的支持,系统的性价比,生产厂商的技术支持,可管理性(同事管理多处工作,消除问题,智能管理的方法),远程管理,状况跟踪,预故障处理,性能监控,安全管理,可用性,磁盘故障,内存问题,容错性(冗余组件、自动服务器恢复,冗余网卡,冗余CPU电源模块,双对等PCI总线)及平台支持5.12.2软硬件配置清单参考《附表》中的项目软硬件配置清单。
5.13机房及配套工程建设方案使用目前已经建设好并正在使用的机房,不需要重新建设。
3.4.2性能需求3.4.1.2.1交易响应时间交易响应时间指完成目标系统中的交互或批量业务处理所需的响应时间。
根据业务处理类型的不同,可以把交易划分为三类:交互类业务、查询类业务和大数据量批处理类业务,分别给出响应时间要求的参考值,包括峰值响应时间、平均响应时间。
1、交互类业务日常交易指传统的大厅交互业务,如申报、发票销售、税务登记等,具有较高的响应要求。
批量交易指一次完成多笔业务处理的交易,如批量扣缴等,由于批量交易的数据量不确定,需要根据具体的情况确定响应时间。
响应时间参考值中均包含交互的时间2、查询类业务如登记资料查询、申报表查询等。
查询业务由于受到查询的复杂程度、查询的数据量大小等因素的影响,需要根据具体情况而定,在此给出一个参考范围。
如有特殊要求,可以在具体开发文档中单独给出响应时间要求。
标。
3、大数据量、批处理业务如会计核算等业务处理,该类业务具有处理复杂、操作数据量大、处理时间长的特点,具体的响应时间在开发文档中给出。
3.4.1.2.2可靠性系统应保证在正常情况下和极端情况下业务逻辑的正确性。
100KW光伏逆变器硬件选型方案介绍建议选择1200V IGBT双管,构成100KW的总功率输出。
单台100KW逆变器设计IGBT:选择FF600R12IE4 (3支)驱动器:2SP0320T2A0-FF600R12IE4 (3支) 与IGBT行程一对一连接母线电容根据贵司的设计需求,推荐EPCOS金膜电容产品:金膜电容B25620-B0158-K882 880V/1500uF, 85度/100,000H, 116*173建议使用4并联进行,无需均压处理按照贵司给定的开关频率5000Hz,输出电流150A、调制比0.85、功率因数0.98,母线电压650Vdc,输出电压380Vac,最高使用环境温度50度进行仿真计算,结果如下:图一IGBT模块内部温度分布图假定选定的散热器Rch=0.044k/w的前提下,当输出电流150A时,IGBT的最大结温为70.6度,IGBT的壳温为62.3度,散热器的温度为60.2度。
图二IGBT结温温度纹波图图二表明,在给定工作条件下,IGBT结温的最大结温,最小结温分别是70.6度和67.9度,温度纹波为2.8度。
图三IGBT损耗结果图三,表示IGBT模块在给定工作条件下,最终的损耗为:230.3W。
其中IGBT的通态损耗为66.1W,开关损耗为86.6W,反并联二极管的通态损耗为14.2W,开关损耗为59.3W,IGBT 内部焊线的损耗为4.22W。
因此,三相逆变器总的损耗P=6*230.3=1381.8W.在输出150A电流时,IGBT的最大结温小于150度,满足使用要求。
说明:实际上许多厂家的并网逆变器采用有并网变压器和无并网变压器并网两种模式,因为无变压器对的输出电压小,对逆变器输出电流的能力较强,因此,仅以无并网变压器为列,逆变器输出电压270V,经过三角转星型变压器转换成380V然后并网。
国家标准考虑的电网波动范围为(-10%~7%),最小持续时间10s,因此并网时候,需要考虑10%的过载情况。
(四)硬件选型方案服务器市场在系统架构上形成了两大阵营:RISC和CISC(IA)。
RISC架构的服务器以其强大的并行处理能力和高稳定性是政府和企业在数据平台构建上的首选,但价格昂贵,IA架构服务器同时以较强的系统性能、合适的价位赢得了广大政府和企业用户的青睐。
根据清远中小企业信息化公共服务平台的应用和扩展性考虑,服务器使用IBM IA架构的服务器来作为数据平台方案。
IA架构的服务器从机箱结构上分为塔式和机架式,机架式服务器主要应用于ASP/ICP等需要大量服务器集中存放、集中管理的场合,塔式服务器主要应用于分布计算的场合。
针对清远中小企业服务平台的应用环境,选择基于IA架构的机架式服务器以及基于稳定商业计算平台的IA架构的服务器作为硬件选型。
由于清远中小企业信息化公共服务平台由WEB服务器和后台的大型关系数据库服务器组成,因此选用PC服务器可以考虑LINUX和NT系统平台,选择LINUX 操作系统做为WEB服务器的操作系统,选择微软的Windows 2003 Server操作系统作为数据库服务器的操作系统,Windows2003 Server上具有大量的应用软件供客户选择,同时具有IA架构平台上的开发优势,易于管理操作,但易占内存和耗费资源。
选用2台IBM公司高性能的1路基于Intel 处理器的服务器IBM xSeries 345服务器和1台第三方磁盘阵列智能柜以双机集群热备方式作为WEB服务器。
选用2台IBM公司高性能的2路基于Intel 处理器的服务器IBM xSeries 360服务器和1台第三方磁盘阵列智能柜以双机集群热备方式作为数据库服务器。
具体配置如下:WEB服务器:2台IBM X345数据库服务器,各配置1G内存、Xeon2.8G CPU,36G硬盘各1个,网卡各1块;1台磁盘阵列柜配置3块36G硬盘。
数据库服务器: 2台IBM X360数据库服务器,各配置2G内存、双路Xeon2.0G CPU,36G硬盘各1个,网卡和1块;1台磁盘阵列柜配置5块146G硬盘。
(五)操作系统选型目前四种主流操作系统是Linux、Unix、Windows NT/Windows 7/XP、NetWare,其中NetWare目前主要用在证券行业;Unix一向以极高的稳定性和可靠性著称,应用范围比较广,但主要是行业性应用,比如金融、政务,大型企业;Linux由于具有Unix的特性,又是共享软件,所以在政府和中小型企业中得到越来越广泛的应用,并且逐渐为大型企业、ISP/ICP等认识,但是由于应用的缺乏,使得Linux主要应用于web/mail/ftp等服务;Windows NT以其直观的图形界面、方便的操作赢得了越来越多的企业用户,但稳定性和可靠性不如Unix和Linux,随着windows XP、windows 7的推出,Windows系统已经进入大型的行业性应用。
操作系统的选用主要根据选用的应用开发平台和服务器硬件平台相结合考虑,根据选型不同,应用架构不同,操作系统的选择也不同。
(六)集群系统实现方案1、构建集群系统的原则集群与管理资源需求大,运行关键任务的政府和企业级环境对集群很感兴趣,因为它们不能承担意外停机造成的损失。
服务器集群十分复杂,而复杂的技术又往往会引入许多人为的错误,因此系统应有网络资源管理、系统监测管理,并具有可以简化管理过程的工具。
把集群仅仅视为单一系统或把它仅仅视为分立的服务器,持这两种观点的系统和网络管理软件是不能胜任工作的。
对服务器集群的有效管理需要集成上述两种观点,当观察集群上运行的一个应用程序时,需要单一系统观点;另一方面,试图区分、定位一个出错部件时,又需要分立服务器观点。
如果管理系统不能提供必须的监测及管理能力,那么服务器集群是不能在重要的应用环境中投入使用的。
集群与成本并不是所有的服务器安装都需要或能支付的起集群提供的系统级冗余。
因此需要对比一下是系统发生故障所造成的损失大,还是购买及管理一个集群系统的费用高,使配置从集群中获益。
当系统发生故障时,企业会遭受直接和间接的双重损失。
举例来说,直接损失包括因订购信息丢失而失掉的收益;间接损失也许得包括当系统最终恢复时为处理订购而必须付出的加班费。
这两个例子正好也是另外一种区分标准下的两类损失:与内部人员相关的损失(服务器停机时无事可作);一类是与外界客户相关的损失(失去业务)。
必须考虑两种类型的损失。
高可用性集群涉及计划内与计划外停机。
例如,当系统管理员要进行备份或其它系统服务时,他可以把这一活动定在某个时间进行,对最终用户的损害要小得多。
有时,系统处于运行状态,比如说计算机24X7,而系统管理员却要执行上述任务。
在这种情况下,大多数集群系统允许管理员把关键任务转移到另外一个节点上,进行系统备份;而此时用户仍然可以使用应用程序。
计划外停机被定义为无法预知的停机,比如系统挂起或硬件故障。
集群软件将检查故障并把应用程序移到替换服务器上,对用户的影响减少到最小。
一个非集群系统由于计划外、计划内停机所造成的损失,在进行集群方案评估时,也必须被引入考虑。
服务与支持在企业级环境中,为达到高可用性,仅仅正确选择软件、硬件是不够的。
我们已经触及到了必须的一些物理与结构上的变化;其实能得到适当的咨询与支持同样十分重要。
当系统已经建好并投入运行后,得到合理的服务十分关键;而在计划阶段就向专家进行咨询,则是获得长期成功的重要保证。
技术架构:有一种常见的方法可以大幅提高服务器的安全性,这就是集群。
2、集群的基本概念Cluster集群技术可如下定义:一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统,并以单一系统的模式加以管理。
此单一系统为客户工作站提供高可靠性的服务。
大多数模式下,集群中所有的计算机拥有一个共同的名称,集群内任一系统上运行的服务可被所有的网络客户所使用。
Cluster必须可以协调管理各分离的组件的错误和失败,并可透明地向Cluster中加入组件。
一个Cluster包含多台(至少二台)拥有共享数据存储空间的服务器。
任何一台服务器运行一个应用时,应用数据被存储在共享的数据空间内。
每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在其各自的本地储存空间上。
Cluster内各节点服务器通过一内部局域网相互通讯。
当一台节点服务器发生故障时,这台服务器上所运行的应用程序将在另一节点服务器上被自动接管。
当一个应用服务发生故障时,应用服务将被重新启动或被另一台服务器接管。
当以上任一故障发生时,客户将能很快连接到新的应用服务上。
3、集群的硬件配置镜像服务器双机集群中镜像服务器双机系统是硬件配置最简单和价格最低廉的解决方案,通常镜像服务的硬件配置需要两台服务器,在每台服务器有独立操作系统硬盘和数据存贮硬盘,每台服务器有与客户端相连的网卡,另有一对镜像卡或完成镜像功能的网卡。
镜像服务器具有配置简单,使用方便,价格低廉诸多优点,但由于镜像服务器需要采用网络方式镜像数据,通过镜像软件实现数据的同步,因此需要占用网络服务器的CPU及内存资源,镜像服务器的性能比单一服务器的性能要低一些。
有一些镜像服务器集群系统采用内存镜像的技术,这个技术的优点是所有的应用程序和网络操作系统在两台服务器上镜像同步,当主机出现故障时,备份机可以在几乎没有感觉的情况下接管所有应用程序。
因为两个服务器的内存完全一致,但当系统应用程序带有缺陷从而导致系统宕机时,两台服务器会同步宕机。
这也是内存镜像卡或网卡实现数据同步,在大数据量读写过程中两台服务器在某些状态下会产生数据不同步,因此镜像服务器适合那些预算较少、对集群系统要求不高的用户。
双机与磁盘阵列柜与镜像服务器双机系统相比,双机与磁盘阵列柜互联结构多出了第三方生产的磁盘阵列柜,目前,豪威公司、精业公司等许多公司都生产有磁盘阵列柜,在磁盘阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡,阵列柜可以直接将柜中的硬盘配置成为逻辑盘阵。
磁盘阵列柜通过SCSI电缆与服务器上普通SCSI卡相连,系统管理员需直接在磁盘柜上配置磁盘阵列。
双机与磁盘阵列柜互联结构不采用内存镜像技术,因此需要有一定的切换时间(通常为60——180秒),它可以有郊的避免由于应用程序自身的缺陷导致系统全部宕机,同时由于所有的数据全部存贮在中置的磁盘阵列柜中,当工作机出现故障时,备份机接替工作机,从磁盘阵列中读取数据,所以不会产生数据不同步的问题,由于这种方案不需要网络镜像同步,因此这种集群方案服务器的性能要比镜像服务器结构高出很多。
双机与磁盘阵列柜互联结构的缺点是在系统当中存在单点错的缺陷,所谓单点错是指当系统中某个部件或某个应用程序出现故障时,导致所有系统全部宕机。
在这个系统中磁盘阵列柜是会导致单点错,当磁盘阵列柜出现逻辑或物理故障时,所有存贮的数据会全部丢失,因此,在选配这种方案时,需要选用一个品质与售后服务较好的产品。
4、集群的软件配置microsoft的MSCS,也有许多第三方的专业软件公司开发的集群软件,如豪威的DATAWARE,ROSE、VINCA公司的STANDBY ERVER,NSI公司的DOUBLE-TAKE。
5、集群技术的发展趋势集群技术随着服务器硬件系统与网络操作系统的发展将会在可用性、高可靠性、系统冗余等方面逐步提高。
未来的集群可以依靠集群文件系统实现对系统中的所有文件、设备和网络资源的全局访问,并且生成一个完整的系统映像。
这样,无论应用程序在集群中的哪台服务器上,集群文件系统允许任何用户(远程或本地)都可以对这个软件进行访问。
任何应用程序都可以访问这个集群任何文件。
甚至在应用程序从一个节点转移到另一个节点的情况下,无需任何改动,应用程序就可以访问系统上的文件。
在今天,利用服务器的集群技术,通过周密计划和网络维护,系统破坏的机率是非常小的。
所以,企业服务器的稳定必须使用集群技术。
(七)系统构建特点本系统构建具有如下特点:技术领先性:采用业界领先的IBM服务器、千兆以太网技术和主流操作系统。
可扩展性:IBM X345和X360等各方面都为用户提供了足够的系统扩展能力。
高可用性:服务器的多项冗余性和IBM独有的内存等设计,结合RAID技术,为系统和数据提供高可用性;管理性、易用性和可维护性:IBM的现场服务和保修,远程诊断功能提供了可用性。
(八)网络安全及备份方案采用天融信防火墙将服务器置于DMZ区,提高了内部局域网安全性;采用入侵检测系统(IDS)和天融信防火墙联动对黑客的恶意入侵进行主动防御保障WEB 服务器和数据库服务器的安全;内部购置UPS保障网络设备的供电和供电安全、购置磁带机对数据库进行增量备份保障数据的安全、购置网络防病毒软件防止病毒对服务器和工作站产生破坏;建立内部安全、备份系统。
为保障对外服务的安全性和实时性服务器系统采用双机热备。