RASSEGNA TECNOLOGICA


Uso dei dispositivi COTS per ridurre il costo dei sistemi elettronici militari e aerospaziali


Adam Chidley, European Product Manager di Avnet Abacus, illustra alcune considerazioni tecniche da affrontare quando si scelgono dei componenti commerciali (Commercial Off-The-Shelf - COTS) in alternativa ai costosi componenti a qualificazione militare.


introduzione


Negli ultimi anni, la pressione per ridurre i costi da parte dei governi di tutto il mondo, ha comportato una drastica riduzione dei bilanci dedicati alla difesa. L’approvvigionamento di componenti per i sistemi elettronici è un’area in cui i tagli si sono manifestati più pesantemente, soprattutto per quanto riguarda le applicazioni non “mission critical”.


I componenti qualificati per usi militari sono più costosi non solo a causa dei processi di qualificazione più rigorosi e dei cicli di test più approfonditi (spesso ripetuti a limiti parametrici estremi e in condizioni ambientali difficili), ma anche perché devono rispettare norme rigorose stabilite da organismi nazionali o internazionali che definiscono la qualità e altri criteri di prestazioni o di fabbricazione. Il termine COTS (Commercial Off-The-Shelf) si riferisce ad una iniziativa


pensata per offrire ai progettisti di sistemi elettronici militari e aerospaziali l’accesso a soluzioni low cost alternative ai prodotti a specifiche militari. Pur non essendo stati appositamente progettati o qualificati per il mercato militare, questi prodotti possono essere componenti che i costruttori hanno specificato per lavorare su intervalli di temperatura più ampi o con una maggiore tolleranza per i parametri elettrici, come ad esempio la tensione di alimentazione. Recentemente, i progettisti hanno manifestato l’esigenza di disporre di versioni ancora più robuste dei prodotti COTS, per soddisfare condizioni di esercizio legate, per esempio, ad ambienti ad elevata umidità o ad apparati soggetti a urti e vibrazioni di livello estremo. Queste parti, denominate COTS+, continuano a soddisfare i criteri “off-the-shelf” e possono essere selezionate da una linea di prodotti destinati ad altre applicazioni impegnative (ad esempio per il settore automotive), senza assoggettarsi alle qualifiche militari di alta affidabilità. Questo articolo offre una panoramica sugli standard più rilevanti e presenta alcuni esempi di componenti COTS e COTS+ - in particolare elettronici ed elettromeccanici - attualmente a disposizione dei progettisti.


standard e livelli di qualifiCazione: terminologia e definizioni Date le dimensioni e l’importanza della sua industria di difesa, che affonda le radici nel dopoguerra e nell’era della guerra fredda, non è sorprendente scoprire che gli Stati Uniti, attraverso il Dipartimento della Difesa, sono sempre stati in prima linea nella definizione delle norme per il collaudo dei componenti elettronici utilizzati nei sistemi militari. Enti come NASA, ISO, AEC e altri sono anche responsabili di vari standard rilevanti di affidabilità e qualità:


» lo standard MIL-STD-883 definisce metodi, controlli e procedure di collaudo uniformi per i componenti microelettronici per sistemi militari e aerospaziali,


coprendo test ambientali, meccanici ed elettrici. Le procedure definite da questi standard hanno a che fare con il controllo parametrico, il test dei limiti, la qualità e la conformità, l’accettazione dei lotti, l’analisi dei guasti e l’analisi fisica distruttiva (DPA).


» lo standard MIL-STD-202 definisce un altro insieme di metodi di prova comprendente tre classi di test, relativi alle caratteristiche ambientali, fisiche


ed elettriche. www.avnet-abacus.eu 12


Figura 1: Il connettore rinforzato MULTIGIG RT 2-R di TE dispone di un perno di guida in acciaio inox e di un alloggiamento microlavorato per un maggiore allineamento


» TE Connectivity produce versioni immunizzate del suo sistema di intercon- nessione board-to-board modulare, leggero e ad alta velocità: tali versioni


sono utilizzate per gli apparati montati a rack e per i sistemi basati su bus VME. La serie MULTIGIG RT 2-R garantisce una maggiore precisione grazie ai


» ISO 9000 - le norme ISO (International Organization for Standardization) affrontano la gestione e la tutela della qualità. Molti produttori di apparec-


chiature richiedono ai loro fornitori di componenti di essere certificati ISO 9001.


» Lo standard AEC-Q200 è definito dall’AEC (Automotive Electronics Council) e qualifica i componenti elettronici passivi definendo dei requisiti di af-


fidabilità per l’industria automobilistica. Copre il funzionamento ad alta temperatura, la resistenza agli alti livelli di umidità e shock, e i criteri di durata correlati.


» lo standard MIL-DTL-38999 fa parte della serie di norme MIL-DTL per i con- nettori, che illustrano la configurazione (costruzione, dimensioni, metodo di


collegamento, tipo di contatto, ecc) e le prestazioni elettriche/ambientali.


» lo standard MIL-PRF-55365 è una specifica per condensatori chip con dielettrico al tantalio che definisce le prestazioni elettriche (tensione, capac-


ità, tolleranza, resistenza ai picchi) e i livelli di qualità, comprendendo aspetti quali la finitura delle terminazioni.


» lo standard MIL-PRF-55681 è una specifica simile ai requisiti prestazionali di cui sopra, ma che definisce i condensatori a chip con dielettrico in ceramica.


» lo standard MIL-DTL-3786 e le specifiche sottostanti coprono gli interrut- tori rotativi: l’obiettivo è assicurare che soddisfino i requisiti dimensionali,


ambientali ed elettrici. i Componenti Cots dei produttori leader


» La serie di connettori circolari COTS 38999 per PC di Amphenol garantisce la piena compatibilità di accoppiamento con i contatti in standard D38999. La serie, conforme alle caratteristiche elettriche e meccaniche che si ap- plicherebbero a parti completamente qualificate Mil, è realizzata con gli stessi materiali di alta qualità. I connettori sono irrobustiti con una placcatura resistente alla corrosione conforme alla norma RoHS, offrono contatti garan- titi per 500 cicli di accoppiamento e raggiungono una classe protezione a standard IP67 da polvere/infiltrazioni di umidità.


Focus magazine – numero 18


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