如今，國防和航空航天系統集成商面臨著越來越大的進度和預算壓力。雖然新項目的資金更難獲得，但隨著平臺變得更加數字化和傳感器豐富，部署系統的技術要求不斷提高。一個經常被忽視的策略是，在設計過程的早期就讓 COTS 硬件供應商參與進來，它可以顯著幫助系統集成商開發最佳系統解決方案，尤其是在面臨空間、重量和功耗 （SWaP） 限制時。

系統集成商專注于應用領域，通常負責從多個LRU組裝系統解決方案，這些LRU由他們自己或第三方開發。另一方面，COTS 供應商可以在構建這些 LRU 的組件和封裝方法方面提供無與倫比的專業知識。通過讓硬件供應商有機會在設計過程的早期就其設計目標和限制與客戶進行咨詢，他們能夠利用嵌入式電子領域的獨特專業知識。最近的三個設計挑戰提供了很好的例子，說明在嵌入式子系統設計過程的前端與COTS供應商合作如何實現優化設計。

在第一個示例中，客戶需要使用英特爾處理器卡和圖形卡的人機界面 （MMI） 處理系統。MMI子系統將用于顯示從單獨的實時計算機接收的數據，該計算機從發射系統和無線電源信息收集數據。設計目標之一是將 MMI 和實時計算機放在單個 6U 機箱中，因為它們正在共享數據。該平臺有明顯的重量限制，可用空間不多。此外，由于空間和重量限制禁止使用風扇或其他繁瑣的冷卻方法，因此還有嚴格的功率要求。通過對話，COTS工程師清楚地了解了激勵客戶最初設計選擇的限制因素。他們能夠確定一種替代方法，有效地將擬議的基于6U的系統的功能劃分為兩個獨立的3U系統，并為較小的3U MMI系統找到了新位置。重新設計改進了布線，消除了空間問題，并釋放了早期 6U 機箱應駐留的額外空間，從而可以部署其他功能。

在第二個示例中，客戶設計了將LRU部署在高空無人駕駛飛機上，其中四個處理器卡將垂直堆疊在單個機箱中，以減輕多個機箱的重量。到目前為止，重量是最重要的問題。事實上，客戶對平臺上重量的敏感性可以用一個公式來表示，即飛行他們的平臺每盎司需要多少數千美元。同樣，由于重量限制，沒有風扇可以用來冷卻卡。為了使用客戶提出的垂直堆疊方法冷卻模塊，在機箱上增加了相對較重的橫截面，以促進傳導冷卻。該設計的 12 磅重量并不理想，但它實現了模塊垂直堆疊方法，消除了對額外底盤的需求。

在 COTS 工程師了解重量是推動初始系統設計的主要約束因素后，他們能夠提出一種替代的雙機箱解決方案，將整體重量減少 30%，從單個垂直堆疊機箱方法所需的 12 磅減少到兩個獨立填充機箱的總重量 8 磅。

第三個示例顯示了良好的溝通如何產生意想不到的解決方案。客戶正在與 COTS 工程師就一個不相關的項目進行接觸，當時討論導致客戶最近在另一個項目中遇到的挫敗感。對于他們準備部署的圖形密集型應用程序，客戶從 COTS 供應商處確定了所需的卡組。在系統開發期間，這些卡在實驗室中按預期工作，但是當需要打包系統以進行部署時，發現成功冷卻系統非常困難。客戶愿意考慮 COTS 工程師提出的替代卡組，但不確定未經修改的 COTS 模塊是否可以適當冷卻以滿足其特定應用的要求。

如果有機會分析失敗的系統設計并了解所需的功能，COTS工程師能夠提出一種替代的熱管理方法，該方法仍然使客戶能夠使用未經修改的COTS卡解決方案。作為獎勵，替代冷卻方法沒有性能妥協，因此系統可以在最壞的情況下以全部性能運行。使用新卡，COTS 工程師能夠想出一種更好的方法來傳播傳導冷卻卡的熱量，從而消除了卡導軌/機箱壁面接口處的熱瓶頸，并縮短了熱路徑。新方法還涉及重新定位模塊和使用熱界面材料，以最大程度地去除熱量。

將 COTS 供應商的專業知識與客戶的專業知識相結合，通常可以產生一個系統解決方案，優化原始設計并消除可能需要的成本、重量和進度損失。COTS 模塊和集成系統供應商反復看到許多相同的設計問題。因為他們可能已經在早期項目中解決了客戶的特定問題，所以客戶可以從乘數效應中受益。

審核編輯：郭婷