航空航天行业工作站应用---EDA仿真计算工作站篇2014

时间:2014-07-08   来源:   网友评论:0   人气: 3393 作者:

航空航天系统是一个典型的集“高大上”精尖技术于一体的庞大、复杂的行业,相关未来的产品,涉及到总体设计、气动、结构、强度、振动、液压、燃油、环控、救生、电子、电气、仪表、雷达、材料、可靠性研究和信息处理等众多专业技术范畴,西安太阳机电工程有限公司专注于图形工作站应用,从航空航天业的众多应用中去粗取精进行归纳分类,结合当今最先进图形工作站计算架构,给出各个主流应用软件所需要的最佳图形工作站硬件配置方案,下面是本方案主要内容:

(一) 三维图形设计(CAD)工作站应用
1.1 CAD/CAM设计工作站硬件配置方案
1.2 虚拟装配与可视化工作站硬件配置方案
1.3 逆向工程工作站硬件配置方案
 
(二) CAE仿真模拟计算应用
2.1结构仿真计算(隐式)硬件配置推荐
2.2流体仿真计算(显式)硬件配置推荐
 
(三) 电子系统设计与仿真计算(EDA)工作站应用
3.1电子电路系统验证与仿真硬件配置推荐
3.2电磁场仿真计算硬件配置推荐
 
(四) 实时视景仿真/可视化应用
4.1实时主控工作站硬件配置推荐
4.2仪表实时显示计算机配置方案
4.3 视景仿真硬件配置方案
 (1)基于工作站配置方案
(2)基于分布式图形服务器超高分辨率可视化方案
 
(五) 图像处理应用
   5.1 基于CPU计算架构的工作站配置方案
   5.2 基于CPU+GPU计算架构的工作站配置方案
 
 
 
 
本文主要介绍航空航天飞行器设备的电子电路仿真应用中工作站方案
 
(三)EDA仿真计算应用
 
航空航天电子控制系统仿真计算主要涉及:航空航天系统中电子电气设备、控制系统等电路仿真、电磁场仿真计算应用,一方面电子系统中元器件数量大、精度和可靠性高,电路验证和仿真计算量大,另一方面,对复杂电磁环境的设备和系统的兼容和抗干扰的电磁场仿真,下面主要针对这两类应用的最新高端图形工作站配置规格
 
3.1电子电路系统验证与仿真工作站
这类应用主要涉及到对象各类航空航天电子设备中电子电路、电气设备等方面验证和仿真模拟计算
V460-001.jpg 

 
主要软件厂家 Cadence、Mentor Graphics、Synopsys
典型软件:SPICE/PSPICE(功能仿真)、multiSIMAllegro SI,Sigrity,Power DC,Power SI场仿真,Speed2000等
计算特点:
各个电路部分关联非常紧密,每一个环节的仿真计算量大,但关联性强,不具备大规模并行架构计算,通过模块优化和算法优化,借助多核并行计算提高仿真效率,因此最多8核的高频率的CPU处理器、高带宽内存和高硬盘io,是保证电子电路仿真计算完成关键因素;
推荐机型:XASUN V330、V460
运行环境:Window 7/8,linux ­,Solaris系统
参考配置:
 
最新硬件配置推荐

类别
精准仿真计算型
高速仿真计算型
极速仿真计算型
产品型号
XASUN V330 14216-S12T1AA
XASUN V460 13732-S12T1AA
XASUN V460 13464-S12T1BA
CPU
Intel I7 4770K
(4核4.2Gz)
Xeon E5 1660v2
(6核3.7Ghz~,超频)
Xeon E5 2687Wv2
(8核3.4Ghz~超频)
内存
16GB DDR3 2400
32GB DDR3 1866 ECC
64GB DDR3 1866 ECC
显卡
Quadro K600
Quadro K600
Quadro K600
系统盘
256GB SSD企业级
256GB SSD企业级
256GB SSD企业级
数据盘
1TB SATA企业级
1TB SATA 企业级
2TB SATA企业级
平台
XASUN S126PT01P7S
XASUN S126PT01P7S
XASUN M126PT01P9S
电源
750w
750w
750w
显示器
24”图显
双24”图显
双24”图显
技术规格 
 
CPU
1088亿次/秒
1120亿次/秒
1344亿次/秒
内存带宽
12.8GB/s
25GB/s
38GB/s
显卡
 
 
 
像素填充率
14GTs
15GTs
19GTs
显存带宽
28GB/s
64GB/s
134GB/s
流处理器
192
384
768
系统盘读
550MB/s
550MB/s
550MB/s
数据盘写
500MB/s
500MB/s
500MB/s
显示器
 
 
 
分辨率
双1920*1080
双1920*1080
双1920*1080
色彩
16.7M
10亿
16.7M
亮度
300cd/m2
300cd/m2
300cd/m2
响应时间
6ms
6ms
6ms
报价
¥20,500
¥24,800
¥29,800

UltraLAB V330、V460是配备单路Xeon E3 1200v3(最高4核)、Xeon E5 1600v2(6核)/2600v2(8核/10核),兼用多核超频技术、闪电盘+超级盘架构,与通用型图形工作站相比,保证了单核与多核CPU拥有极限计算表现,同时配备高速硬盘io架构存储系统,将计算过程中各个环节的瓶颈降到最低,从而保证了均衡合理、高速计算能力。
 
 
3.2微波电磁场仿真
航空设备电磁仿真问题主要有天线与飞行器载体的电磁交互作用、航空电子EMI、电子链路预算分析、雷达信号特征分析、飞行器RCS等。利用数值方法对电磁兼容问题进行仿真计算,并对计算结果进行分析,就可以有效地对设备的电磁兼容性进行预测和评估,为设备电磁兼容设计提供可靠的理论依据。
EX570-A600-A700-01.jpg 
 
 
典型算法:矩量法、时域有限差分法、有限元法
计算特点:
(1)矩量法(MOM)是将积分方程化为差分方程,或将积分方程中积分化为有限求和,从而建立代数方程组,故它的主要工作量是用计算机求解代数方程组.所以,在矩量法求解代数方程组过程中,矩阵规模的大小涉及到占用内存的多少,在很大程度上影响了计算的速度.如何尽可能的减少矩阵存储量,成为加速矩量法计算的关键.
 
2)时域有限差分法(FDTD)基于时域电磁场微分方程的数值算法,它直接在时域将Maxwell旋度方程用二阶精度的中心差分近似,从而将时域微分方程的求解转换为差分方程的迭代求解,多核并行计算加速比好,对计算机内存容量要求较低。
 
3)有限元法(FEM)是一种为求得偏微分方程边值问题近似解的数值技术。它通过变分方法,使得误差函数达到最小值并产生稳定解,计算量和内存容量巨大,临时文件回写硬盘频繁
 
典型软件: ADS、CST、HFSS、Feko等;
推荐机型:XASUN V570、Alpha600、Alpha700
运行环境:Window 7/8,Window 2008R2、Linux 64位
 
最新硬件配置推荐

类别
通用计算型
高性能计算型
超级计算型
产品型号
XASUN V570 230160-S15P3T8ARE
XASUN Alpha600 433256-S15P6T5DRE
XASUN Alpha700 428512-S15P6T5DRE
CPU
2*Xeon E5 2690v2
(20核3.0Gz~)
4*Xeon E5 4627v2
(32核3.3Ghz)
4*Xeon E7 4890v2
(60核2.8Ghz)
内存
160GB DDR3 1866 RECC
256GB DDR3 1866 RECC
512GB DDR3 1600 RECC
显卡
Quaro K6000
Quadro K6000
Quadro K6000
系统盘
512GB SSD企业级
300GB Pcie-SSD闪电盘
512GB SSD企业级
600GB Pcie-SSD闪电盘
512GB SSD企业级
1TB Pcie-SSD闪电盘
数据盘
87TB Pcie-SATA超级盘
16TB Pcie-SATA超级盘
23TB Pcie-SATA超级盘
平台
XASUN S228TS43P9S
XASUN S415TS47PCS
XASUN S44FTS48RDS
电源
900w
1600w
1620w冗余
显示器
24”图显
27”图显
27”图显
技术规格 
 
CPU
4800亿次/秒
8448亿次/秒
13440亿次/秒
内存带宽
117GB/s
117GB/s
200GB/s
显卡
 
 
 
像素填充率
15GTs
19GTs
23GTs
显存带宽
64GB/s
134GB/s
173GB/s
流处理器
384
768
1536
系统盘读
550MB/s
550MB/s
550MB/s
数据盘写
500MB/s
2GB/s
2GB/s
显示器
 
 
 
分辨率
1920*1080
1920*1080
2560*1440
色彩
16.7M
10亿
16.7M
亮度
300cd/m2
300cd/m2
300cd/m2
响应时间
6ms
6ms
6ms
报价
¥168,000
¥285,000
¥599,990

UltraLAB V570、Alpha600、Alpha700分别支持双Xeon E5 2600v2(兼多核超频技术)、四路xeon E5 4600v2、四路Xeon E7 4800v2/8800v2,三种机型同时支持GPU并行计算、闪电盘+超级盘架构,与常规通用型图形工作站相比,对超大规模计算应用,提供了(1)多核CPU最高性能 (2)核数最大化、(3)具有GPU超算能力、将整个计算过程的各个环节的瓶颈降到最低,从而为电磁仿真计算提供了超级计算完美的配置架构。
 

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