SDSM的第14版和第15版同时在大规模中工作，激发了我对网络设备硬件填充的兴趣。
现在变得奇怪的是，设备生产过程是什么样的，俄罗斯进口替代产品符合
SDSM14的数量 。
碰巧的是，我们仍然与现任Eltex Communications莫斯科办事处负责人Artyom Spitsin保持密切联系。 他建议我向新西伯利亚的29V Okrugnaya提出新问题。
本文是Eltex工厂之旅和进一步反思的产物。
然后，我们再次在英伟达（Eltex）之旅中汇集了四个英勇的人：网络工程师Yandex（I），来自Plesk（我们的Natasha）的测试员，一个从世界各地返回的失业人员（Sergey，他一年与CCIE一起为我们提供帮助）以及一名SibGUTI ITT（Misha）的学生。
2.5年来发生的变化之一是允许拍照。 因此，本出版物中的部分照片由Eltex提供-质量很好，而部分照片-总的来说很抱歉。
因此，2018年12月，Eltex终于启动了一座新建筑。 就在我们到达那里的一周前。 他们发出强烈的声音，发出很大的声音。 新闻界，部长，短途旅行。
对于我宠坏的品味，设计完全是实用的：走廊上的无菌迷宫，统一的橱柜，红色克隆桌，这是
上次注意到的 。 但是，在这种背景下，散布着电路板，电阻，芯片，示波器和其他令人兴奋的设备的设计师和铁工的窝房显得特别热闹。
生产线
200米长的三条生产线中的第一条建在第二层。
这大约是一排排的机器，一排木板沿着传送带行进，获取了越来越多的新零件。 这些机器散布着在传送带周围安装有桌子的部分，在这里普通人工作，而大脑和相反的手指要比没有灵魂的亚洲熨斗便宜。
因此，该生产线提供了完整的生产周期：开始时裸露的PCB进入，最后，装有设备的盒子出来，准备出售或安装。
首先，让我们看一下生产的各个阶段，然后找出在此之前进行哪些研发工作。
表面贴装
第一步是SMD组件（
表面安装设备 ）的
表面安装 -将芯片，电阻器，电容器和其他组件安装到位并焊接。
具有已经蚀刻的路径和准备好的着陆点的印刷电路板从末端进入第一台机器。
机器将比例为9：1的助焊剂与焊料的混合物施加到板上。 为了使混合物仅落在所需的点上，使用了预先准备的模板。
接下来，将装有焊料的电路板移至另一台机器，并根据方案在其上放置组件。
电阻器，晶体管，电容器，存储芯片，批处理处理器，CPU位于线轴上，并在机器的正面装有色带。
共有三台这样的机器，它们一台接一台地安装-物理上都相同，但是程序不同，并且在不同的组件上运行。 如果很粗糙，那么握柄将配置为用于不同大小的元素。
下一台机器是平板烤炉。 首先，它们会逐渐升温至100度，这样可以使组件的温度均匀，并在接下来的生产步骤中将其温度升至约330°C 5分钟，从而保护它们免受热冲击。 组件规格中指明了允许的温度条件。
在第一阶段结束时，执行光学焊接分析。 在自动模式下，将检查每个板的
冷焊 ，损坏和缺陷。
销钉安装
接下来是自动化的优雅。 用温柔的女性手（尽管不仅如此）将木板撕成碎片。 在我们的最后一次访问中，
销钉安装车间给人留下了深刻的印象。 幸运的是，与亚马逊的这种芬芳绿洲并没有消失，只是在新大楼中增加了一条输送机。
在这个阶段，将具有销的元件安装在板上已经准备好的孔中。 这些包括，例如，电源连接器，网络，按钮，LED。
对于相对较小的制造商而言，此类工作的自动化仍然极为不利，因此，人们像以前一样在Eltex中进行自动化。 而且由于男人（极不适应这种单调的创作）犯了许多错误，因此他们主要将错误归咎于女性（
并且不再谈论性别歧视，这是两性之间的历史差异 ）。
进一步地，板再次进入炉子，在炉子中通过波峰法将安装的元件密封。
首先，在此处施加助焊剂，然后，如分三个阶段进行表面安装一样，对电路板进行预热。 在机器的尽头，有一个盛有液态焊料的大桶，一股
波流过层状桶。 波浪轻微接触板的一侧，焊料润湿接触垫，在毛细作用的影响下，波浪从孔中上升，密封引脚。
多余的焊料流回大桶。 温度-约260°C。
在照片中，木板刚刚对准烤箱。在我们访问之前不久，该生产线已关闭-该机器仍保留着令人兴奋的热量，但焊料已冻结。
波峰焊文章的插图
韧体
然后，所有设备都将通过固件。
照片中有电视机顶盒。
安装在外壳中
下一阶段是其余元件和外壳的安装。
这是手动完成的：在亚洲（或俄罗斯）预制的建筑物中，有人安装了沿线路行驶的木板。
测试中
在照片中，测试机顶盒。Wi-Fi设备的测试看起来非常有趣-在专用桌子上安装了金属盒，该金属盒隔离了辐射，并因此隔离了被测量设备塞满的邻近物体的影响。
包装方式
最后一步是将完成的设备包装在保护袋，盒子中并添加附件：天线，安装耳，电源，遥控器等。 从事这个，当然是男人。 组装好的设备沿着生产线来到他身边，并在包装盒附近带来包装材料。
成品带给客户。
在特定的时间点，将生产线调整到特定的设备：以程序和模板开始，以带有组件的一组磁带结束。
如果需要更改配置，生产将停止并完全重新配置。
在新大楼中，计划进行大规模生产-电视机顶盒，交换机，路由器，VoIP网关和VoIP电话-立即分散给数百名不同口径的客户（
尽管目前有陈规定型观念，但Eltex拥有不止一个客户 ）。
但是，我们上次访问的那条旧生产线当然并没有拆除，因为它将进行小规模的实验性生产，但仍然需要逐个装置。
但是，最有趣的问题不是，在亚洲的机器中，电路板是如何以亚洲的组件过度种植的，而是针对它们的程序来自哪里，电路板本身，模板。
在开始将设备投入生产之前，您需要进行开发，首先要进行业务任务，最后要对设备内部的气流和温度图进行3D模拟。
PCB设计
在这次访问中，Eltex的工程师和建筑师比两年前更加友善。 我将其归因于这样一个事实，在这段时间内，linkmeup从一个未知的播客发展成为一个甚至拥有自己的仇恨者的项目。 虽然有可能，但是因为上次是来自华为的四个人，众所周知，他们把哥萨克人随处可见，现在我是Yanedxoid，Pleska的Natasha，失业的Seryoga和学生Misha。
因此，Eltex的工程师很开放，很高兴谈论他们的工作。 反过来，我们也没有错过提出问题的机会。
方块图
这一切都从
框图开始。 这是对设备/板的最肤浅的了解。
该图显示了电路板的所有元素以及它们之间的逻辑连接。 它的任务是给出设备的结构，各个部分的作用以及它们之间的交互接口的概念，而无需多余的细节。
因此，下图显示了常规计算机主板的结构图
华硕P5BW-MB主板框图。我们以最一般的形式看到其所有基本元素以及它们之间的联系。
对于网络设备，它将是CPU，内存，交换芯片（又称为批处理处理器，又称为转发引擎），PHY（在Eltex中如何发音“ fi”或“ faie”还是没有定义，每个人都倾向于第二种选择）。 。
Eltex拥有从STB到模块化路由器的几条设备线。 在操作员级别或DC的大腺体中，它们完全符合Juniper和Forwarding Plane的戒律，与Control完全分离，因此CPU不参与数据传输，而是承担智能功能。 为了进行切换，有一个单独的FE芯片。
在第
14期SDSM中将对此进行详细描述。
另一方面，SOHO路由器和机顶盒使用SoC，足以满足设备预期的功能。
每种类型的设备都有其自己的结构图。
您可以降低抽象级别，并回想每个微芯片本身具有复杂的结构以及相应的
结构和电路图。 通常，印刷电路板和芯片之间的区别在于，在一种情况下，将使用具有铜迹线的堇青石，而在另一种情况下，将使用氧化硅。
电路图
确定结构图后，是时候进行每个特定组件的选择和
电路图的开发了。
这是详细的设备图，其中包含绝对的所有元素，当前触点数及其连接。 通常，这是一个多页文档，在该文档上该图分为许多部分。
但这仍然是工作的逻辑，而不是板上导电连接的布线。
这是主板电路图的一小部分示例：
华硕P5BW-MB主板的部分电路图。以下是MES1124M交换机原理图的摘录：
使用某些组件，一切都相对简单。 粗略地说，电阻和电容的选择是在par。 功能简单的ASIC。
但是，芯片越复杂，就会出现更多的问题和折衷方案。
一方面，每个供应商都以自己的方式实施相同的机制。 另一方面，每个人支持的功能集也有所不同。
显然，最困难的是处理器的选择-中央和分组（FE）。 此外，后者更为复杂，因为足以确定CPU的体系结构，然后所有制造商都做同样的事情-并且对于FE，所支持的功能和与芯片通信的语言的变化不受限制。
此外，制造商现在已经在市场上足够了：
- 博通系列
- Marvell XPliant
- 赤脚托菲诺
- Mellanox光谱
- 创新泰拉尼克斯
- 即使是瑞昱
对于交换机，Eltex并没有止步于FE，而是使用Broadcom，Marvell和Realtek。
交换机的交换芯片和某些Wi-Fi点或STB的SoC都是它的心脏，围绕它构建了所有其他绑定。
当花费数百万美元时，了解芯片的工作原理已经值得进行科学工作。 因此，制造商通常会向该芯片提供某种实验设备。 它不应该是灵活，紧凑，节能的，它的唯一作用是展示如何与芯片进行交互（除了数千页的SDK文档）。
之后，网络设备的供应商已经在考虑如何将这些支脚连接到其设备上。
顺便说一下，作为房屋和固定尺寸铁片的软件，他们使用的是芯片制造商提供的SDK。 在某些情况下，他们会完成它，有时甚至将其提供给用户。
因此，在完成电路图的阶段，将完全清楚该设备将如何工作以及使用了哪些组件。
PCB布局
下一个任务是将它们全部放置在PCB上。
现代主板是多层的-最多40层（这比通常的做法少见）。 它们的产量逐渐增加-首先，在最深的内层上蚀刻该方案，然后依次蚀刻下一个方案，并与现有的方案一起加压。 层数越多，每个板的厚度越小。 因此，层数与板厚之间的关系是非线性的。
在最简单的情况下，只有一层。 在简单的情况下，它们有四个，它们在功能上是分开的：信号，电源，接地。 在复杂的卡中（例如用于开关的卡），这也是一个机会，可以在不实际增加尺寸的情况下反复增加导体可用的面积，并且还可以避免在同一层的相邻走线之间彼此相邻通过而产生感应。
一个四层板的例子：在光下，在不同的层上，导电路径和接地有何不同是显而易见的。自然地，不同的层必须彼此交互，即具有金属接触，因此在正确的位置将层钻孔到所需的深度（需要钻到哪个层）。 如果直径大于0.2毫米，则使用常规钻头，而较小的值则使用激光。
此外，该孔被金属化。
在照片中，我强调了这种过孔在板上的外观。
通孔
多层板和过孔实现的3D模型。
一块通用板代替通孔。
有趣的一点（顺便说一句，在每个步骤中都会出现）-如果高速信号（10GE）通过过渡孔，比方说从顶层“分”到内部，那么孔的未使用部分将保留在内部和底层之间。 因此，可以说过孔的寄生（残端）部分。 为了从电路板的背面去除它，可使用大型钻头在所需内层一定深度处钻出此类通孔。
有趣的一点（顺便说一句，这在每个步骤中都会出现）-如果您将通孔保持原样，则从上层跳至内层的高速信号（10GE）将从杂散部分（桩）反射出来，并可能发生干扰传输的噪声会使电路板降级，直到出现完全故障。
Eltex使用的针对此问题的一种可能解决方案是反钻技术。 在另一侧钻了一个较大直径的埋头孔。 在这种情况下，信号不会被反射，而是会通过。
自然地，事实证明，在这种过渡孔的位置，任何层上都不能存在任何轨道。
但是，一般的建议是尽可能避免过孔，尤其是对于高频信号。
直到最近，我还幻想着印刷电路板上的迹线早已自动完成。 很难想象只有几公里的最薄的路径是手工绘制的。
但是首先，在
虚拟化播客中，工程师深深地钻研铁杆，无声地反对，他说，现在没有一种产品能够进行足够的自动路由，而Eltex现在已成为证实这一说法的一个例子。
更糟糕的是，起初甚至没有一个芯片库可以扔到工作区上并通过轨道连接。 芯片的规格指示焊盘的位置，该焊盘在项目中手动重新创建。
并且，例如，如果芯片具有1200个触点，则手动绘制触点本身以及每个触点的轨迹。
通常，用于开发电路板的现代平台具有自动跟踪功能，仅在适当操作的情况下，在或多或少复杂的方案中必须设置数百个规则。
其中一些非常简单：
- 导电迹线的宽度。 有细微差别的海洋。 但是通用规则遵循欧姆定律：横截面越小，电阻越高，电压降越大，因此也就发热。
- 间隙宽度。 在两个导体中存在不同电位的情况下，甚至电介质也可以成为导体。 并且导体越靠近越可能。
因此，路径和差距的宽度是风险与有效性之间的折衷。
顺便说一句，这里有一个微妙的要点：尽管所有（没有）俄罗斯都使用毫米来计算尺寸，但是中国（而不仅仅是他）以英里为单位。
Mille分别是千分之一英寸或0.0254 mm。
这就是帝国主义的测量系统在等待我们的地方，例如潜伏在基本粒子内部的8个维度（我想知道我是否有时间后悔这一信念 ）。
因此，在与中国制造商合作时，您不得不从一种系统重新计算到另一种系统时，情况非常典型。 方便。 因此，有一次希腊人将数字转换为巴比伦系统，因为它便于计数，然后又返回希腊语-因为它被人们接受。
而另一部分则不那么明显。- 不建议将轨道以90度角转弯-更正确的是在45度以下或将半径倒圆。
否则，电流会不均匀地传播。在大电流下，这可能会导致轨道局部过热和烧毁。
在处理高速信号的情况下，必须在板上平稳地传递信号以减小其衰减，并且此处即使在45度时也不允许旋转-只能四舍五入。
Eltex在眼睛上使用弯曲半径，绰绰有余。 - , .
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— , (10GE) PHY. , ( ). , , . , , .
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CPU+DDR MES1124M.
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有时这可以解释板上轨道的奇怪形状。这不过是导体的长度相互对准。
连接处理器和RAM的轨道
一直以来都需要这样做。
矢量超级计算机CRAY-1。
不仅要手动确定数千条轨迹的轨迹，而且还要确定所有过孔，倒圆角，并在必要时控制相同长度的导体（有关差分对，请参见下文）。Eltex设计工程师Pavel Bombizov展示了如何选择轨迹，查看其长度并与该对轨迹的长度进行比较，如何选择一个接点并将其沿半径平滑化，如何以均匀的点阵列形式创建芯片的接触垫。新组件外壳确实需要手工绘制。在芯片的文档中，制造商指出了焊盘的位置，焊盘的尺寸以及需要重新绘制到库组件中的其他信息。有时这样做不是那么容易，因为微电路的触点数量可以达到数千个，而这里的主要目的是不要在其位置和名称上犯错误。但是，一旦将绘制的组件引入库中，以后就可以将其简单地转移到工作空间中。即，仅绘制以前在项目中未使用过的新组件。组件的主要部分已在前面绘制过，或者可以在CAD内置的标准组件库中找到。
PHY — , ., . , , . .
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也就是说，设计电路板仍然是一项艰巨的工作，需要设计人员格外小心和专注。保罗认为，一个委员会的布局需要一个月的时间。如果是带有四层板的交换机-大约一个月。例如，具有20层，许多细微差别并需要解决许多设计问题的MES9032，可能需要六个月以上的时间。电路板设计的最后一步是丝网印刷-组件位置名称，连接器标签，I / O接口等的布置。这不仅是电路板工业发展中的强制性要求，也是一种“代码注释”：指示器显示如何使用电路板，如何安装组件，正/负功率在哪儿，甚至如何将电路板放置在设备中（例如，陀螺仪传感器，其轴的位置很重要）。在此阶段，已经完全了解了电路板的外观以及电路板上将放置哪些组件。但是，关于该设备的开发尚未完成。甚至印刷电路板仍无法交付生产，因为下一步的结果可能需要进一步更改。
住房和通风系统的计算
进一步（实际上是并行执行），该项目被移交给房屋和通风系统的设计者。显然，这些是相关的事物，因此一个人（或部门）参与其中。此时，上一步的结果将导入到SolidWorks中。从外壳的形状来看，了解板子的尺寸，端口，指示器，按钮，天线引线等的位置非常重要。从通风系统的角度来看，组件产生的热量，它们的大小和位置。现在，该设备的三维模型与主体和内部包装一起被构建。根据散热，估计的气流和经验，设计人员布置通风口，散热器和隔板并开始计算。但最重要的是，该模型大大简化了。已清洗：- 电路板分层
- 曲目
- 通孔
- 安装孔
- 产生的热量可忽略不计且不影响气流的组件
- 组件本身也简化为平行六面体。
简化模型MES1124M。在相当长的时间内计算温度图，气流方向，它们的速度以及所有这些在不同时间间隔的情况。 对于接近洪水的视频卡上的简单开关或机顶盒，这需要几个小时。 而对于ME5000模块化路由器-2周。
不幸的是，带有气流轨迹和温度图的计算结果，引起任何工程师的强烈兴趣，都不允许发表惊人的美丽。
El，Eltex对计算集群的需求还不够，因此可以为客户的桌面设计人员带来好处。 我忘了问，但是在这里转向公共云将不会更加方便-每个自重的提供商都已经拥有带有GPU（或计划）的服务器场。
根据第一个结果，设计人员尝试在现有限制的范围内尝试各种散热器，隔板，风扇和开口的配置。
这并不总是成功的，因此在某些情况下，您必须使项目退后一步，并修改元素甚至模型的布局。
该迭代过程一直持续到计算结果显示稳定的温度范围为止。
当然，冷却系统是能量效率和标称温度运行模式之间折衷的解决方案之一。
例如，在电视机顶盒中，冷却器看起来会不合适。 同时，没有人期望从15个单元的机箱中获得被动冷却。 顺便说一句，其中有6个风扇，每个风扇以最大速度从桌子表面掉下来：
我想在此
回想一下
Yandex ，它得益于对服务器中气流的有效规划（当然不仅如此），它的DC自然冷却和PUE接近于1。
好了，接下来是实践检验理论的阶段。 在Eltex本身量产外壳之前，先在3D打印机上打印试用版，然后在其中放置原型板。 然后，该设备经历了许多测试。
在这里，您可以找到机箱与机箱的不一致性，元素排列中的错误，
易用性 ，最重要的是测量主板不同部分中芯片的实际温度，找出模型与实际情况相符的程度。
据Eltex员工称，在大多数情况下，没有发现偏差。 但是，如果测试失败，则必须纠正模型-要么他们没有考虑到某些因素，要么错误输入了输入数据，例如，错误地输入了芯片发热。
至于模型，那么一如既往，这是它与现实的接近与计算有效性之间的折衷。 模拟对象应尽可能简化，但不能更多。
当测试通过时，外壳被批准，设备正常工作，将其串联。
外壳为3D模型MES1124M。塑料盒主要在中国制造。 看起来他们能够弯曲金属，但并非总是如此，正如Eltex所说。
尽管我们还在俄罗斯设有工厂，但多层板也在亚洲生产。 该选择是由于多种原因。 例如，工艺技术的功能：我们的通孔不知道如何制作0.1毫米的通孔 产品稳定性和可预测的交货时间是其他原因。 嗯，没有办法得出这样的事实，亚洲的生产仍然比俄罗斯便宜。
所有的绒毛和微芯片也都来自那里。
好吧，所有这些已经在新西伯利亚的装配线上完成了。
为此，请创建：
- 板上的装配图，
- 在机器上涂锡膏的模具，
- 组件安装程序：什么，如何以及在哪里安装
所有这些工作都是由从事开发工作的同一个人完成的。
这就是中国制造的印刷电路板的外观。
MES1124M开关板 在上面，我注意到了关键组件：CPU和内存，FE和PHY芯片，下行链路和上行链路端口，以及有趣的是变压器。 它们的作用是将连接器引脚与交换机和机箱的其余部分隔离开，从而保护昂贵的PHY和分组交换芯片。
1500 VAC的绝缘是IEEE802.3标准的最低要求，因此，如果220 VAC进入端口（例如，如果双绞线电缆的绝缘层损坏，则通过双绞线电缆），则不会燃烧-220 VAC将无法突破。
但是，变压器无法防止静电放电，因为在次级侧的电路上会感应出变压器初级侧的放电。 静电防护可以通过其他方式进行。
至于进口替代，las，我们必须承认，我们没有超出印刷电路板的布局以及成品设备的组装/焊接的范围。 所有微芯片仍在亚洲购买。
Eltex在贝加尔湖作为中央处理器有（并且确实有）经验。 与贝加尔湖电子公司的专家进行了互动，为政府机构制造设备。
但是，分组处理器（FE）的情况没有改变-我们仍然不知道如何。
而且，据我所知，我们没有尝试。 Eltex说我错了，但是没有细节，a。 当然，除非不是与
Milander筹码有关 ，这些
筹码当然很好奇，但仍离前沿不远。
此外，这次我们有机会第二次与以太网技术实验室负责人Alexander Evgenievich Mokhov进行了交谈。 在某些方面，MES交换机和ME5000路由器从他手中脱颖而出。
上次我们是来自华为的侦察员，我们没有事先警告。 现在，访问已经事先达成协议，来自透明地方的客人也将获得同意。 因此，我们没有进行不信任的整洁短语，而是进行了一次私人对话，从中可以明显看出，Eltex通常遵循模块化设备构造中的最佳实践。
从本质上讲，也许没有任何补充。
有用的链接
结论
在技术方面，游览非常好。 就个人而言，我有兴趣参与这些流程，此外，它使我自己也对该主题有所了解。 几件事情变成了真正的发现，而另一些则将所有内容放到了原处。
尽管操作员工程师和普通用户对Eltex持模棱两可的态度，但令我们感到高兴的是，我们有能够创建，创建和创建此类事物的人，并且不怕谈论它们。
在此期间，模块化路由器已退出开发阶段，并正在使用未具名客户的网络。 如果有满意的工程师来操作它们，请写评论。
根据Eltex的市场部门，到目前为止，除俄罗斯外，其设备的供应都在独联体国家，欧洲，中东，北美和南美以及东南亚进行。 电信运营商的宽带设备在国外市场需求最大。
好吧，我们希望我们的制造商能够积极有效地向国际市场扩展-只有在那里，健康的竞争才构成真正的挑战。
如果您将新事物带入在线世界，并且有一些要展示和讲述的事物，那么我们也很乐意拜访您。
谢谢啦
- Maria Mishchenko -Eltex营销人员和我们的指南。
- Artyom Spitsyn是Elteks Communications莫斯科办事处的负责人，也是此次旅行的发起人。
- Pavel Bombizov - Eltex设计工程师（设计委员会）
- Alexey Filon -Eltex设计工程师（建筑物和通风系统设计）
- Sergey Igonin -Eltex SMD负责人（生产线）
- Vyacheslav Gorbach-Elteks的软件工程师（硬件实验室，有关将SDK用于SoC的故事）
- Alexander Mokhov - Eltex以太网技术实验室负责人（网络设备的开发以及与芯片制造商的互动）
- 罗曼·古里耶夫 （ Roman Guryev） -电子工程师（用于纠正错误）
- Dmitry Bulygin-通讯工程师（因为他对Artyom的了解以及对文本可读性的评论）
- Sergey Lunkov-网络工程师（每个公司）
- Natalya Astashenko-测试人员（针对公司和本文的修订）
- Mikhail Purtov-学生（每个公司）
- Pavel Ostapenko-通讯工程师（未完成的照片和本文的修订）