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図面 (19)

課題

解決手段

SOM回路基板(200)は、第1のフェース面(210)と、対向する第2のフェース面と、第1の側面(218)と、対向する第2の側面(220)と、第1の端面(214)、対向する第2の端面(216)とを有する主本体を含む。第1のフェース面(210)または第2のフェース面の一方に取り付けられるコンピューティング構成要素(230、232、234)をさらに含み、第2のフェース面に取り付けられた入力/出力コネクタ(238)をさらに含む。SOM回路基板(200)は、第1のフェース面(210)及び第2のフェース面を通り、且つ、第1のフェース面(210)と第2のフェース面との間を横断方向(206)に沿って延びる複数の取付孔(240)をさらに含む。

概要

背景

無人航空機UAV)は、機内パイロットがいない航空機である。典型的には、UAVは、パイロットによって、機内制御システムによって、または遠隔パイロットと機内制御システムとの組合せによって遠隔制御される。ほとんどの無人航空機は、車両動作を制御する制御システムを含む。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機内ナビゲーションシステムを含む1つまたは複数の車両制御システムを含む。無人航空機は、飛行位置決めおよび操縦のための加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサ、ならびに一般的な位置決めおよび航路探索のための衛星ベースナビゲーションを使用することができる。加えて、ほとんどの制御システムは、画像のキャプチャまたはペイロード送達などの1つまたは複数のミッション制御機能を実行するための1つまたは複数のミッション制御システムを含む。典型的には、個々のハードウェア構成要素は、各車両制御システムおよび各ミッション制御システム用にUAVに搭載される。

概要

無人車両に利用する改良型制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板を提供する。SOM回路基板(200)は、第1のフェース面(210)と、対向する第2のフェース面と、第1の側面(218)と、対向する第2の側面(220)と、第1の端面(214)、対向する第2の端面(216)とを有する主本体を含む。第1のフェース面(210)または第2のフェース面の一方に取り付けられるコンピューティング構成要素(230、232、234)をさらに含み、第2のフェース面に取り付けられた入力/出力コネクタ(238)をさらに含む。SOM回路基板(200)は、第1のフェース面(210)及び第2のフェース面を通り、且つ、第1のフェース面(210)と第2のフェース面との間を横断方向(206)に沿って延びる複数の取付孔(240)をさらに含む。

目的

二次装置は、UAVの推進または移動に関連し得るが、典型的には、車両推進の直接制御または運動制御とは無関係に、1つまたは複数の車両またはミッション機能を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

横方向(102、202)、縦方向(104、204)、および横断方向(106、206)を画定するシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)であって、第1のフェース面(210)と、対向する第2のフェース面(212)と、第1の側面(218)と、対向する第2の側面(220)と、第1の端面(214)と、対向する第2の端面(216)とを有する主本体(208)であって、前記第1の側面(218)および第2の側面(220)は、前記横方向(102、202)に沿った前記第1の端面(214)および前記第2の端面(216)の最大長さ(222)よりも大きい前記縦方向(104、204)に沿った最大長さ(224)を有する主本体(208)と、複数のコンピューティング構成要素(230、232、234)であって、前記複数のコンピューティング構成要素(230、232、234)の各々は、前記第1のフェース面(210)または前記第2のフェース面(212)の一方に取り付けられる複数のコンピューティング構成要素(230、232、234)と、前記第2のフェース面(212)に取り付けられた入力/出力コネクタ(238)と、前記第1のフェース面(210)及び前記第2のフェース面(212)を通って且つ前記第1のフェース面(210)と前記第2のフェース面(212)との間で前記横断方向(106、206)に沿って延びる複数の取付孔(240)であって、前記第1の側面(218)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第1のアレイ(242)と、前記第2の側面(220)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第2のアレイ(244)と、前記横方向(102、202)に沿って前記第1のアレイ(242)と前記第2のアレイ(244)との間に配置された第3の取付孔(246)と備える複数の取付孔(240)と、を備える、SOM回路基板(200)。

請求項2

前記第3の取付孔(246)が、前記第1の側面(218)と前記第2の側面(220)との間、および前記第1の端面(214)と前記第2の端面(216)との間の略中央に位置決めされる、請求項1に記載のSOM回路基板(200)。

請求項3

前記第1のアレイ(242)および前記第2のアレイ(244)が各々、少なくとも3つの取付孔(240)を備える、請求項1または2に記載のSOM回路基板(200)。

請求項4

前記複数の取付孔(240)を画定する前記主本体(208)の部分にメッキされた金属コーティング(252)をさらに備える、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のSOM回路基板(200)。

請求項5

前記金属コーティング(252)が、銅コーティングである、請求項4に記載のSOM回路基板(200)。

請求項6

前記金属コーティング(252)が、第1の金属コーティング(252)であり、前記主本体(208)にメッキされた第2の金属コーティング(254)をさらに備える、請求項4に記載のSOM回路基板(200)。

請求項7

前記第2の金属コーティング(254)が、金コーティングである、請求項6に記載のSOM回路基板(200)。

請求項8

複数のビア(250)をさらに備え、前記複数のビア(250)の各々が、前記横断方向(106、206)に沿って前記主本体(208)を通って延び、金属材料から形成される、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のSOM回路基板(200)。

請求項9

前記コンピューティング構成要素(230、232、234)の1つまたは複数に配置された熱界面材料(236)をさらに備える、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のSOM回路基板(200)。

請求項10

前記複数のコンピューティング構成要素(230、232、234)が、第1のプロセッシングシステム(230)と、第2のプロセッシングシステム(232)と、複数のメモリブロック(234)とを備える、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のSOM回路基板(200)。

請求項11

前記第1のプロセッシングシステム(230)が、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)ベースのプロセッシングシステムであり、前記第2のプロセッシングシステム(232)が、フラッシュメモリベースのプロセッシングシステムである、請求項10に記載のSOM回路基板(200)。

請求項12

記入力/出力コネクタ(238)が、前記第1の側面(218)に近接して配置される、請求項1乃至11のいずれか1項に記載のSOM回路基板(200)。

技術分野

0001

本開示は、一般に、無人車両と共に利用するための改良型制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板に関する。

背景技術

0002

無人航空機UAV)は、機内パイロットがいない航空機である。典型的には、UAVは、パイロットによって、機内制御システムによって、または遠隔パイロットと機内制御システムとの組合せによって遠隔制御される。ほとんどの無人航空機は、車両動作を制御する制御システムを含む。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機内ナビゲーションシステムを含む1つまたは複数の車両制御システムを含む。無人航空機は、飛行位置決めおよび操縦のための加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサ、ならびに一般的な位置決めおよび航路探索のための衛星ベースナビゲーションを使用することができる。加えて、ほとんどの制御システムは、画像のキャプチャまたはペイロード送達などの1つまたは複数のミッション制御機能を実行するための1つまたは複数のミッション制御システムを含む。典型的には、個々のハードウェア構成要素は、各車両制御システムおよび各ミッション制御システム用にUAVに搭載される。

課題を解決するための手段

0003

本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されており、または説明から明らかとなり、または本発明の実施を通して学ぶことができる。

0004

一実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定するシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板が提供される。SOM回路基板は、第1のフェース面と、対向する第2のフェース面と、第1の側面と、対向する第2の側面と、第1の端面と、対向する第2の端面とを有する主本体を含む。第1および第2の側面は、横方向に沿った第1および第2の端面の最大長さよりも大きい縦方向に沿った最大長さを有する。SOM回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第1のフェース面または第2のフェース面の一方に取り付けられる。SOM回路基板は、第2のフェース面に取り付けられた入力/出力コネクタをさらに含む。SOM回路基板は、第1のフェース面及び第2のフェース面を通って且つ第1のフェース面と第2のフェース面との間で横断方向に沿って延びる複数の取付孔をさらに含む。複数の取付孔は、第1の側面に近接して縦方向に沿って離間した取付孔の第1のアレイと、第2の側面に近接して縦方向に沿って離間した取付孔の第2のアレイと、横方向に沿って第1のアレイと第2のアレイとの間に配置された第3の取付孔とを含む。

0005

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定するシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板が提供される。SOM回路基板は、第1のフェース面と、対向する第2のフェース面と、第1の側面と、対向する第2の側面と、第1の端面と、対向する第2の端面とを有する主本体を含む。第1および第2の側面は、横方向に沿った第1および第2の端面の最大長さよりも大きい縦方向に沿った最大長さを有する。SOM回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第1のフェース面または第2のフェース面の一方に取り付けられる。SOM回路基板は、第1の側面に近接して第2のフェース面に取り付けられた1つまたは複数の入力/出力コネクタをさらに含み、SOM回路基板の入力/出力コネクタは、第2の側面に対して第1の側面に近接してのみ配置される。SOM回路基板は、第1のフェース面及び第2のフェース面を通って且つ第1のフェース面と第2のフェース面との間で横断方向に沿って延びる複数の取付孔をさらに含む。

0006

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングと、内部内に配置された回路基板と、ハウジングから延びる入力/出力コネクタとを含む。制御ボックスは、ハウジングに取り外し可能に接続されたヒートシンクであって、それにより回路基板がハウジングとヒートシンクとの間に位置決めされるヒートシンクをさらに含む。回路基板は、ヒートシンクと接触する。

0007

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、ハウジングに取り外し可能に接続される。制御ボックスは、内部内に配置された回路基板をさらに含み、回路基板は、複数のコンピューティング構成要素と、コンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置された熱界面材料とを含む。制御ボックスは、ハウジングから延びる入力/出力コネクタをさらに含む。制御ボックスは、補強材に取り外し可能に接続されたヒートシンクであって、それにより回路基板が補強材とヒートシンクとの間に位置決めされるヒートシンクをさらに含む。熱界面材料は、ヒートシンクと接触する。

0008

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、カバーと接触して取り外し可能に接続され、補強材は、外枠と、少なくとも1つの横材とを含む。制御ボックスは、補強材と接触して取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部内に配置され、補強材とヒートシンクとの間に位置決めされた第1の回路基板と、内部内に配置され、カバーと補強材との間に位置決めされた第2の回路基板とをさらに含む。カバー、補強材、およびヒートシンクは、横断方向に沿って積み重ねられる。

0009

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、カバーと接触して取り外し可能に接続され、補強材は、外枠と、少なくとも1つの横材と、複数のフィンガとを含む。制御ボックスは、補強材と接触して取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部内に配置され、補強材とヒートシンクとの間に接触して位置決めされた第1の回路基板と、内部内に配置され、カバーと補強材との間に位置決めされた第2の回路基板とをさらに含む。カバー、補強材、およびヒートシンクは、横断方向に沿って積み重ねられる。

0010

本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによってよりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明と併せて本発明の原理を説明するのに役に立つ。

0011

本発明の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図を参照する。

図面の簡単な説明

0012

本開示の実施形態による無人航空機(UAV)の一例を示すブロック図である。
バックプレーンおよびカードアーキテクチャを含むUAVの典型的な制御システムの一例を示すブロック図である。
本開示の実施形態による機内制御システムを有するUAVの一例を示すブロック図である。
本開示の実施形態による機内制御システムの制御ボックスの制御モジュールを備える第1の回路基板を示すブロック図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの内部構成要素を示す斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示の他の実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示の他の実施形態による制御ボックスの内部構成要素を示す斜視図である。
本開示の他の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示のなおさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示のなおさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの断面図である。
本開示の他の実施形態による制御ボックスの断面図である。
本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の斜視上面図である。
本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の斜視底面図である。

実施例

0013

ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その1つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本発明の限定としてではなく、本発明の例示として提示される。実際、本発明の範囲または趣旨を逸脱せずに、様々な修正および変更が本発明において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または記載する特徴は、別の実施形態と共に用いて、なおさらなる実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にあるそのような修正および変更を包含することが意図されている。

0014

図1は、例示的な無人航空機(UAV)UAV10の概略図である。UAV10は、機内パイロットがいなくても飛行可能な車両である。例えば、限定はしないが、UAV10は、固定翼航空機チルトロータ航空機、ヘリコプタクワッドプタなどのマルチロータドローン航空機、小型軟式飛行船飛行船、または他の航空機であってもよい。

0015

UAV10は、少なくとも1つの推進移動(PM)装置14を含む複数の車両装置を含む。PM装置14は、制御された力を発生し、かつ/またはUAV10の場所、配向、もしくは位置を維持もしくは変更する。PM装置14は、推力装置または制御面であり得る。推力装置は、推進力または推力をUAV10に提供する装置である。例えば、限定はしないが、推力装置は、モータ駆動プロペラジェットエンジン、または他の推進源であり得る。制御面は、制御面を通過する空気流の偏向に起因する力を提供する制御可能面または他の装置である。例えば、限定はしないが、制御面は、エレベータラダーエルロンスポイラフラップスラットエアブレーキ、またはトリム装置であってもよい。様々なアクチュエータサーボモータ、および他の装置を使用して、制御面を操作することができる。PM装置14はまた、プロペラもしくはロータブレードピッチ角を変えるように構成された機構、またはロータブレードの傾斜角を変えるように構成された機構であってもよい。

0016

UAV10は、限定はしないが、制御ボックス100と、地上制御ステーション図1には図示せず)と、少なくとも1つのPM装置14とを含む機内制御システムを含む本明細書に記載のシステムによって制御されてもよい。UAV10は、例えば、限定はしないが、地上制御ステーションからUAV10によって受信されたリアルタイムコマンド、地上制御ステーションからUAV10によって受信された一組の事前プログラムされた命令、機内制御システムに記憶された一組の命令および/もしくはプログラミング、またはこれらの制御の組合せによって制御されてもよい。

0017

リアルタイムコマンドは、少なくとも1つのPM装置14を制御することができる。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、スロットル調整、フラップ調整、エルロン調整、ラダー調整、または他の制御面もしくは推力装置調整を引き起こす命令を含む。

0018

いくつかの実施形態では、リアルタイムコマンドは、1つまたは複数の二次装置12など、UAV10の追加の車両装置をさらに制御することができる。二次装置12は、UAVの推進または移動を指示する1つまたは複数の二次機能を実行するように構成された電気または電子装置である。二次装置は、UAVの推進または移動に関連し得るが、典型的には、車両推進の直接制御または運動制御とは無関係に、1つまたは複数の車両またはミッション機能を提供することができる。例えば、二次装置は、物体の検出および追跡に使用されるカメラまたは他のセンサなどのミッション関連装置を含んでもよい。二次装置12の他の例は、LIDAR/SONAR/RADARセンサ、GPSセンサ通信装置ナビゲーション装置、および様々なペイロード送達システムなどのセンサを含んでもよい。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、カメラに画像をキャプチャさせる、通信システムにデータを送信させる、またはプロセッシング構成要素に1つまたは複数のプロセッシング要素をプログラムまたは構成させる命令を含む。

0019

UAV10は、限定ではなく例として示されている。本開示の多くは無人航空機に関して説明されているが、開示された技術の実施形態は、無人海洋車両および無人地上車両など、任意の無人車両(UV)と共に使用されてもよいことが理解されよう。例えば、開示された制御システムは、無人ボート、無人潜水艦無人車、無人トラック、または移動可能な任意の他の無人車両と共に使用されてもよい。

0020

図2は、UAVの典型的な制御システム50の一例を示すブロック図である。この例では、制御システムは、複数のカードスロット71、72、73、74、75を有するバックプレーン60を使用して形成される。各カードスロットは、所定の組の機械的および電気的基準を満たすカードを受け取るように構成される。各カードは、典型的には、特定の車両またはミッション制御機能を実行するように構成された1つまたは複数の集積回路を含む1つまたは複数の回路基板を含む。カードスロットは、カード、ならびにカードとその下にあるバスとの間の電気的接続構造的サポートする。第1のカードスロット71に設置されたCPUカード61、第2のカードスロット72に設置されたコプロセッサカード62、およびカードスロット73、74、75にそれぞれ設置されたアドオンカード63、64、65を有する特定の例が示されている。例として、CPUカード61は、プロセッサPCI回路スイッチング回路、およびカード61をカードスロット71に構造的および電気的に接続するように構成された電気コネクタを有する回路基板を含んでもよい。同様に、コプロセッサカード62は、プロセッサ、PCI回路、スイッチング回路、およびコネクタを含んでもよい。

0021

アドオンカード63、64、65は、1つまたは複数の車両および/またはミッション機能を実行するように構成された任意の数および種類のカードを含むことができる。アドオンカードの例は、入力/出力(I/O)カード、ネットワークカード、操縦およびナビゲーション機能カード、センサインターフェースカード(例えば、カメラ、レーダなど)、ペイロード送達システム制御カード、グラフィックスプロセッシングユニット(GPU)カード、ならびに特定の種類の車両および/またはミッション機能の任意の他のカードを含む。

0022

図2のような典型的なバックプレーンアーキテクチャは、各カードが任意の他のスロットのカードと通信することを可能にするスイッチ66を含む。異なる種類のバックプレーンアーキテクチャを定義するための様々な基準を含む、多数の例が存在する。例えば、スイッチ66はカードスロット71、72、73、74、75とは別に示されているが、いくつかのアーキテクチャは、中央スイッチをバックプレーンの特定のスロットに載置することができる。いずれの場合も、ノード装置は、スイッチを介して互いに通信することができる。5つのカードスロットが図2に示されているが、バックプレーンは、任意の数のカードスロットを含んでもよい。

0023

図2のようなバックプレーンアーキテクチャを利用するUAVの機内制御システムは、何らかの機能制御を提供するのに効果的であり得る。加えて、そのようなアーキテクチャは、ハードウェアの変更を通じていくらかの構成可能性を提供することができる。しかしながら、従来のバックプレーンアーキテクチャは、UAVの実装においていくつかの欠点を有し得る。例えば、電気的および機械的接続を組み合わせて複数のカードに結合するバックプレーンの構造的性能は、一部のUAVの高応力環境にはあまり適していない場合がある。振動、温度、および他の要因により、機械的および/または電気的な障害がバックプレーンの1つまたは複数のカードに発生することがある。加えて、そのようなアーキテクチャは、かなりのスペースおよび重量を必要とするが、プロセッシング能力は限られている。各カードは、典型的には、コネクタ、スイッチング回路、通信回路などを含むそれ自体の回路基板を含む。各回路基板がこれらの共通の機能のためにそれ自体の回路を必要とするので、バックプレーンアーキテクチャは、比較的高い重量とスペースの要件を提示し得る。さらに、これらの種類のシステムのコンピューティング能力および容量は、典型的には、複数のカードのアプローチによって制限される。カード間および様々なプロセッシング要素間の通信は、計算能力の低下を招く可能性がある。

0024

図3は、開示された技術の実施形態による制御システム80を含む無人航空機(UAV)10を示すブロック図である。制御システム80は、車両およびミッション機能の集中制御を提供する制御ボックス100を含む。制御ボックスは、内部112を画定するハウジング110を含む。第1の回路基板120および第2の回路基板122は、ハウジング110の内部内に配置され、入力/出力(「I/O」)コネクタ126は、後述するように(第2の回路基板122からなど)ハウジング110を通って延びる。制御ボックス100は、制御ボックス100の電気構成要素から熱を放散するために設けられたヒートシンク118を含む。例示的な実施形態では、ヒートシンク118は、後述するようにハウジング110の少なくとも一部を形成することができる。制御システム80は、車両またはミッション制御プロセスを実行する追加の制御ユニットまたは他の要素などの追加の構成要素を含んでもよい。

0025

いくつかの実装では、第1の回路基板120は、UAV10の車両およびミッション管理機能を制御するための制御モジュールを備え、第2の回路基板122は、UAVの制御ユニットと様々なPM装置および二次装置との間の通信インターフェースを提供するためのキャリアモジュールを備える。

0026

いくつかの例では、第1の回路基板は、各々が様々な車両およびミッション機能の管理を提供するための再構成可能なプロセッシングアーキテクチャを有する、複数の異種プロセッシングシステムを含む。再構成可能な機能を有する複数の異種プロセッシングシステムは、無人航空機によって実行される多様な機能、ならびにこれらの車両に典型的には必要とされる高度な認証に適している。

0027

例示的な実施形態では、第2の回路基板122は、第1の回路基板120とUAV10の様々なPM装置14および二次装置12との間のインターフェースを提供するキャリアモジュールである。例えば、図3は、推力装置30と、制御面32と、位置決めシステム34とを含む一組のPM装置を示す。加えて、図3は、画像センサ20と、レーダセンサ22と、LIDARセンサ24と、ソナーセンサ26と、GPSセンサ28と、ペイロード送達システム36と、通信システム38とを含む一組の二次装置を示す。第2の回路基板122は、第1の回路基板の対応するI/Oコネクタに接続するI/Oコネクタと、ハウジングから延びるI/Oコネクタとを含むことができる。加えて、第2の回路基板は、ハウジングから延びる複数のセンサコネクタを含むことができる。第2の回路基板は、データを送受信するために使用される関連する電子回路を含む通信または入力/出力(I/O)インターフェースを提供し得る。より具体的には、通信インターフェースは、第2の回路基板の様々な集積回路のいずれかの間、および第2の回路基板と他の回路基板との間でデータを送受信するために使用することができる。例えば、アイテムインターフェースは、I/Oコネクタ126、I/Oコネクタ238、および/またはI/Oコネクタ124を含んでもよい。同様に、インターフェース回路のいずれか1つの通信インターフェースは、別の航空機、センサ、他の車両装置、および/または地上制御装置などの外部の構成要素と通信するために使用することができる。通信インターフェースは、適切な有線または無線通信インターフェースの任意の組合せであり得る。

0028

いくつかの例では、制御ボックス100は、追加の構成要素を含んでもよい。例えば、別の実施形態では、メザニンカードなどの第3の回路基板を制御ボックス100内に設けることができる。第3の回路基板は、いくつかの例では1つまたは複数の不揮発性メモリアレイを含んでもよい。例えば、ソリッドステートドライブSSD)は、メザニンカードの1つまたは複数の集積回路として設けられてもよい。さらに、制御ボックス100は、制御モジュールを形成する追加の回路基板と、追加のキャリアモジュールを形成する追加の回路基板とを含むことができる。

0029

図4は、開示された技術の例示的な実施形態による第1の回路基板120を説明するブロック図である。図4では、第1の回路基板120は、無人航空機(UAV)の制御モジュール(例えば、制御基板)として構成される。例示的な実施形態では、第1の回路基板120は、システムオンモジュール(SOM)回路基板200である。第1の回路基板120は、第1のプロセッシングシステム230と、第2のプロセッシングシステム232と、メモリブロック234と、I/Oコネクタ238とを含む。

0030

第1および第2のプロセッシングシステムは、任意の適切な数の個々のマイクロプロセッサ電源記憶装置、インターフェース、および他の標準的な構成要素を含むか、またはそれらと関連付けることができる。プロセッシングシステムは、任意の数のソフトウェアプログラム(例えば、車両およびミッション制御プロセス)または航空機10の動作に必要な様々な方法、プロセスタスク、計算、および制御/表示機能を行うように設計された命令を含むか、またはそれらと協働することができる。メモリブロック234は、限定はしないが、対応するプロセッシングシステムをサポートするように構成されたSDRAMなどの任意の適切な形態のメモリを含んでもよい。例えば、第1のメモリブロック234は、第1のプロセッシングシステム230をサポートするように構成されてもよく、第2のメモリブロック234は、第2のプロセッシングシステム232をサポートするように構成されてもよい。任意の数および種類のメモリブロック234を、使用してもよい。例として、各々が個々の集積回路を備える4つのメモリブロックが第1のプロセッシングシステム230をサポートするために設けられてもよく、2つのメモリブロックが第2のプロセッシングシステム232をサポートするために設けられてもよい。I/Oコネクタ238は、第1の回路基板120の第1の面から延び、第2の回路基板122への動作可能な通信リンクを提供する。

0031

第1のプロセッシングシステム230および第2のプロセッシングシステム232は、開示された技術の例示的な実施形態では、UAV10の多様で安定した必要性に適した異種の再構成可能なコンピューティングアーキテクチャを形成する。第1のプロセッシングシステム230は、第1のプロセッシングプラットフォームを形成する1つまたは複数のプロセッシングユニット302と、第2のプロセッシングプラットフォームを形成する1つまたは複数のプログラマブル論理回路304とを含む。例として、1つまたは複数のプロセッシングユニット302は、セントラルプロセッシングユニットを含んでもよく、プログラマブル論理回路304は、RAMベースのフィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)などの揮発性プログラマブル論理アレイを含んでもよい。任意の数および種類のプロセッシングユニットを、プロセッシングユニット302に使用してもよい。複数のプロセッシングユニット302およびプログラマブル論理回路304は、いくつかの実施形態では、一般にプロセッシング回路と呼ばれる第1の集積回路内に設けることができる。

0032

第2のプロセッシングシステム232は、第3のプロセッシングプラットフォームを形成する1つまたは複数のプロセッシングユニット322と、第4のプロセッシングプラットフォームを形成する1つまたは複数のプログラマブル論理回路324とを含む。例として、1つまたは複数のプロセッシングユニット302は、コプロセッシングユニットを含んでもよく、プログラマブル論理回路324は、フラッシュベースのFPGAを含んでもよい。任意の数および種類のプロセッシングユニットを、プロセッシングユニット322に使用してもよい。1つまたは複数のプロセッシングユニット322およびプログラマブル論理回路324は、いくつかの実施形態では、一般にプロセッシング回路とも呼ばれる第2の集積回路内に設けることができる。

0033

各プロセッシングシステムにおいて異なるプロセッシングユニットの種類および異なるプログラマブル論理回路の種類を設けることによって、第1の回路基板120は、高応力用途のUAVの処理、信頼性、および動作要件固有に適した異種コンピューティングシステムを提供する。例えば、RAMベースとフラッシュベースのFPGA技術を組み合わせることで、UAV用途に両方の長所を活かすことができる。異種プロセッシングユニット302および322ならびに異種プログラマブル論理回路304および324の固有の能力は、ハードウェアおよびソフトウェア区分動作環境の両方をサポートする。車両およびミッション管理機能は、重要度と性能の必要性に応じて異なる区画割り当てることができる。これにより、重要な動作に適した制御および監視アーキテクチャが提供される。例えば、不可逆的な重要な機能を制御するためのオンオフまたはレッドグリーンアーキテクチャが提供される。さらなる例として、フィールドプログラマブルゲートアレイの1つまたは複数は、機内センサ処理のためのファブリックアクセラレータを提供するように構成されてもよい。

0034

ここで図5図18を参照すると、改良型制御ボックス100およびその構成要素のさらなる実施形態が概して示されている。説明したように、本開示による制御ボックス100は、一般に、無人航空機(「UAV」)の動作を制御する様々な電気/コンピューティング構成要素を収容し、したがって制御ボックス100は、一般に、UAVに取り付けられる。本開示による制御ボックス100は、本明細書で説明されるヒートシンク、カバー、および/または補強材などの制御ボックス100の様々な構成要素が各々、そのような各構成要素の様々な異なる設計と交換可能であるそれらのモジュール式設計により特に有利である。本明細書で説明するような特定の特徴は、そのようなモジュール性を容易にするのを助ける。加えて、本明細書で説明するように、ヒートシンク、補強材、およびシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板などのそのような制御ボックス100の様々な特徴は、一般にSOM回路基板からおよび制御ボックス100から熱を伝達するための有利な熱伝達特徴を含む。他の有利な特徴については、本明細書で説明する。

0035

本開示による制御ボックス100は、示すように、横方向102、縦方向104、および横断方向106を画定し得る。そのような方向102、104、106は、制御ボックス100の直交座標系を共に画定することができる。

0036

制御ボックス100は、内部112を画定するハウジング110を含むことができる。例示的な実施形態のハウジング110は、カバー114と、1つまたは複数の補強材116とを含む。いくつかの実施形態では、単一の補強材116のみが制御ボックス100で利用されるが、代替の実施形態では、2つ以上の補強材116が利用されてもよい。ハウジング110がカバー114と、補強材(単数または複数)116とを含む実施形態では、少なくとも1つのそのような補強材116は、カバー114と接触して取り外し可能に接続され、補強材116は、互いに横断方向106に沿ってハウジング110に積み重ねられる。制御ボックス100は、ヒートシンク118をさらに含むことができる。ヒートシンク118は、複数の補強材116の1つと接触するなどして、ハウジング110に取り外し可能に接続することができる。ヒートシンク118はさらに、横断方向106に沿って補強材116およびハウジング110に積み重ねられてもよい。

0037

1つまたは複数の回路基板を、内部112内に配置することができる。例えば、第1の回路基板120を、内部112に配置することができる。例示的な実施形態では、第1の回路基板120は、本明細書で説明するようなシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板200である。そのような第1の回路基板120は、例示的な実施形態では、補強材116とヒートシンク118との間など、ハウジング110とヒートシンク118との間に位置決めされてもよい。さらに、第1の回路基板120は、第1の回路基板120からの熱がヒートシンク118を通って第1の回路基板120から放散されるようにヒートシンク118と接触してもよい。加えて、第1の回路基板120は、補強材116と接触してもよい。

0038

例えば、第1の回路基板120は、1つまたは複数のコンピューティング構成要素を含んでもよい。そのようなコンピューティング構成要素は、第1のプロセッシングシステム230、第2のプロセッシングシステム232、および/または1つまたは複数のメモリブロック234を含むことができ、それらはすべて、SOM回路基板200の文脈などで本明細書で詳細に説明する。さらに、熱界面材料236(SOM回路基板200の文脈で以下に詳細に説明する)を、そのようなコンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置することができる。例示的な実施形態では、コンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置された熱界面材料236などの第1の回路基板120は、ヒートシンク118および/または補強材116と接触してもよい。

0039

いくつかの実施形態では、熱界面材料236は、ヒートシンク118と接触してもよい。特に、1つまたは複数のコンピューティング構成要素(SOM回路基板200の文脈で以下に説明するような回路基板120の第1のフェース面210に取り付けられる第1のプロセッシングシステム230、第2のプロセッシングシステム232、および/または1つまたは複数のメモリブロック234など)に配置される熱界面材料236は、そのベース130などのヒートシンク118と接触してもよい。

0040

追加的または代替的に、補強材116は、複数のフィンガ140を含むことができる。フィンガ140は、サポートおよび熱伝達の目的で他の構成要素と接触する補強材116の概して平ら内面である。第1の回路基板120は、そのようなフィンガ140と接触してもよい。特に、1つまたは複数のコンピューティング構成要素(SOM回路基板200の文脈で以下に説明するような回路基板120の第2のフェース面212に取り付けられる1つまたは複数のメモリブロック234など)に配置される熱界面材料236は、フィンガ140と接触してもよい。

0041

例示的な実施形態では、補強材116は、外枠142と、1つまたは複数の横材144とを含む。加えて、補強材116は、フィンガ140を含むことができる。第1の回路基板120が補強材116と接触すると、第1の回路基板120は、外枠142および/または1つまたは複数の横材144と接触することができ、上述のようにフィンガ140とさらに接触することができる。

0042

例示的な実施形態では、ヒートシンク118は、金属から形成される。ヒートシンク118は、ベース130を含むことができる。ベースは、例示的な実施形態では、上述のようなその構成要素などの第1の回路基板120と接触することができる。さらに、図5図7に示すようないくつかの例示的な実施形態では、ヒートシンク118は、ベース130から外側に延びる複数のフィン132を含んでもよい。これらの実施形態では、ヒートシンク118は、フィン132を介して制御ボックス100から対流熱伝達を提供することができる。他の実施形態では、図8図14に示すように、フィン132を設けなくてもよく、ヒートシンク118は、例えば、制御ボックス100が取り付けられる対象UAVのベース130と他の構成要素との接触を介して制御ボックス100から伝導性熱伝達を提供することができる。さらに他の実施形態では、ヒートシンク118は、熱伝達を容易にするための使い捨てもしくは可逆的相変化材料液体冷却材料、および/または他の適切な構成要素をさらに含んでもよい。

0043

制御ボックス100は、第2の回路基板122をさらに含むことができる。第2の回路基板122は、例えば、ソナー、レーダ、GPS、無線などの関連構成要素などの通信関連構成要素を一般に含むキャリアカード型回路基板とすることができる。第2の回路基板は、内部112内に配置することができる。例えば、そのような第2の回路基板122は、例示的な実施形態では、カバー114と補強材116との間に位置決めされてもよい。さらに、第2の回路基板122は、補強材116と接触してもよい。

0044

例示的な実施形態では、第2の回路基板122は、第1の回路基板120と動作可能に連通する。例えば、第2の回路基板122は、第2の回路基板122に位置決めされ、第1の回路基板120の相手方の入力/出力コネクタ(SOM回路基板200の実施形態におけるコネクタ238など)と動作可能に接触する1つまたは複数の入力/出力コネクタ124をさらに含んでもよい。

0045

いくつかの実施形態では、第2の回路基板122は、1つまたは複数のセンサコネクタ125をさらに含んでもよい。そのようなセンサコネクタ125は、図5図10に示すように縦方向104に沿って、または別の適切な方向になど、ハウジング110から延びることができる。これらのセンサコネクタ125は、例えば、制御ボックス100が取り付けられるUAVに取り付けることができる(本明細書で説明するものなどの)適切な外部センサまたは他の二次装置12に第2の回路基板122を接続するためのポートであり得る。

0046

加えて、制御ボックス100は、ハウジング110から延びる1つまたは複数の入力/出力コネクタ126を含むことができる。例示的な実施形態では、そのようなコネクタ(単数または複数)126の1つまたは複数は、第2の回路基板122の構成要素である。そのような入力/出力コネクタ126は、制御ボックス100およびその構成要素を、例えば、制御ボックス100が取り付けられるUAVの他の構成要素に接続することができる。いくつかの実施形態では、図5図10に示すように、入力/出力コネクタ(単数または複数)126は、ハウジング110の端面板115を通るなどして、縦方向104に沿ってハウジング110から延びる。他の実施形態では、図11図14に示すように、入力/出力コネクタ(単数または複数)126は、カバー114を通るなどして、横断方向106に沿ってハウジング110から延びる。

0047

いくつかの実施形態では、制御ボックス100は、メザニンカード128をさらに含んでもよい。メザニンカード128は、内部112内に配置することができ、第2の回路基板122と動作可能に連通することができる。メザニンカード128は、例えば、第2の回路基板122とカバー114との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、入力/出力コネクタ126の1つまたは複数は、メザニンカード128の構成要素である。

0048

示すように、ヒートシンク118およびハウジング110の構成要素は、貫通孔を含むことができる。様々な貫通孔を、制御ボックス100の様々な構成要素のモジュール性を容易にするために有利に位置合わせすることができる。例えば、複数の貫通孔150が、横断方向106に沿ってなど、ヒートシンク118のベース130を通って延びてもよい。そのような貫通孔150は、パターン状に配置することができる。さらに、複数の貫通孔が、横断方向106に沿ってなど、ハウジング110を通って延びてもよい。そのような貫通孔は、パターン状に配置することができる。そのような貫通孔は、例えば、横断方向106に沿ってパターン状にカバー114を通って延びる貫通孔152と、横断方向106に沿ってパターン状に補強材116を通って延びる貫通孔154とを含むことができる。例示的な実施形態では、貫通孔150、152、および154などの、ベース130およびハウジング110の貫通孔のパターンは、同一である。したがって、締結具を貫通孔150、152、154を通して挿入し、制御ボックス100のそのような構成要素を共に締結することができる。特に、そのような同一のパターンは、そのような構成要素の異なるバージョンモジュール形式で互いに交換することができるように、様々な異なる種類のヒートシンク118およびハウジング110(ならびにそのカバー114および補強材116)に延びることができる。

0049

ヒートシンク118がその補強材116などのハウジング110と接触すると、そのような構成要素は、「さねはぎ」タイプの特徴を使用して共に嵌合することができる。そのような特徴は、適切な嵌合を確実にするように構成要素を互いに対して有利に配向させ、また電磁干渉(「EMI」)フィルタとして有利に作用する。例えば、図15および図16に示すように、溝160は、ベース130に画定することができる。いくつかの実施形態では、溝160は、図16に示すように、外部溝であってもよい。あるいは、溝160は、図15に示すように、内部溝であってもよい。相手方のタブ162は、その補強材116などのハウジング110から延びることができる。タブ162は、ヒートシンク118がハウジング110、例えばその補強材116に接続されると溝160内に延びることができる。

0050

カバー114および補強材が利用される実施形態では、そのような構成要素はまた、「さねはぎ」タイプの特徴を使用して共に嵌合することができる。そのような特徴は、適切な嵌合を確実にするように構成要素を互いに対して有利に配向させ、また電磁干渉(「EMI」)フィルタとして有利に作用する。例えば、図16に示すように、溝164は、補強材116に画定することができる。示すようないくつかの実施形態では、溝164は、外部溝であってもよい。あるいは、溝164は、内部溝であってもよい。相手方のタブ166は、カバー114から延びることができる。あるいは、図15に示すように、溝164は、カバー114に画定することができ、タブ166は、補強材116に画定することができる。タブ166は、補強材116がカバー114に接続されると、溝164内に延びることができる。

0051

ここで図17および図18を参照すると、本開示による制御ボックス100は、システムオンモジュール(「SOM」)回路基板200を含むことができ、これは上述のように第1の回路基板120とすることができる。SOM回路基板200は、示すように、横方向202、縦方向204、および横断方向206を画定し得る。そのような方向202、204、206は、SOM回路基板200の直交座標系を共に画定することができる。SOM回路基板200が制御ボックス100に設置されると、方向202、204、206は、それぞれの方向102、104、106に対応し得る。

0052

SOM回路基板200は、複数の外面を含む主本体208を有することができる。例えば、主本体208は、第1のフェース面210と、対向する第2のフェース面212とを含み、これらの両方は、一般に、横方向202および縦方向204によって画定された平面内に延びる。主本体208は、第1の端面214と、対向する第2の端面216とをさらに含み、これらの両方は、一般に、横方向202および横断方向206によって画定された平面内に延びる。主本体208は、第1の側面218と、対向する第2の側面220とをさらに含み、これらの両方は、一般に、縦方向204および横断方向206によって画定された平面内に延びる。

0053

一般に、SOM回路基板200およびその主本体208は、示すように、超長方形の形状を有する。したがって、第1および第2の端面214、216も各々、横方向202に沿った最大長さである長さ222を有する。第1および第2の側面218、220も各々、縦方向204に沿った最大長さである長さ224を有する。示すように、例示的な実施形態では、最大長さ224は、最大長さ222よりも大きい。

0054

SOM回路基板200は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含むことができる。各コンピューティング構成要素は、第1のフェース面210または第2のフェース面212など、主本体208に取り付けることができる。例えば、コンピューティング構成要素は、第1のプロセッシングシステム230と、第2のプロセッシングシステム232と、複数のメモリブロック234とを含んでもよい。特に、第1および第2のプロセッシングシステム230、232およびメモリブロック234は、例示的な実施形態では、結合型コンピューティングシステムに共に統合され得、2つのプロセッシングシステム230、232が共に動作する。したがって、例えば、第1のプロセッシングシステム230は、第2のプロセッシングシステム232を監視およびバックアップすることができ、第2のプロセッシングシステム232は、第1のプロセッシングシステム230を監視およびバックアップすることができる。

0055

いくつかの実施形態では、例えば、第1のプロセッシングシステム230は、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)ベースのプロセッシングシステムであってもよい。追加的または代替的に、第2のプロセッシングシステム232は、いくつかの実施形態では、フラッシュメモリベースのプロセッシングシステムであってもよい。追加的または代替的に、メモリブロック234は、RAMメモリブロックであってもよい。

0056

示すように、例示的な実施形態では、第1および第2のプロセッシングシステム230、232は、主本体208の第1のフェース面210に取り付けられてもよい。しかしながら、あるいは、第1および第2のプロセッシングシステム230、232の一方または両方は、主本体208の第2のフェース面212に取り付けることができる。さらに、いくつかの実施形態では、メモリブロック234の少なくとも1つまたは複数は、第1のフェース面210に取り付けられてもよい。追加的または代替的に、メモリブロック234の少なくとも1つまたは複数は、第2のフェース面212に取り付けられてもよい。

0057

いくつかの実施形態では、熱界面材料236は、コンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置することができる。熱界面材料236は、本明細書で説明するように、そのようなコンピューティング構成要素から制御ボックス100の他の構成要素への熱伝達を容易にすることができる。適切な熱界面材料236は、例えば、比較的柔軟な材料であってもよく、これは例えば硬化性であり得る。例示的な実施形態では、そのような材料236は、チキソトロピー材料であってもよい。例示的な実施形態では、そのような材料236は、3.2〜4W/m−K、例えば3.4〜3.8W/m−K、例えば3.6W/m−Kの熱伝導率を有することができる。1つの適切な材料は、The Bergquist Companyから市販されているGap Filler 3500S35である。

0058

例示的な実施形態では、熱界面材料236は、第1のフェース面210に取り付けられたメモリブロック234の1つまたは複数および/または第2のフェース面212に取り付けられたメモリブロック234の1つまたは複数などのメモリブロック234に配置され得る。追加的または代替的に、熱界面材料236は、第1のプロセッシングシステム230および/または第2のプロセッシングシステム232に配置されてもよい。

0059

加えて、1つまたは複数の入力/出力コネクタ238が、主本体208に取り付けられてもよい。これらのコネクタ238は、制御ボックス100で、本明細書で説明するようにSOM回路基板200を他の回路基板に接続することができ、したがってSOM回路基板200とそのような他の回路基板との間の通信を可能にする。コネクタ238は、例えば、示すように第2のフェース面212に取り付けられてもよく、あるいは、第1のフェース面210に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、コネクタ238は、第1の側面218に近接して、したがって横方向202に沿って第2の側面220よりも第1の側面218に近く配置されてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、コネクタ238を第2の側面220に近接して設けなくてもよい。さらに、コネクタ238の縦方向軸は、示すように、縦方向204に沿って位置合わせすることができる。

0060

さらに示すように、複数の取付孔240が、主本体208を通って延びることができる。これらの取付孔240の1つまたは複数は、例えば、SOM回路基板200を制御ボックス100の他の構成要素に接続するために利用され得る。各取付孔240は、第1のフェース面210及び第2のフェース面212を通って且つ第1のフェース面210と第2のフェース面212との間で横断方向206に沿って延びることができる。

0061

主本体の取付孔240の位置は、特に有利であり得る。例えば、取付孔240の第1のアレイ242は、第1の側面218に近接して、例示的な実施形態では、横方向202に沿ってコネクタ238と第1の側面218との間に配置されてもよい。第1のアレイ242の取付孔240は、縦方向204に沿って互いに離間してもよい。例示的な実施形態では、第1のアレイ242は、3つ以上の取付孔を含んでもよいが、代替の実施形態では、2つの取付孔を利用してもよい。取付孔240の第2のアレイ244は、第2の側面220に近接して配置されてもよく、例示的な実施形態では、第1のアレイ242が第1の側面218から離れているので、横方向202に沿って第2の側面220から等しい距離だけ離間してもよい。第2のアレイ244の取付孔240は、縦方向204に沿って互いに離間してもよい。例示的な実施形態では、第2のアレイ244は、3つ以上の取付孔を含んでもよいが、代替の実施形態では、2つの取付孔を利用してもよい。第1および第2のアレイは、SOM回路基板200を制御ボックス100の他の構成要素に有利に接続し、そのような構成要素に対するSOM回路基板200の相対運動を最小限に抑えることができる。

0062

加えて、1つまたは複数の第3の取付孔246を、横方向202に沿って第1のアレイ242と第2のアレイ244との間に配置することができる。例示的な実施形態では、1つまたは複数の第3の取付孔246は、横方向202に沿ってなど、第1の側面218と第2の側面220との間の略中央に位置決めされてもよい。これにより、第3の取付孔246は、横方向202に沿って第1のアレイ242および第2のアレイ244から等間隔に配置することができる。さらに、単一の第3の取付孔246のみが利用される実施形態では、第3の取付孔246は、縦方向204に沿ってなど、第1の端面214と第2の端面216との間の略中央に位置決めされてもよい。第3の取付孔(単数または複数)246は、そのような孔(単数または複数)246がSOM回路基板200の使用中の共振周波数の問題を低減し、改善された剛性をSOM回路基板200に提供するので、特に有利であり得る。

0063

いくつかの実施形態では、複数のビア250を、SOM回路基板200に設けてもよい。各ビアは、横断方向206に沿って本体208を通って延びることができ、第1のフェース面210および/または第2のフェース面212から突出することができる。ビア250は、第1の側面218および/または第2の側面220に近接して位置することができる。ビア250は、例示的な実施形態では、金または銅などの金属材料から形成することができ、主本体208内から熱を伝達し、一般に主本体208およびSOM回路基板200からこの熱を伝達するための熱伝達導管として機能することができる。

0064

いくつかの実施形態では、1つまたは複数の金属コーティングを主本体208、例えばその第1のフェース面210および/または第2のフェース面212にメッキすることができる。金属コーティングは、一般に主本体208およびSOM回路基板200から熱を伝達するための熱伝達導管として機能することができる。

0065

例えば、第1の金属コーティング252は、複数の取付孔240(第1および第2のアレイ242、244の取付孔ならびに第3の取付孔(単数または複数)246を含む)を画定する本体208の部分(その第1のフェース面210および/または第2のフェース面212など)にメッキされてもよい。そのようなコーティング252は、様々なメッキが接続されないように、本体208のそのような部分に別々にメッキされてもよい。例示的な実施形態では、そのような第1の金属コーティング252が銅コーティングであるが、代替の実施形態では、金または他の適切な金属を利用してもよい。

0066

追加的または代替的に、第2の金属コーティング254が、本体208(その第1のフェース面210および/または第2のフェース面212など)にメッキされてもよい。そのようなコーティング252は、第1および第2の側面218、220に近接して位置してもよく、そのような面218、220に、例えば長さ224全体に沿って延びてもよい。第1および第2の金属コーティング252、254の両方が利用される実施形態では、第2の金属コーティング254は、第1の金属コーティング252の上にメッキされてもよい。例示的な実施形態では、そのような第2の金属コーティング254が金コーティングであるが、代替の実施形態では、銅または他の適切な金属を利用してもよい。

0067

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者であれば想到できる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

0068

[実施態様1]
横方向(102、202)、縦方向(104、204)、および横断方向(106、206)を画定するシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)であって、
第1のフェース面(210)と、対向する第2のフェース面(212)と、第1の側面(218)と、対向する第2の側面(220)と、第1の端面(214)と、対向する第2の端面(216)とを有する主本体(208)であって、前記第1および第2の側面(218、220)は、前記横方向(102、202)に沿った前記第1および第2の端面(214、216)の最大長さ(222)よりも大きい前記縦方向(104、204)に沿った最大長さ(224)を有する主本体(208)と、
複数のコンピューティング構成要素であって、前記複数のコンピューティング構成要素の各々は、前記第1のフェース面(210)または前記第2のフェース面(212)の一方に取り付けられる複数のコンピューティング構成要素と、
前記第2のフェース面(212)に取り付けられた入力/出力コネクタ(238)と、
前記第1のフェース面(210)及び前記第2のフェース面(212)を通って、且つ前記第1のフェース面(210)と前記第2のフェース面(212)との間で前記横断方向(106、206)に沿って延びる複数の取付孔(240)であって、前記第1の側面(218)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第1のアレイ(242)と、前記第2の側面(220)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第2のアレイ(244)と、前記横方向(102、202)に沿って前記第1のアレイ(242)と前記第2のアレイ(244)との間に配置された第3の取付孔(246)と
を備える複数の取付孔(240)とを備える、SOM回路基板(200)。
[実施態様2]
前記第3の取付孔(246)が、前記第1の側面(218)と第2の側面(220)との間、および前記第1の端面(214)と第2の端面(216)との間の略中央に位置決めされる、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様3]
前記第1のアレイ(242)および前記第2のアレイ(244)が各々、少なくとも3つの取付孔(240)を備える、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様4]
前記複数の取付孔(240)を画定する前記主本体(208)の部分にメッキされた金属コーティング(252)をさらに備える、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様5]
前記金属コーティング(252)が、銅コーティングである、実施態様4に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様6]
前記金属コーティング(252)が、第1の金属コーティング(252)であり、前記主本体(208)にメッキされた第2の金属コーティング(254)をさらに備える、実施態様4に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様7]
前記第2の金属コーティング(254)が、金コーティングである、実施態様6に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様8]
複数のビア(250)をさらに備え、前記複数のビア(250)の各々が、前記横断方向(106、206)に沿って前記主本体(208)を通って延び、金属材料から形成される、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様9]
前記コンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置された熱界面材料(236)をさらに備える、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様10]
前記複数のコンピューティング構成要素が、第1のプロセッシングシステム(230)と、第2のプロセッシングシステム(232)と、複数のメモリブロック(234)とを備える、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様11]
前記第1のプロセッシングシステム(230)が、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)ベースのプロセッシングシステムであり、前記第2のプロセッシングシステム(232)が、フラッシュメモリベースのプロセッシングシステムである、実施態様10に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様12]
記入力/出力コネクタ(238)が、前記第1の側面(218)に近接して配置される、実施態様1に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様13]
横方向(102、202)、縦方向(104、204)、および横断方向(106、206)を画定するシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)であって、
第1のフェース面(210)と、対向する第2のフェース面(212)と、第1の側面(218)と、対向する第2の側面(220)と、第1の端面(214)と、対向する第2の端面(216)とを有する主本体(208)であって、前記第1および第2の側面(218、220)は、前記横方向(102、202)に沿った前記第1および第2の端面(214、216)の最大長さ(222)よりも大きい前記縦方向(104、204)に沿った最大長さ(224)を有する主本体(208)と、
複数のコンピューティング構成要素であって、前記複数のコンピューティング構成要素の各々は、前記第1のフェース面(210)または前記第2のフェース面(212)の一方に取り付けられる複数のコンピューティング構成要素と、
前記第1の側面(218)に近接して前記第2のフェース面(212)に取り付けられた1つまたは複数の入力/出力コネクタ(238)であって、前記SOM回路基板(200)の入力/出力コネクタ(238)は、前記第2の側面(220)に対して前記第1の側面(218)に近接してのみ配置される入力/出力コネクタ(238)と、
前記第1のフェース面(210)及び前記第2のフェース面(212)を通って、且つ前記第1のフェース面(210)と前記第2のフェース面(212)との間で前記横断方向(106、206)に沿って延びる複数の取付孔(240)と
を備える、SOM回路基板(200)。
[実施態様14]
前記複数の取付孔(240)が、前記第1の側面(218)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第1のアレイ(242)と、前記第2の側面(220)に近接して前記縦方向(104、204)に沿って離間した取付孔(240)の第2のアレイ(244)と、前記横方向に沿って前記第1のアレイ(242)と第2のアレイ(244)との間に配置された第3の取付孔(246)とを備える、実施態様13に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様15]
前記第3の取付孔(246)が、前記第1の側面(218)と第2の側面(220)との間、および前記第1の端面(214)と第2の端面(216)との間の略中央に位置決めされる、実施態様14に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様16]
前記第1のアレイ(242)および前記第2のアレイ(244)が各々、少なくとも3つの取付孔(240)を備える、実施態様13に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様17]
前記複数の取付孔(240)を画定する前記主本体(208)の部分にメッキされた金属コーティング(252)をさらに備える、実施態様13に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様18]
前記金属コーティング(252)が、第1の金属コーティング(252)であり、前記主本体(208)にメッキされた第2の金属コーティング(254)をさらに備える、実施態様17に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様19]
複数のビア(250)をさらに備え、前記複数のビア(250)の各々が、前記横断方向(106、206)に沿って前記主本体(208)を通って延び、金属材料から形成される、実施態様13に記載のSOM回路基板(200)。
[実施態様20]
前記コンピューティング構成要素の1つまたは複数に配置された熱界面材料(236)をさらに備える、実施態様13に記載のSOM回路基板(200)。

0069

10無人航空機(UAV)
12二次装置
14推進移動(PM)装置
20画像センサ
22レーダセンサ
24LIDARセンサ
26ソナーセンサ
28GPSセンサ
30推力装置
32制御面
34位置決めシステム
36ペイロード送達システム
38通信システム
50 制御システム
60バックプレーン
61CPUカード
62コプロセッサカード
63アドオンカード
64 アドオンカード
65 アドオンカード
66 スイッチ
71 第1のカードスロット
72 第2のカードスロット
73 カードスロット
74 カードスロット
75 カードスロット
80 制御システム
100制御ボックス
102 横方向
104縦方向
106横断方向
110ハウジング
112 内部
114カバー
115端面板
116補強材
118ヒートシンク
120 第1の回路基板
122 第2の回路基板
124 入力/出力(I/O)コネクタ
125センサコネクタ
126 I/Oコネクタ
128メザニンカード
130ベース
132フィン
140フィンガ
142外枠
144横材
150貫通孔
152 貫通孔
154 貫通孔
160 溝
162タブ
164 溝
166 タブ
200システムオンモジュール(SOM)回路基板
202 横方向
204 縦方向
206 横断方向
208 主本体
210 第1のフェース面
212 第2のフェース面
214 第1の端面
216 第2の端面
218 第1の側面
220 第2の側面
222最大長さ
224 最大長さ
230 第1のプロセッシングシステム
232 第2のプロセッシングシステム
234 第1のメモリブロック、第2のメモリブロック
236熱界面材料
238 I/Oコネクタ
240取付孔
242 第1のアレイ
244 第2のアレイ
246 第3の取付孔
250ビア
252 第1の金属コーティング
254 第2の金属コーティング
302プロセッシングユニット
304プログラマブル論理回路
322 プロセッシングユニット
324 プログラマブル論理回路

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