Диссертация (Методы исследования и разработки сетевых контроллеров канального уровня для высокоскоростных бортовых вычислительных сетей космических аппаратов), страница 3

42-482.Яблоков Е.Н., Шейнин Ю.Е., Суворова Е.А., Солохина Т.В., Глушков А.В.,Алексеев И.Н., Гигабитные каналы в сетях Spacewire, Вопросы радиоэлектроники, 2012г., Т.2. № 2, с. 24-36.3.Evgeny Yablokov, Yuriy Sheynin, Elena Suvorova, Alexander Stepanov, TatianaSolokhina, Yaroslav Petrichcovitch, Alexander Glushkov, Ilia Alekseev, “GigaSpaceWire –Gigabit Links for SpaceWire Networks”, SpaceWire-2013. Proceedings of the 5th International10SpaceWire Conference, Gothenburg 2013. Editors Steve Parkes and Carole Carrie.

ISBN 9780-9557196-4-6, Space Technology Centre, University of Dundee, Dundee, 2013, pp. 28-34.4.Яблоков Е.Н., Розанов В.В. Реализация передачи пакетов SpaceWire спомощью сети Ethernet, Известия самарского научного центра академии наук, Том 16,2014 г., ISSN: 1990-5378, с. 576-5815.Yablokov E.N., Rozanov V.V., Problems of Developing Spacewire – EthernetBridge and Transferring Spacewire Packages Over Ethernet, Proceedings of 16th Conferenceof Open Innovations Association Finnish-Russian University Cooperation inTelecommunications (FRUCT) Program, University of Oulu, Oulu, Finland, 2014 г. – C.

1711766.Yablokov E.N., Rozanov V.V., Vinogradov A.A., Protocol for Connection EthernetInterface to SpaceWire Networks, Proceedings of 17th Conference of Open InnovationsAssociation Finnish-Russian University Cooperation in Telecommunications (FRUCT)Program. – Yaroslavl – 2015 г. – C. 93-987.Яблоков Е.Н., GigaSpaceWire, проблемы и решения, Известия самарскогонаучного центра академии наук, Том 18, 2016 г., ISSN: 1990-5378, с.

428-4318.Яблоков Е.Н., Построение имитационной модели сетевого контроллераканального уровня, Известия самарского научного центра академии наук, Том 19, 2017г., ISSN: 1990-5378, с. 576-5819.Виноградов А.Ю., Яблоков Е.Н., Исследование протокола EthernetSpaceWire, Известия самарского научного центра академии наук, Том 19, 2017 г., ISSN:1990-5378, с.

433-438.Публикации результатов диссертационной работыПо материалам диссертационной работы были опубликованы 21 научная работа,в том числе 15 статей и докладов, 7 из которых входят в перечень ВАК, 2 в издании,индексируемых SCOPUS, получено 3 патента РФ на полезную модель и 3 патента наизобретения.Внедрение результатов диссертационной работыРезультаты диссертационной работы были использованы в патентах на полезнуюмодель и изобретения, а именно:1.Устройство коммуникационного интерфейса для сети SpaceWire, ШейнинЮ.Е, Яблоков Е.Н., Суворова Е.А., Горбачев С.В., Петричкович Я.Я., Солохина Т.В.,Глушков А.В., Алексеев И.

Н., 27.05.2013 Российская Федерация, Патент РФ наизобретение RU 2483351 C12.Коммуникационное устройство для гальванической развязки DS-линка,Шейнин Ю.Е., Яблоков Е.Н., Суворова Е.А., Горбачев С.В., 20.06.2013 РоссийскаяФедерация, Патент РФ на изобретение RU 2485580 C1113.Устройство и способ формирования DS-кода, Яблоков Е.Н., Шейнин Ю.Е.,Суворова Е.А., Горбачев С.В., 20.06.2013, Российская Федерация, Патент РФ наизобретение RU 2485694 C24.Устройство формирования DS-кода, Горбачев С.В., Суворова Е.А., ШейнинЮ.Е., Яблоков Е.Н., 27.06.2012, Российская Федерация, Патент РФ на полезную модельRU 117757 U15.Устройство коммуникационного интерфейса для сети SpaceWire, ШейнинЮ.Е., Яблоков Е.Н., Суворова Е.А., Горбачев С.В., Петричкович Я.Я., Солохина Т.В.,Глушков А.В., Алексеев И.

Н., 20.03.2013 г, Российская Федерация, Патент РФ наполезную модель RU 126162 U16.Коммуникационное устройство для гальванической развязки DS-линка,Шейнин Ю.Е., Яблоков Е.Н., Суворова Е.А., Горбачев С.В. Патент20.04.2013 г.Российская Федерация, Патент РФ на полезную модель RU 127213 U1Наличие патентов, полученных по результатам исследования, подтверждаетновизну его результатов. Кроме этого, результаты научных исследований реализованыв серийных, опытных и разрабатываемых образцах АО НПЦ Элвис отечественныхСБИС, в том числе микросхем 1892ВМ14Я, 1892ВМ7Я, 1892ВМ15АФ, выпускаемыхсерийно (см. приложение А).Объем и структура работыДиссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения,список сокращений, списка литературы и приложения. Работа содержит 138 страницмашинописного текста, 76 рисунков.

Перечень литературных источников содержит 110наименований.12Глава 1. Развитие современных технологий и их влияниена сетевые контроллеры канального уровня1.1 Тенденции развития современных высокоскоростныхвычислительных сетейСуществующие алгоритмы создания высокоскоростных сетей и системпроектирования узловых устройств не в полной мере подходят для выполнения текущихпроектов, которые на данный момент выходят на уровень миллиардов транзисторов. Наданный момент подходы к созданию сетей и высокопроизводительных блоков могутоказаться неэффективным из-за сильно возросшей сложности проектирования этихблоков с самого начала.

Создание сложных структур на данном этапе представляетсяпрактически невозможным в рамках текущих тенденций развития [5]. Одним из решенияявляется создание более высокоэффективной среды обмена информацией. Например,тенденции развития бортовых сеть спутника [6] или самолета показывают, что такая сетьдолжна обеспечивать непрерывный обмен данными между управляющей системой идатчиками связи [7], которые передают информацию между собой посредством узловсвязи. До сих пор в таких сетях используются отработанные стандарты связи, такие какMIL-STD-810 [8], CAN [9] и даже Ethernet.

Несмотря на быстрое развитие стандартовобмена данными «на земле», бортовые системы не успевают за современнымитенденциями, ввиду более сложного проектирования и сложности замены в случаеполомки узла. Задача использования готовых компонентов в рамках решенияглобальной задачи без потери эффективности всей системы, является основнымспособом проектирования современных систем и сетей. Предположительно, сети будутсостоять из различных одинаковых архитектур и компонентов, которые будутмасштабироваться от нескольких дюжин до нескольких сотен или даже тысячаппаратных ресурсов, таких как блок данных, память, сетевой контроллер и т.п.Современные программные решения будут использовать огромное количество линийсвязи, что повлечет за собой увеличение производительности узлов. Различные задачибудут иметь совершенно различные типы данных и скорость их обработки, поэтомурешения для каждой конкретной задачи будут отличаться друг от друга [10].

Такимобразом – для решения данных задач понадобится большое количество аппаратныхрешений с вычислительными ресурсами, которые соединены между собой. Чем вышеуровень сложности создаваемых элементов – тем уникальнее задача, которую онрешает.Можно с уверенностью сказать, что к будущим аппаратным решениям будутпредъявляться следующие требования:1)скорости передачи между блоками должны быть выше 100 Мбит в секунду;2)блоки многофункциональны, они обрабатывают и передают различныетипы данных;133)большинство устройств сети обладают повышенной пропускнойспособностью и низким временем обработки данных;4)данные все чаще будут передаваться на большие расстояния (более 1метра);Одной из основных проблем создания таких систем является проблемаудовлетворения изначально заданных характеристик, которые для каждойпоставленной задачи могут быть совершенно различными.

Основные проблемы,которые стоят перед разработчиком аппаратной системы, можно описать следующимобразом:1)уменьшение времени задержки передачи полезной информации междуунифицированными блоками, элементами и сетями;2)увеличениепропускнойспособностиканаловсвязимеждуунифицированными блоками;3)уменьшение энергопотребления;4)увеличение надежности.От решения этих проблем при проектировании зависит правильноефункционирование всей системы в целом.

Однако, решить все проблемы в рамках сетипрактически невозможно. Перед проектировщиком стоит задача решения частипроблем, которая приведет решению текущей поставленной задачи.Необходимо отметить, что сеть данных представляет собой множество различныхблоков (или ресурсов), связанных между собой линиями связи. Большинство линийсвязи представляют собой связи канального уровня. Так же возможны соединениянескольких систем внутри блока связями плата-плат или блок-блок. Ресурсырасполагаются в различных местах создаваемой системы, в том числе – и в другой сети.Каждый ресурс обладает своим индивидуальным адресом и подсоединен ккоммутатору. Ресурс может быть подключен путем добавления соответствующегоадреса и наличия свободной точки подключения.Рабочие блоки могут работать на определенном уровне модели OSI. Можноопределить 4 уровня дальнейших модификаций.1)Физический уровень, отвечающий за общее количество линий связи, длинулиний, подключающий ресурсы и уровни.2)Канальный уровень описывает протокол сетевых контроллеров, которыеобеспечивают связь между ресурсом и коммутатором и между двумя коммутаторами.