SpW-part1 (1015623)
Текст из файла
МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКАSpaceWire – это наиболее передовая и активно развиваемая сегодня технология для построения распределенных гетерогенных бортовых систем, преждевсего аэрокосмического назначения. Ее поддерживает и внедряет в перспективные космические аппараты (КА) и Европейское космическое агентство ESA, икосмические агентства США (NASA) и Японии (JAXA).В российской космической отрасли развивать и внедрять технологию SpaceWire стратегически важно,поскольку она способствует обеспечению современных тактикотехнических характеристик перспективных российских КА, конкурентоспособности на мировом рынке космических технологий и услуг, развитиюмеждународного сотрудничества в космической области с другими странами, совместимости и унификации разработок аппаратуры КА российских предприятий.
Технология SpaceWire перспективна и вдругих областях, где используются встроенные распределенные и параллельные информационновычислительные и управляющие комплексы, работающие в реальном времени.В разработке технологии SpaceWire принимали активное участие специалисты российских университетов и компаний – СанктПетербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП), ГУП НПЦ "ЭЛВИС", ЗАО НПЦ"Микропроцессорные Технологии".
Что особенно важно,компания ЭЛВИС разрабатывает и производит в рамках своего семейства "Мультикор" специализированные СБИС [1], оснащенные встроенными контроллерами SpaceWire.Однако отсутствие информации об этой технологии иподдерживающих ее отечественных СБИС затрудняетосвоение SpaceWire фирмамиразработчиками. Восполним этот пробел.ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 5/2006Ю. Шейнин, СанктПетербургскийгосударственный университет аэрокосмическогоприборостроения (ГУАП)Т.Солохина, Я.Петричкович, ГУП НПЦ “ЭЛВИС”ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ СТАНДАРТА SpaceWireОдна из основных тенденций в области аэрокосмической тех&ники – унификация и стандартизация оборудования и интер&фейсов комплексов бортового оборудования (КБО).
Важней&ший элемент любого современного КБО – система передачиинформации. Работы в области создания и внедрения унифи&цированных бортовых систем передачи данных насчитываютболее чем тридцатилетнюю историю – достаточно вспомнитьиспользуемую до сих пор спецификацию MIL&Std&1553B, пер&вый стандарт бортовых локальных сетей, утвержденныйв 1973 году.По мере расширения и усложнения задач, реализуемых пер&спективными космическими и летательными аппаратами, воз&растали и требования к комплексам бортового оборудования(КБО). Существующие архитектуры КБО с низкоскоростнымиУровнимодели OSIУровниSpiceWireПриложенийПредставленияСессионныйТранспортный(во 2й редакции)СетевойТранспортныйСетевойПакетныйОбменаСоединенияСимвольныйФизическийСигнальныйФизическийРис.1. Сопоставление иерархии протоколов стандарта SpaceWireс моделью OSI64каналами передачи информации перестают соответствоватьсовременным требованиям.
Стали необходимы новые техноло&гии комплексирования высокоинтеллектуальных подсистемКБО в интегрированные масштабируемые комплексы с откры&той архитектурой [2].В результате через 30 лет после появления MIL&Std&1553B,24 января 2003 года, был опубликован стандарт SpaceWire(ECSS&E&50&12A "SpaceWire – соединения, узлы, маршрутиза&торы и сети") [3]. Стандарт разработан под эгидой междуна&родного комитета Consultative Committee for Space Data Systems(CCSDS) Европейской ассоциации по стандартизации космиче&ских систем ECSS (European Cooperation for SpaceStandardisation). Головной исполнитель – Европейский центркосмических исследований и технологий ESTEC Европейскогокосмического агентства ESA. В разработке участвовали специа&листы многих стран, в том числе российских университетов икомпаний: Санкт&Петербургского государственного универси&тета аэрокосмического приборостроения (ГУАП), ГУП НПЦ"ЭЛВИС" и ЗАО НПЦ "Микропроцессорные Технологии".SpaceWire – это перспективная системообразующая техно&логия для высокоскоростной коммуникации и комплексирова&ния бортовых систем аэрокосмических аппаратов, которая мо&жет найти применение и в распределенных системах различно&го назначения (промышленных, бортовых наземных и т.п.).SpaceWire разрабатывалась в соответствии с такими требова&ниями аэрокосмических применений, как высокие скорости пе&редачи информации, малые задержки доставки сообщений, ус&тойчивость к отказам и сбоям, низкое энергопотребление,электромагнитная совместимость, компактная реализацияв СБИС, поддержка систем реального времени и системныхфункций бортовых комплексов.Технология SpaceWire оказалась настолько удачной, что бы&ла принята как базовая не только ESA, но и космическимиагентствами США (NASA) и Японии (JAXA).
Международная ра&бочая группа SpaceWire WG с участием представителей ESA,NASA и JAXA продолжает разработку второй очереди стандартаSpaceWire. Включиться в эту работу планирует и Федеральноекосмическое агентство РФ.Разработка технологии SpaceWire базировалась на трехстандартах: IEEE 1355&1995 [4], TIA/EIA&644 [5] и IEEE Standard1596.3&1996 [6].
Стандарт IEEE 1355&1995 предназначался дляпостроения высокопроизводительных масштабируемых мо&дульных параллельных вычислительных систем. Другие два сла&гаемых SpaceWire – стандарты TIA/EIA&644 и IEEE 1596.3&1996 –описывают метод передачи данных дифференциальными сиг&налами с малым напряжением LVDS (Low Voltage DifferentialSignalling).Взяв за основу эти три стандарта, адаптировав их для аэро&космических применений и добавив недостающие для косми&ческих применений свойства и характеристики, разработчикисформировали спецификацию SpaceWire.Таблица 1. Стек протоколов стандарта SpaceWireУровень иерархииОсновные функцииСетевой уровеньМаршрутизация пакетов в сетевых узлах; ориенти&рован на использование "червячной маршрутиза&ции" (wormhole routing) пакетовУровень пакетовФормат пакетов и метод инкапсуляции данных в па&кетыУровень обменаУстановление и управление соединением точка&точ&ка (уровень звена данных), включая инициализациюканала связи, управления потоком данных, синхро&низацию, обнаружение неисправностей и переза&пуск соединенияУровень символовФормирование и кодировка символов данных иуправленияСигнальный уровень Преобразование данных в сигналы линии связи,спецификация их электрических и временных пара&метров, границ помехоустойчивости и скорости пе&редачи данных в каналеФизический уровень Определяет разъемы, кабели, проводники на печат&ных платах и технические требования по обеспече&нию электромагнитной совместимости (ЭМС)АРХИТЕКТУРА SpaceWireСтандарт SpaceWire регламентирует логические протоколы,физические разъемы и кабели, электрические свойства соеди&нений, которые определяют канал связи SpaceWire, архитекту&ру коммуникационной сети и обеспечивают средства передачипакетов информации от исходного узла до требуемого узла на&значения через масштабируемую коммуникационную сеть.
Онописывает работу коммутационной сети на шести уровнях ие&рархии (табл.1). Их можно условно соотнести с семиуровневойэталонной моделью взаимодействия открытых систем OSI(рис.1). Однако принципы межуровневого взаимодействия, по&ложенные в основу SpaceWire, несколько отличаются от эталон&ной модели OSI. Например, управляющие коды, формат кото&рых определяется на уровне символов, используются не толькодля управления потоком данных непосредственно в канале, нои при маршрутизации на сетевом уровне.Сеть SpaceWire состоит, в общем случае, из некоторого чис&ла узлов&абонентов (SpaceWire nodes) и сетевых узлов – мар&шрутизирующих коммутаторов (routing switches) (рис.2).Узлы&абоненты сети SpaceWire – это устройства, передаю&щие и принимающие потоки данных. Они связаны с маршрути&зирующим коммутатором или друг с другом дуплексными кана&МаршрутизаторЛинк...Маршрутизатор...МаршрутизаторМаршрутизаторЛинкУзелУзел...УзелУзелУзел...УзелУзелУзел...УзелРис.2.
Обобщенная структура сети SpaceWire65ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 5/2006МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКАлами, называемыми линками (link). Узел оснащен одним илинесколькими линк&портами и интерфейсом с источником дан&АдресаМаркер концаПоле данныхназначенияпакетаных (хост&устройство (host) – процессорный модуль, датчик,исполнительное устройство, периферийный контроллер, и др.).От хост&устройства узел принимает данные, кодирует их и от& Рис.4.
Формат пакета SpaceWireправляет в свой передатчик, непосредственно подключенный к ния – для передачи по сети SpaceWire разбиваются на пакеты.Пакет SpaceWire (рис.4) включает поле заголовка, содержа&линку (рис.3). На другом конце линка данные принимает при&емник, который их восстанавливает (декодирует) и передает щее адрес назначения, и поле полезной нагрузки с даннымиадресату (другому хост&устройству) или на выходной порт мар& пользователя, ограниченное маркером конца пакета. Пакетышрутизирующего коммутатора. Приемник и передатчик с необ& передаются по сети друг за другом без каких&либо разделите&ходимыми элементами управления и интерфейсами к хост&уст& лей и интервалов. В качестве начала заголовка пакета всегдаройству образуют контроллер линка SpaceWire (по сути – тра& рассматривается его первый символ.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
