SpW-part2 (1015624)
Текст из файла
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОНИКИТ.Солохина,Я.Петричкович, Ю.ШейнинВо второй части статьи рассмотрим, как применяется технология SpaceWire в комплексахбортового оборудования космических аппаратови других систем, требующих высоких характеристик коммуникационной инфраструктуры.Мы также представим отечественный комплектСБИС “Мультиборт”, разработанный компанией“Элвис” с партнерами для реализации технологии SpaceWire.Применение технологии SpaceWireТехнология SpaceWire [1] позволяет строить высокоскоростную коммуникационную инфраструктуру для всех видовбортовых коммуникаций, таких как передача высокоскоростных цифровых сигналов между источниками/приемникамисигналов, процессорами цифровой обработки и устройствами отображения; обмен данными между вычислительнымимодулями параллельных вычислительных систем или распределенных вычислительных комплексов; передача команд наподсистемы комплектов бортового оборудования (КБО); сборинформации с сенсорных полей и c других первичных источников информации в КБО (для источников с низко- и среднескоростными информационными потоками); распределениеметок времени в КБО, сигналов реального времени и прерываний.
Широк спектр применения технологии SpaceWireи вне аэрокосмической тематики – в различных задачах,связанных со сбором и обработкой информации, управлением в комплексах с распределенной архитектурой, в системахпараллельной обработки сигналов и данных и т.д.Сеть SpaceWire способна заменить множество отдельныхразнородных сетей (обычно – 3–5) на борту летательного иликосмического аппарата (ЛА/КА), создав единую коммуникационную инфраструктуру на базе единых технических и программных средств. Это возможно не только благодаря высоким скоростям каналов – линков SpaceWire (до 400 Мбит/сна 10 м)**.
SpaceWire отличает и ряд важных архитектурныхособенностей:• высокоскоростная коммутация пакетов с «червячной маршрутизацией» (низкие задержки, высокая пропускная способность);• гибкость и масштабируемость сети (без ограничений натопологию);• многообразие методов маршрутизации (от простого указания пути в заголовке пакета до адаптивной маршрутизациис регионально-логической адресацией);• сквозное встраивание управляющих кодов в стек протоколов (независимость прохождения кодов управленияи тайм-кодов от загруженности каналов и коммутаторовданными);• малозатратность реализации SpaceWire в СБИС, компактность, низкое энергопотребление и устойчивость к помехам и сбоям.Рис.1. Подключение источников высокоскоростных потоков данныхк ВК обработки сигналов по каналам SpaceWire: а - простое подключение датчиков каналами «точка-точка», б – подключение посредствомкоммутатораВот почему технологию SpaceWire активно применяют в разработках национальных космических агентствЕвропейского союза (ESA), США (NASA), Японии (JAXA) и Ка- Начало см.: ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2006, №5, с.64-75.Следующий шаг в развитии технологии SpaceWire – дополнение SpaceFibre(2007 г.), расширяет диапазон скоростей до 2,5 Гбит/с, а длину линка – до100–300 м.Продолжение** ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/200738Таблица 1.
Примеры применения SpaceWire в зарубежных КА и проектахКосмическоеагентствоКосмический аппарат/проектОбласть применения SpaceWireЗапускESACRYOSATКанал данных с прибором Siral8.10.2005 г.ESARosettaКаналы данных с приборами VIRTIS и OSIRIS и с навигационной камерой AOCS2.03.2004 г.ESAMars ExpressКаналы данных в двух приборах (HRSC, OMEGA) и связь с датчиком положения звезд2.06.2003 г.ESAVenus ExpressКаналы данных в двух приборах (VIRTIS, VMC) и связь с датчиком положения звезд9.11.2005 г.ESAGAMMAКоммуникационная сеть между блоками массовой памяти, блоками сопряженияс датчиками, процессорными блоками БВКПроектESAAurora Avionics Architecture SystemDefinition (A3SysDef)Коммуникационная сеть между датчиками с высокоскоростными потоками оцифрованных данных, процессорными блоками распределенного БВКПроектESAPayload data processing architecture(PaDaPAr)Коммуникационная сеть для обменов с датчиками, с массовой памятью и междупроцессорамиПроектESAGAIAAstronomy science missionСопряжение процессоров обработки видеоинформации с оптическими датчиками ис ЭВМ обработки данных полезной нагрузки2012 г.ESABepi-Colombo MPOMercury observationКоммуникации между центральным компьютером платформы, вычислительным комплексом полезной нагрузки и 11 приборами2012 г.ESAExomarsMars Rover & Pasteur PayloadСопряжение восьми приборов с бортовой ЭВМ и массовой памятью2012 г.ESASolar Orbiter(SolO)Сопряжение 14-ти приборов с бортовым вычислительным комплексом2014 г.ESAMeteosat Third Generation (MTG)Управление, передача и распределение данных для обработки, синхронизация в приборном комплексе полезной нагрузки2015 г.ESAEarthCareКоммуникационная среда для доступа к системе массовой памяти SSMM (AlcatelAlenia Space)2015 г.ESAGMES S3Коммуникационная сеть для высокоскоростных реконфигурируемых информационных потоков между SSMM, процессорами обработки данных полезной нагрузкии широкополосными каналами передачи данных (3 × 150 Мбит/с)2012 г.NASASwiftСвязь высокоскоростных датчиков с основным блоком обработки данных (16 каналовSpaceWire)NASAJWSTСвязь высокоскоростных датчиков с основным блоком обработки данных.Сеть маршрутизирующих коммутаторов SpaceWire (5 шт.)ПроектNASALunar Reconnaissance Orbiter (LRO)Cвязь высокоскоростных датчиков с основным блоком управления и обработки данных (каналы SpaceWire, маршрутизирующие коммутаторы SpaceWire внутри приборов, процессорных блоков, блоков коммуникаций)ПроектNASAGeostationaryOperational Environmental Satellite,R Series (GOES-R)Cвязь высокоскоростных датчиков с основным блоком управления и обработки данных, телеметрии и команд между приборами полезной нагрузки и КБО КАПроектNASAHubble Robotics MissionСвязь высокоскоростных датчиков с бортовым вычислительным комплексомПроектNASASub-orbital missionsНет данныхПроектJAXAMercury Magnetospheric Orbiter (MMO)Сеть SpaceWire для связи с полем датчиков (sensor electronics), для передачи команди телеметрии в бортовом приборном комплексе2012 г.CSARobotic ArmСопряжение вычислительных/управляющих блоков распределенной системы управления движением робота-манипулятораПрототипнады (CSA), а также в авионике ЛА различного назначения,в том числе – в их бортовых вычислительных комплексах(БВК) (табл.1).
Федеральное космическое агентство РФ такжеприняло принципиальное решение о применении технологииSpaceWire в российской космической отрасли и об участиив деятельности международной рабочей группы по дальнейшему развитию и применению SpaceWire.20.11.2004 г.тизуются только как средства подключения источника/приемника информации к цифровой системе локальной обработки или преобразования КБО [2]. Каналы SpaceWire можноиспользовать для прямого подключения датчиков – распределенных по объекту источников высокоскоростных потоковоцифрованных данных – к вычислительному комплексу (ВК)обработки сигналов (рис.1а).Высокие скорости каналов SpaceWire открывают новые возможности для системного проектирования КБО. Во-первых,высокая пропускная способность каналов необходима длясопряжения с сенсорами, формирующими высокоскоростныеинформационные потоки.
Посредством каналов SpaceWireдатчики, распределенные по объекту, можно напрямую под-Простые решенияВ аэрокосмических КБО устойчива тенденция переходаисключительно на цифровые каналы передачи сигналови данных с пакетизацией передаваемых потоков информации.Аналоговые интерфейсы в КБО рассматриваются и стандар39ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2007ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОНИКИключать к БВК (рис.1). При оцифровке сигналов типичнымив современных бортовых системах 12- и 16-разрядными АЦПформируются информационные потоки в десятки мегабайт всекунду.
Один канал SpaceWire позволяет передать информационный поток до 40 Мбайт/с (соответствует частотедискретизации 20–25 МГц) на расстояния до десятка метров.Если этих скоростей недостаточно, можно использовать такназываемые “толстые линки” – линии связи из n параллельных каналов SpaceWire, позволяющие повысить пропускнуюспособность в n раз.информации, но и по тем же каналам (и кабелям) управлятьработой датчиков – настраивать режимы и параметры функционирования, запускать тестирование и диагностику и т.п.(см. рис.1). С помощью механизмов распространения кодоввремени SpaceWire можно синхронизировать работу датчиковв реальном масштабе времени с точностью до долей микросекунд – синхронизировать их таймеры, синхронно сниматьинформацию по единому сигналу управления и т.п.Рис. 3.
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}
