Диссертация (1144013), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В его разработку леглиисследования, описанные в главе 2 для контроллера SpaceWire.Рисунок 74. Микропроцессор 1892ВМ12АТ127Радиационно-стойкий процессор 1892ВМ206Радиационно-стойкий процессор 1892ВМ196 предназначен для применения вбортовой и радиоэлектронной аппаратуре. В том числе как сетевой элементкомплексного бортового оборудования на базе сетей SpaceWire с использованием«интеллектуальных» коммутаторов-маршрутизаторов и других микросхем комплекта«МУЛЬТИБОРТ» разработки ОАО НПЦ «ЭЛВИС». Обеспечена совместимость попрограммному обеспечению с MIPS32-ядрами CPU предыдущих поколении серии«Мультикор».
Добавлена поддержка протоколов GigaSpaceWire и SpaceFibre.Микросхема разработана и изготовлена на территории РФ (Рисунок 75). В егоразработку легли исследования, описанные в главе 2 для контроллера SpaceWire.Рисунок 75. Радиационно-стойкий процессор 1892ВМ196Контроллер сетевых твердотельных накопителей 1892ВК016Радиационно-стойкая микросхема 1892ВК016 предназначена для использования вкачестве высокопроизводительного контроллера сетевого твердотельного накопителяинформации (SSD) терабайтной емкости для бортовых применений.
В том числе каксетевой элемент комплексного бортового оборудования на базе сетей SpaceWire сиспользованием «интеллектуальных» коммутаторов-маршрутизаторов и другихмикросхем комплекта «МУЛЬТИБОРТ» разработки НПЦ «ЭЛВИС». Обеспеченасовместимость по программному обеспечению с MIPS32-ядрами CPU предыдущихпоколений серии «Мультикор». Микросхема разработана и изготовлена на территорииРФ (Рисунок 76). В его разработку легли исследования, описанные в главе 2 дляконтроллера SpaceWire.128Рисунок 76. Контроллер сетевых твердотельных накопителей 1892ВК016Дополнительно на данный момент решения по GigaSpaceWire и SpaceFibreнаходятся на стадии опытного тестирования и внедрения в серийное производство набазе нового проекта. На данном этапе получен патент для технологии GigaSpaceWire v.2и готовится патент по технологии SpaceFibre.Дополнительно на данный момент решения по GigaSpaceWire и SpaceFibreнаходятся на стадии опытного тестирования и внедрения в серийное производство набазе нового проекта.
На данном этапе получен патент для технологии GigaSpaceWire v.2и готовится патент по технологии SpaceFibre.4.4 Выводы по главе 41)Рассмотрены способы формирования моделей на основании структурныхсхем устройств сетевых контроллеров канального уровня. С использованиемразработанной методики основной задачей является определение внутреннихподблоков, предназначенные для моделирования и анализа сетевого контроллераканального уровня. Рассмотрен переход от структурной схемы сетевых контроллеров кмоделированию, описанному в главе 3.2)Проанализированы существующиеструктурные схемы реальныхразрабатываемых устройств, внедряемых в серийное производство такие какSpaceWire, GigaSpaceWire и SpaceFibre.3)Представлены основные микросхемы серийных СБИС НПЦ Элвис, приразработке которых были использованы разработанные методики анализа ипроектирования сетевых контроллеров канального уровня, результаты анализа иисследования.
Описан набор серийных микросхем, в которых использованы результатыисследования сетевых контроллеров канального уровня (см. приложение А).129ЗаключениеРассмотрены тенденции развития существующих стандартов, в том числепредназначенные и для бортового применения. Определены тенденции развитиясовременных сетевых контроллеров с помощью исследования характеристикканального уровня стандартов.Рассмотрены характеристики современныхконтроллеров канального уровня, определены основные параметры для анализа.Обоснован выбор критериев для сетевого контроллера канального уровня, определеныосновные зависимости.
Выведено, что невозможно одновременное улучшение всеххарактеристик сетевого контроллера канального уровня, однако возможнамаксимизация некоторых из нужных характеристик, за счет уменьшения других.Определено, что в соответствии с тенденциями развития технологий и в соответствии стехническим заданием некоторые технические характеристики могут бытьнеобязательными для максимизации.В работе проанализированы известные методы оценки характеристики сетевыхконтроллеров канального уровня.
Предложен набор характеристик для сетевогоконтроллера, существенных для моделирования, объединяющий протоколы канальногоуровня, передаваемые символы канального уровня и показатели на уровне структурнойсхемы контроллера. В соответствии с этим разработана методика, позволяющаяпостроить модель сетевого контроллера. Сформулирована проблема сложностипостроения модели канала канального уровня. Предложены критерии оценкихарактеристик контроллера c помощью построенной модели. Разработан методразбиения проектируемого контролера на группы для оценки задержек, пропускнойспособности и размера буфера.Описаны критерии системы управления потоком. Определено влияние различныхсхем управления потоком на исследуемые характеристики. Исследованы существующиесистемы управления потоком, предложены варианты их моделирования и анализа.Обосновано их влияние на исследуемые характеристики сетевого контроллераканального уровня.
Определены критерии, влияющие на отельные характеристикиконтроллера канального уровня. Выведены методы, учитывающие основные способыуправления потоком, налагающие ограничение на модель контроллера.Исследованы требования, предъявляемые к контроллеру канального уровнямодели OSI. Рассмотрены существующие стандарты и изменения в них на канальномуровне. Определено, что изменения в существующих стандартах передачи данных, втом числе – для бортовых сетей, часто затрагивают канальный уровень.
В связи с этимвыработана методика оценки характеристик контроллеров канального уровня.Выведены основные формулы для расчета характеристик различных частей модели,организованной по принципу конвейерной обработки. Определен способ разбиенияконтроллера канального уровня на части на основании получения модели канала точкаточка.130В работе исследованы возможности теории массового обслуживания дляпостроения моделей сетевых котроллеров канального уровня. Были сформированыосновные принципы построения модели сетевого контроллера канального уровня.Результаты исследования были проверены при анализе моделей с использованиемсуществующих стандартов бортовых вычислительных систем.
Были исследованыконтроллеры с различными системами управления потоком для бортового применения.Были определены основные характеристики для исследования каждого изразрабатываемых контроллеров канального уровня для бортовых вычислительныхсистем. Для каждого контроллера были сформированы модели, описанные в главе 2. Врезультате анализа построенных моделей для рассматриваемых сетевых контроллеровбыли определены значения для исследуемых характеристик контроллеров для анализа.Были сформированы основные графики для анализа данных характеристик.На данных моделях проверена методика построения модели для системыкредитования данных стандартов.
На базе данного исследования была доказананеэффективность системы управления потоком первой версии создана новая системауправления потоком для контроллера GigaSpaceWire первой версии. В результатевыполнения исследования был предложен улучшенный метод системы управленияпотоком для сетевого контроллера второго поколения GigaSpaceWire.В результате проделанной работы разработаны методики для анализа сетевогоконтроллера канального уровня, позволяющие осуществить теоретический анализконтроллера канального уровня с учетом особенности управления потоком,используемые в соответствии со стандартом разрабатываемого сетевого контроллераканального уровня.Все задачи, описанные в данной диссертации, были выполнены полностью.
Порезультатам выполнения всех задач можно сказать, что все положения, вынесенные назащиту, были доказаны. Достоверность научных результатов были подтверждены врезультате экспериментальных исследований функционирования существующихсетевых контроллеров с помощью описания данных контроллеров на языке VHDL дляпроектирования СБИС.
Дополнительно было использованы цифровые осциллографыдля подтверждения результатов моделирования.По результатам исследования, описанного в данной диссертации, были полученынесколько патентов: 3 патента на изобретения и 3 патента на полезную модель. Также сиспользованием результатов исследования, разработанных методик и моделей сетевыхконтроллеров канального уровня были разработаны и внедрены в серийноепроизводство на базе отечественной микроэлектроники целый ряд микросхем.131Список сокращенийНПЦПЛИССБИССМОADVBAMBAAFDXDSGigaSpaceWireLVDSNVMeOSIPCIRTLSRIOVHDLНаучно-производственный центрПрограммируемая логическая интегральная схемаСверхбольшая интегральная схемаСистема массового обслуживанияAvionics Digital Video BusAdvanced Microcontroller Bus ArchitectureAvionics Full-Duplex Switched EthernetData-StrobGigabit SpaceWireLow-voltage differential signalingNon-Volatile MemoryExpressOpen Systems Interconnection Basic Reference ModelPeripheral Component InterconnectRegister transfer levelSerial RapidIOVery high speed integrated circuits Hardware DescriptionLanguage132Список литературы1.Knudsen, P.
Integrating communication protocol selection with hardware/softwarecodesign, ISSS 1998, стр. 111-1162.Klaus Wehrle, Mesut Güneş, James Gross, Modeling and Tools for NetworkSimulation, Springer, 2010, ISBN 3642123309, 256 стр.3.Amari A., Mifdaoui A., Frances F., Lacan J., Worst-Case Timing Analysis ofAeroRing- A Full Duplex Ethernet Ring for Safety-critical Avionics, 12th IEEE WorldConference on Factory Communication Systems (WFCS), 3 May 2016 - 6 May 20164.Ferrandiz T., Frances F., Fraboul C.
Modeling SpaceWire networks with networkcalculus. 1st International Workshop on WorstCase Traversal Time (WCTT'11), 20115.Суворова Е.А., Шутенко Ф.В., Яблоков Е.Н., Глушков А.В., Солохин А.А.,Алексеев И.Н., Архитектура мультипротокольного коммутатора высокоскоростныхпоследовательных каналов, Вопросы радиоэлектроники, 2008 г., Т.4. № 3, с. 20-286.Анпилогов В.Р., Тырин П.М., Эйдус А.Г., Характерные особенности развитияспутниковой связи и вещания - Технологии и средства связи №6-2, 2014, Специальныйвыпуск "Спутниковая связь и вещание-2015” , стр.36-407.ПрохоровЮ.В.,Оперспективахразвитияспутниковойорбитальнойгруппировки ФГУП "Космическая связь" Технологии и средства связи, №6-2, 2013,специальный выпуск “Спутниковая связь и вещание - 2014”, стр 14-158.MIL-STD-810 standard specification9.ISO 11898-1 standard specification10. SheyninY.,ShutenkoF.,SuvorovaE.,YablokovE.,High-rateserialinterconnections for embedded and distributed systems with power and resource constraints,Defense and Security 2008: Special Sessions on Food Safety, Visual Analytics, ResourceRestricted Embedded and Sensor Networks, and 3D Imaging and Display 2008, с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
